Основы лазерной резки: Ваше полное руководство | MachineMFG

Основы лазерной резки: Ваше полное руководство

0
(0)

Путеводитель

Лазерная резка впервые была применена в 1970-х годах. В современном промышленном производстве она широко используется для резки листового металла, пластмасс, стекла, керамики, полупроводников, а также таких материалов, как текстиль, дерево и бумага.

В ближайшие несколько лет ожидается значительный рост лазерной резки в области прецизионной обработки и микрообработки. Для начала давайте рассмотрим, как работает лазерная резка.

Когда сфокусированный лазерный луч попадает на заготовку, область облучения быстро нагревается, заставляя материал плавиться или испаряться. Как только лазерный луч проникает в заготовку, начинается процесс резки: луч движется по контуру, расплавляя материал. Струя обычно используется для выдувания расплавленного материала из разреза, оставляя узкий зазор между разрезанной деталью и рамой. Эти узкие швы почти такой же ширины, как и сфокусированный лазерный луч.

Пламенная резка

Пламенная резка это стандартная техника резки низкоуглеродистой стали, при которой в качестве режущего газа используется кислород. Кислород под давлением поднимается до 6 бар, после чего вдувается в разрез.

Там нагретый металл вступает в реакцию с кислородом, в результате чего он сгорает и окисляется. В результате этой химической реакции выделяется большое количество энергии (в пять раз больше, чем энергия лазера), которая помогает лазерному лучу в процессе резки.

Лазерный луч расплавляет заготовку, а режущий газ выдувает расплавленный материал и шлак в разрезе

Рис. 1 Лазерный луч расплавляет заготовку, а режущий газ сдувает расплавленный материал и шлак в разрезе

Резка расплава

Резка плавлением - еще один стандартный процесс, используемый в резка металлаКроме того, его можно использовать для резки других легкоплавких материалов, например керамики. В качестве газа для резки используется азот или аргон, а воздух под давлением 2-20 бар продувается через надрез.

Аргон и азот - инертные газы, а значит, они не вступают в реакцию с расплавленным металлом в разрезе, а выдувают его на дно. Инертный газ также защищает режущую кромку от окисления воздухом.

Резка сжатым воздухом

Сжатый воздух также можно использовать для резки тонких листов.

Давления воздуха, увеличенного до 5-6 бар, достаточно, чтобы выдуть расплавленный металл из разреза.

Поскольку почти 80% часть воздуха составляет азот, сжатый воздушная резка по сути, является методом термической резки.

Плазменная резка

Если параметры выбраны правильно, то при плазменной резке в разрезе будут появляться плазменные облака.

Плазменное облако состоит из ионизированных паров металла и ионизированного газа для резки.

Плазменное облако поглощает энергию CO2-лазера и преобразует ее в тепло на заготовке, позволяя соединить больше энергии с заготовкой, что приводит к более быстрому плавлению металла и ускорению резки.

Поэтому процесс резки также называют высокоскоростным. плазменная резка.

Плазменное облако прозрачно для твёрдый лазерПоэтому плазменная резка может использоваться только с лазерной резкой CO2.

Плазменная резка

Газифицировать резку

Газифицирующая резка испаряет материал и минимизирует тепловое воздействие на окружающий материал.

Непрерывный CO2 лазерная обработка Этот эффект достигается при испарении материалов с низкой теплоемкостью и высокой абсорбцией, таких как тонкая пластиковая пленка и неплавящиеся материалы, например, дерево, бумага и пенопласт.

Лазеры с ультракороткими импульсами позволяют применять эту технику к другим материалам.

Свободные электроны в металле поглощают лазер и значительно нагреваются.

Лазерный импульс не вступает в реакцию с расплавленными частицами и плазмой, и материал сублимируется напрямую, не передавая энергию окружающему материалу в виде тепла.

Нет видимого теплового эффекта в пикосекундный Импульсная абляция материала, при этом не происходит плавления или образования заусенцев.

Лазерная резка с газификацией заставляет материал испаряться и гореть

Рис.3 Газификационная резка: лазер заставляет материал испаряться и гореть. Давление пара выводит шлак из разреза.

Несколько параметров влияют на процесс лазерной резкиНекоторые из них зависят от технических характеристик лазерного генератора и станка для лазерной резки, а другие можно регулировать.

Степень поляризации

Степень поляризации указывает на процент преобразованного лазерного излучения.

Как правило, степень поляризации составляет около 90%, что достаточно для получения высококачественного реза.

Диаметр фокуса

Диаметр фокуса влияет на ширину разреза и может быть изменен путем изменения фокусного расстояния фокусирующей линзы. Меньший диаметр фокуса приводит к более узким разрезам.

Позиция фокуса

Положение фокуса определяет диаметр луча, плотность мощности и форму надреза на поверхности заготовки.

Положение фокуса внутри, на поверхности и на верхней стороне заготовки

Fi.4 Положение фокуса: внутренняя сторона, поверхность и верхняя сторона заготовки.

Мощность лазера

Сайт мощность лазера должны соответствовать типу обработки, типу материала и толщине.

Мощность должна быть достаточно высокой, чтобы плотность мощности на заготовке превышала порог обработки.

Более высокая мощность лазера позволяет резать более толстый материал

Рис.5 Более высокая мощность лазера позволяет резать более толстый материал

Режим работы

Непрерывный режим в основном используется для резки стандартных контуров на металлах и пластмассах толщиной от миллиметров до сантиметров.

Для проплавления отверстий или получения точных контуров используются низкочастотные импульсные лазеры.

Скорость резки

Мощность лазера и скорость резки должны соответствовать друг другу. Слишком высокая или слишком низкая скорость резки может привести к увеличению шероховатость и образование заусенцев.

Скорость резки уменьшается с увеличением толщины пластины

Рис.6 Скорость резания уменьшается с увеличением толщины пластины

Диаметр сопла

Диаметр сопла определяет расход газа и форму воздушного потока, выходящего из сопла.

Чем толще материал, тем больше диаметр газовой струи, а значит, и диаметр отверстия сопла.

Чистота и давление газа

В качестве режущих газов обычно используются кислород и азот.

Чистота и давление газа влияют на эффективность резки.

При резке кислородным пламенем чистота газа должна составлять 99,95%.

Чем толще стальная пластинаЧем ниже требуемое давление газа, тем меньше оно будет.

При резке азотом чистота газа должна составлять 99,995% (в идеале 99,999%), что требует более высокого давления при плавке и резке более толстых стальных листов.

Технические параметры

На начальных этапах лазерной резки пользователь должен определить параметры обработки с помощью пробных операций.

Сегодня все параметры обработки хранятся в управляющем устройстве системы резки с соответствующими данными для каждого типа и толщины материала.

Технические параметры позволяют людям, которые не очень хорошо разбираются в технологии, беспрепятственно управлять оборудованием для лазерной резки.

Суждение о качестве резки

Качество кромки лазерной резки определяется несколькими критериями.

Например, стандарт образования заусенцев, провисания и зернистости можно оценить невооруженным глазом.

Сайт прямолинейностьШероховатость, неровность и ширина разреза требуют измерения с помощью специальных инструментов.

Осаждение материала, коррозия, область термического воздействия и деформация также являются критическими факторами, которые необходимо учитывать при оценке качества лазерной резки.

Вы также можете посмотреть 9 стандартов для проверки качества лазерной резки.

Хорошая резка, плохая резка

Рис.7 Хорошая резка, плохая резка

Широкий проспект

Непрерывный успех лазерной резки не имеет аналогов среди других технологий, и эта тенденция сохраняется и сегодня. В будущем Применение лазерной резки будет становиться все более перспективным.

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 0 / 5. Количество оценок: 0

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Так как вы нашли эту публикацию полезной...

Подписывайтесь на нас в соцсетях!

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

9 комментариев к “Laser Cutting Basics: Your Ultimate Guide”

  1. Интересная информация для начинающих по настройке хороших условий резки металлов. Многие из этих принципов применимы и к волоконному лазеру.

  2. Джонни МакКаррон

    Приятно знать, что плазменная резка может использоваться только для лазерной резки CO2. Я представляю, что лазерная резка - это довольно сложный процесс. Но на самом деле, это так круто! Вы используете "Звездные войны" для создания вещей!

  3. Ллойд Бронсон

    Я и не подозревал, как много информации вместилось в базовые знания о лазерной резке. В частности, я рад, что вы рассказали о нескольких различных методах резки, таких как пламенная, которая используется для стали с низким содержанием углерода, или более специализированная плазменная. Мой брат хочет установить у себя дома несколько полок на заказ, но из-за странных размеров пространства, которое он себе позволил, я думаю, что обращусь в службу лазерной резки.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх