Laserový rezací stroj je široko používaný vo výučbe, vo vojenskej a priemyselnej oblasti kvôli vysokej kvalite rezu a vysokej účinnosti rezania. Laserový rezací stroj môže rezať kovy a nekovy a Hanov super energetický laserový rezací stroj sa používa hlavne na rezanie kovových materiálov, aký je teda princíp laserového rezacieho stroja?
Princíp laserového rezacieho stroja - úvod
Technológia laserového rezacieho stroja využíva energiu uvoľnenú pri dopade laserového lúča na povrch kovovej dosky. Kovová platňa sa roztaví a troska je odfúknutá plynom. Pretože je výkon lasera tak koncentrovaný, do ostatných častí kovovej dosky sa prenáša len malé množstvo tepla, čo vedie k malej alebo žiadnej deformácii. Zložité tvarované polotovary je možné veľmi presne rezať laserom a vyrezané polotovary nepotrebujú ďalšie spracovanie.
Laserový zdroj vo všeobecnosti používa laserový lúč oxidu uhličitého s pracovným výkonom 500-5000 wattov. Táto úroveň výkonu je nižšia ako požiadavky mnohých domácich elektrických ohrievačov. Laserový lúč je zaostrený na malú oblasť cez šošovku a reflektor. Vysoká koncentrácia energie spôsobuje rýchle lokálne zahriatie na roztavenie kovovej dosky.
Nerezovú oceľ s hrúbkou pod 16 mm je možné rezať laserovým rezacím zariadením a nehrdzavejúcu oceľ s hrúbkou 8-10 mm je možné rezať pridaním kyslíka do laserového lúča, ale po rezaní kyslíkom sa na povrchu rezu vytvorí tenký oxidový film. Maximálna hrúbka rezu môže byť zvýšená na 16 mm, ale rozmerová chyba rezných dielov je veľká.
Ako high-tech laserová technológia od svojho vzniku vyvíja laserové produkty vhodné pre rôzne priemyselné odvetvia podľa rôznych spoločenských potrieb, ako sú laserové tlačiarne, laserové kozmetické stroje, laserové označovacie CNC laserové rezacie stroje, laserové rezacie stroje a ďalšie produkty . Vzhľadom na neskorý štart domáceho laserového priemyslu zaostával za niektorými vyspelými krajinami vo výskume a vývoji technológií. V súčasnosti domáci výrobcovia laserových produktov vyrábajú laserové produkty. Niektoré kľúčové náhradné diely, ako sú laserové trubice, hnacie motory, galvanometre a zaostrovacie šošovky, sa stále dovážajú. To viedlo k zvýšeniu nákladov a zvýšeniu zaťaženia spotrebiteľov.
V posledných rokoch, s pokrokom domácej laserovej technológie, sa výskum a vývoj a výroba kompletného stroja a niektorých dielov postupne približovali k zahraničným vyspelým výrobkom. V niektorých aspektoch je dokonca lepšia ako zahraničné produkty. Okrem výhod Jaeger stále dominuje na domácom trhu. Čo sa však týka precíznosti spracovania a vybavenia, stability a výdrže, zahraničné vyspelé produkty majú stále absolútne výhody.
Princíp laserového rezacieho stroja - princíp.
V laserovom rezacom stroji je hlavnou prácou laserová trubica, takže je potrebné, aby sme porozumeli laserovej trubici.
Všetci poznáme dôležitosť laserových trubíc v laserových zariadeniach. Na posúdenie použijeme najbežnejšie laserové trubice. CO2 laserová trubica.
Zloženie laserovej trubice je vyrobené z tvrdého skla, takže ide o krehký a krehký materiál. Aby sme pochopili CO2 laserovú trubicu, musíme najprv pochopiť štruktúru laserovej trubice. Lasery s oxidom uhličitým, ako je tento, používajú vrstvenú štruktúru rukávov a najvnútornejšia vrstva je výbojka. Priemer trubice CO2 laserového výboja je však hrubší ako samotná trubica lasera. Hrúbka výbojky je úmerná difrakčnej reakcii spôsobenej veľkosťou svetelného bodu a dĺžka výbojky tiež súvisí s výstupným výkonom výbojky. Mierka vzorky.
Počas prevádzky laserového rezacieho stroja bude laserová trubica generovať veľké množstvo tepla, ktoré ovplyvňuje normálnu prevádzku rezacieho stroja. Preto je na chladenie laserovej trubice potrebný vodný chladič v špeciálnej oblasti, aby sa zabezpečilo, že laserový rezací stroj môže normálne pracovať pri konštantnej teplote. 200W laser môže používať CW-6200 a chladiaci výkon je 5,5 kW. 650W laser používa CW-7800 a chladiaca kapacita môže dosiahnuť 23 kW.
Princíp laserového rezacieho stroja - rezné charakteristiky.
Výhody rezania laserom:.
Výhoda 1 - vysoká účinnosť.
Vzhľadom na prenosové charakteristiky lasera je laserový rezací stroj vo všeobecnosti vybavený viacerými pracovnými stolmi s numerickým riadením a celý proces rezania môže byť plne digitálne riadený. V procese prevádzky, iba zmenou NC programu, môže byť aplikovaný na rezanie dielov s rôznymi tvarmi, ktoré môžu realizovať ako dvojrozmerné rezanie, tak aj trojrozmerné rezanie.
Výhoda 2 - rýchlo.
1200W laserové rezanie 2 mm hrubého plechu z nízkouhlíkovej ocele, rýchlosť rezania až 600 cm/min. Rýchlosť rezania 5 mm hrubej dosky z polypropylénovej živice môže dosiahnuť 1200 cm/min. Pri rezaní laserom nie je potrebné upínať a fixovať materiál.
Výhoda 3 - dobrá kvalita rezu.
1: Laserová rezacia štrbina je tenká a úzka, obe strany štrbiny sú rovnobežné a kolmé na rezaný povrch a rozmerová presnosť rezanej časti môže dosiahnuť± 0,05 mm.
2： Rezná plocha je hladká a krásna a drsnosť povrchu je len desiatky mikrónov. Dokonca aj rezanie laserom môže byť použité ako posledný proces a diely môžu byť použité priamo bez spracovania.
3： Po rezaní materiálu laserom je šírka tepelne ovplyvnenej zóny veľmi malá a výkon materiálu v blízkosti štrbiny je takmer neovplyvnený a deformácia obrobku je malá, presnosť rezu je vysoká, tvar geometrie štrbina je dobrá a tvar prierezu štrbiny je relatívne hladký. Pravidelný obdĺžnik. Porovnanie metód rezania laserom, rezaním kyslíkom a plazmou je uvedené v tabuľke 1. Rezným materiálom je 6,2 mm hrubá doska z nízkouhlíkovej ocele.
Výhoda IV - bezkontaktné rezanie.
Počas rezania laserom nedochádza k priamemu kontaktu medzi zváracím horákom a obrobkom a nedochádza k opotrebeniu nástroja. Na spracovanie dielov s rôznymi tvarmi nie je potrebné meniť „nástroj“, ale len výstupné parametre lasera. Proces rezania laserom má nízku hlučnosť, malé vibrácie a malé znečistenie.
Výhoda 5 - možno rezať veľa materiálov.
V porovnaní s rezaním kyslíkom a plazmou má rezanie laserom mnoho druhov materiálov vrátane kovu, nekovu, kompozitných materiálov s kovovou matricou a nekovovou matricou, kože, dreva a vlákien atď.
Princíp laserového rezacieho stroja - metóda rezania.
Vlastný strih.
To znamená, že odstraňovanie upravovaného materiálu sa vykonáva hlavne odparovaním materiálu.
Počas procesu rezania odparovaním teplota povrchu obrobku rýchlo stúpa na teplotu odparovania pôsobením zaostreného laserového lúča a veľké množstvo materiálov sa odparuje a vytvorená vysokotlaková para sa rozprašuje smerom von nadzvukovou rýchlosťou. Súčasne sa v oblasti pôsobenia lasera vytvorí "diera" a laserový lúč sa v otvore mnohonásobne odráža, takže absorpcia materiálu laserom sa rýchlo zvyšuje.
Pri procese vysokotlakového vstrekovania pary vysokou rýchlosťou sa tavenina v štrbine súčasne odfukuje zo štrbiny až do odrezania obrobku. Vlastné odparovacie rezanie sa vykonáva hlavne odparovaním materiálu, takže požiadavka na hustotu výkonu je veľmi vysoká, ktorá by mala vo všeobecnosti dosahovať viac ako 108 wattov na štvorcový centimeter.
Rezanie odparovaním je bežnou metódou laserového rezania niektorých materiálov s nízkym bodom vznietenia (ako je drevo, uhlík a niektoré plasty) a žiaruvzdorných materiálov (ako je keramika). Rezanie odparovaním sa často používa aj pri rezaní materiálov pulzným laserom.
II Reakcia na tavenie
Pri rezaní taveniny, ak pomocný prúd vzduchu nielen odfúkne roztavený materiál v reznom šve, ale môže tiež reagovať s obrobkom a zmeniť teplo, aby sa do procesu rezania pridal ďalší zdroj tepla, takéto rezanie sa nazýva reaktívne. rezanie taveniny. Vo všeobecnosti je plynom, ktorý môže reagovať s obrobkom, kyslík alebo zmes obsahujúca kyslík.
Keď povrchová teplota obrobku dosiahne teplotu bodu vznietenia, dôjde k silnej exotermickej reakcii spaľovania, ktorá môže výrazne zlepšiť schopnosť rezania laserom. Pre nízkouhlíkovú oceľ a nehrdzavejúcu oceľ je energia poskytovaná exotermickou reakciou spaľovania 60 %. Pre aktívne kovy, ako je titán, je energia poskytovaná spaľovaním asi 90 %.
Preto v porovnaní s rezaním laserovým odparovaním a všeobecným rezaním tavením vyžaduje reaktívne tavné rezanie menšiu hustotu výkonu lasera, ktorá je len 1/20 hustoty rezania odparovaním a 1/2 hustoty rezania tavením. Pri reaktívnom tavení a rezaní však reakcia vnútorného spaľovania spôsobí určité chemické zmeny na povrchu materiálu, čo ovplyvní výkon obrobku.
Ⅲ Rezanie tavením
V procese laserového rezania, ak sa pridá pomocný ofukovací systém, ktorý je koaxiálny s laserovým lúčom, odstraňovanie roztavených látok v procese rezania nezávisí len od samotného odparovania materiálu, ale závisí hlavne od efektu vyfukovania vysokých -rýchlosť pomocného prúdu vzduchu na nepretržité odfukovanie roztavených látok od rezného švu, takýto proces rezania sa nazýva tavné rezanie.
V procese tavenia a rezania už nie je potrebné ohrievať teplotu obrobku nad teplotu odparovania, takže požadovaná hustota výkonu lasera sa môže výrazne znížiť. Podľa pomeru latentného tepla tavenia a odparovania materiálu je výkon lasera potrebný na tavenie a rezanie iba 1/10 výkonu pri metóde rezania odparovaním.
Ⅳ Laserové ryhovanie
Táto metóda sa používa najmä pre: polovodičové materiály; Laserový lúč s vysokou hustotou výkonu sa používa na vykreslenie plytkej drážky na povrchu obrobku z polovodičového materiálu. Pretože táto drážka oslabuje väzbovú silu polovodičového materiálu, môže byť zlomená mechanickými alebo vibračnými metódami. Kvalita laserového ryhovania sa meria veľkosťou povrchových úlomkov a tepelne ovplyvnenej zóny.
Ⅴ Rezanie za studena
Ide o novú metódu spracovania, ktorá sa navrhuje so vznikom vysokovýkonných excimerových laserov v ultrafialovom pásme v posledných rokoch. Jeho základný princíp: energia ultrafialových fotónov je podobná väzbovej energii mnohých organických materiálov. Použite takéto vysokoenergetické fotóny na zasiahnutie väzobnej väzby organických materiálov a jej rozbitie. Tak, aby sa dosiahol účel rezania. Táto nová technológia má široké uplatnenie, najmä v elektronickom priemysle.
Ⅵ Rezanie tepelným napätím
Pri zahrievaní laserovým lúčom sú krehké materiály náchylné na vytváranie veľkého napätia na svojom povrchu, čo môže spôsobiť zlomenie namáhaných bodov vyhrievaných laserom úhľadným a rýchlym spôsobom. Takýto proces rezania sa nazýva rezanie laserovým tepelným stresom. Mechanizmus rezania tepelným napätím spočíva v tom, že laserový lúč ohrieva určitú oblasť krehkého materiálu, aby sa vytvoril zrejmý teplotný gradient.
K expanzii dôjde, keď je povrchová teplota obrobku vysoká, zatiaľ čo nižšia teplota vnútornej vrstvy obrobku bude brániť expanzii, čo má za následok ťahové napätie na povrchu obrobku a radiálne vytláčacie napätie na vnútornej vrstve. Keď tieto dve napätia prekročia medznú pevnosť obrobku. Na obrobku sa objavia praskliny. Zlomte obrobok pozdĺž trhliny. Rýchlosť rezania tepelným napätím je m/s. Tento spôsob rezania je vhodný na rezanie skla, keramiky a iných materiálov.
Zhrnutie: Laserový rezací stroj je technológia rezania, ktorá využíva charakteristiky lasera a zaostrovanie šošoviek na sústredenie energie na roztavenie alebo odparenie povrchu materiálu. Môže dosiahnuť výhody dobrej kvality rezu, vysokej rýchlosti, viacerých rezných materiálov, vysokej účinnosti atď.