Stroj za lasersko rezanje je tehnološka revolucija u obradi lima i jedan od uobičajenih načina obrade lima u današnje vrijeme. Stroj za lasersko rezanje ima visok stupanj fleksibilnosti, veliku brzinu rezanja, visoku proizvodnu učinkovitost i kratak proizvodni ciklus, čime je osvojio široko tržište za kupce. Trenutačno, većina obrade u području srednjih i tankih ploča na tržištu koristi laserski rezač, koji je naširoko cijenjen zbog svoje visoke učinkovitosti i preciznosti. Čak je i polje debelih ploča zamijenilo neka od tržišta plazme i plamena. Međutim, ako je otklanjanje pogrešaka neispravno, to će također utjecati na učinak rezanja stroja za lasersko rezanje. Konkretno, postoji šest čimbenika koji su ključni za učinak rezanja.
1. Utjecaj brzine rezanja na učinak rezanja
Za danu gustoću snage lasera i materijal, brzina rezanja odgovara empirijskoj formuli. Sve dok je iznad praga prolaza, brzina rezanja materijala proporcionalna je gustoći snage lasera, odnosno povećanje gustoće snage može poboljšati brzinu rezanja. Ovdje navedena gustoća snage nije povezana samo s izlaznom snagom lasera, već i s načinom kvalitete zrake. Osim toga, veliki utjecaj na lasersko rezanje imaju i karakteristike sustava za fokusiranje snopa, odnosno veličina fokusne točke. Brzina rezanja obrnuto je proporcionalna gustoći (specifičnoj težini) i debljini materijala koji se reže.
Kada ostali parametri ostanu nepromijenjeni, faktori za povećanje brzine rezanja su: povećanje snage (unutar određenog raspona, kao što je 500~2000W); Poboljšajte način snopa; Smanjite veličinu točke fokusa (na primjer, fokusirajte lećom s kratkim fokusom); Rezanje materijala s niskom početnom energijom isparavanja (poput plastike, pleksiglasa, itd.); Rezanje materijala niske gustoće (kao što je bijeli bor); Izrežite tanki materijal.
Osobito za metalne materijale, kada se ostale procesne varijable održavaju konstantnima, brzina laserskog rezanja može imati relativni raspon podešavanja i još uvijek održavati zadovoljavajuću kvalitetu rezanja. Ovaj raspon podešavanja je malo širi nego kod debelih komada pri rezanju tankih metala. Ponekad je brzina rezanja prespora, što će dovesti do ablacije površine ispuštenog vrućeg taljenog materijala, čineći reznu površinu vrlo grubom.
2. Utjecaj podešavanja položaja fokusa na kvalitetu rezanja
Budući da gustoća snage lasera ima veliki utjecaj na brzinu rezanja, odabir žarišne duljine leće je važno pitanje. Nakon što se laserska zraka fokusira, veličina točke proporcionalna je žarišnoj duljini leće. Nakon što je snop fokusiran lećom kratke žarišne duljine, veličina točke je vrlo mala, a gustoća snage u žarišnoj točki je vrlo visoka, što je povoljno za rezanje materijala; Međutim, njegovi su nedostaci što je žarišna dubina vrlo kratka i granica podešavanja mala, što je općenito prikladno za brzo rezanje tankih materijala. Budući da leća velike žarišne duljine ima široku žarišnu dubinu, prikladnija je za rezanje debelih izradaka sve dok ima dovoljnu gustoću snage.
Nakon određivanja koju leću žarišne duljine koristiti, relativni položaj fokusa i površine obratka posebno je važan kako bi se osigurala kvaliteta rezanja. Budući da je gustoća snage u fokusu najveća, u većini slučajeva, položaj fokusa je samo na površini obratka ili malo ispod površine prilikom rezanja. U cijelom procesu rezanja, važan je uvjet osigurati da relativni položaj između fokusa i obratka bude konstantan kako bi se postigla stabilna kvaliteta rezanja. Ponekad se leća zagrijava zbog lošeg hlađenja tijekom rada, što rezultira promjenom žarišne duljine, što zahtijeva pravovremeno podešavanje položaja fokusa.
Kada je fokus u najboljem položaju, rez je najmanji, a učinkovitost najveća. Najbolja brzina rezanja može postići najbolji rezultat rezanja. U većini primjena fokus snopa se podešava neposredno ispod mlaznice. Udaljenost između mlaznice i površine obratka općenito je oko 1,5 mm.
3. Utjecaj tlaka pomoćnog plina na učinak rezanja
Općenito, za rezanje materijala potreban je pomoćni plin, a problem uglavnom uključuje vrstu i tlak pomoćnog plina. Općenito, pomoćni plin i laserska zraka izbacuju se koaksijalno kako bi zaštitili leću od kontaminacije i otpuhali trosku na dnu područja rezanja. Za nemetalne materijale i neke metalne materijale koristite komprimirani zrak ili inertni plin za uklanjanje rastopljenih i isparenih materijala, dok sprječavate prekomjerno izgaranje u području rezanja.
Za većinu laserskog rezanja metala, aktivni plin (sve dok je O2) koristi se za stvaranje oksidacijske egzotermne reakcije s vrućim metalom. Ova dodatna toplina može povećati brzinu rezanja za 1/3~1/2.
Pod pretpostavkom osiguravanja pomoćnog plina, tlak plina je vrlo važan faktor. Prilikom rezanja tankih materijala velikom brzinom, potreban je visok tlak plina kako bi se spriječilo lijepljenje troske na poleđini reza (vruća troska će oštetiti rezni rub kada udari u obradak). Kada se debljina materijala poveća ili je brzina rezanja mala, tlak plina treba smanjiti na odgovarajući način. Kako biste spriječili smrzavanje plastičnog reznog ruba, bolje je rezati pri nižem tlaku plina.
Praksa laserskog rezanja pokazuje da kada je pomoćni plin O2, njegova čistoća ima značajan utjecaj na kvalitetu rezanja. Smanjenje čistoće O2 od 2 posto smanjit će brzinu rezanja za 50 posto i dovesti do značajnog pogoršanja kvalitete reza.
4. Reflektivnost površine materijala
Za 10,6 mm daleku infracrvenu zraku koju emitira CO2 laserski stroj za rezanje, nemetalni materijali mogu dobro apsorbirati, to jest, imaju visoku apsorpciju; Metalni materijali slabo upijaju zraku od 10,6 mm, posebno zlato, srebro, bakar i aluminij s visokom refleksijom. Općenito, zraka CO2 lasera, posebno zraka kontinuiranog vala, nije prikladna za rezanje takvih materijala. Za metale aluminija i bakra, općenito je potrebno više od 3kW da se formira dovoljna početna snaga za dobivanje početnih rupa potrebnih za učinak prodiranja. Željezni čelični materijali, nikal, titan, itd. imaju određenu stopu apsorpcije za zraku CO2 od 10,6 mm, posebno kada se površina materijala zagrije na određenu temperaturu ili oksidni film, njegova stopa apsorpcije bit će znatno poboljšana, kako bi se postiglo bolje rezanje posljedica. Za neprozirne materijale, apsorpcija=(1 - reflektivnost) povezana je sa stanjem površine, temperaturom i valnom duljinom materijala.
Apsorpcija materijala na snopu igra važnu ulogu u početnoj fazi zagrijavanja, ali kada se otvore u izratku formiraju, efekt crnog tijela rupa čini apsorpciju materijala na snopu blizu 100 posto.
Površinsko stanje materijala izravno utječe na apsorpciju svjetlosnih zraka, osobito površinska hrapavost i površinski oksidni sloj uzrokovat će očite promjene u površinskoj apsorpciji. U praksi laserskog rezanja, ponekad se učinak stanja površine materijala na apsorpciju zrake može koristiti za poboljšanje rezanja materijala.
5. Utjecaj plamenika za rezanje i mlaznice
Dizajn i proizvodnja plamenika za rezanje imaju važan utjecaj na postizanje dobre kvalitete rezanja, posebno mlaznice. Ako mlaznica nije pravilno odabrana ili održavana, lako je izazvati onečišćenje ili oštećenje, ili zaobljenost otvora mlaznice nije dobra ili prskanje vrućim metalom uzrokuje lokalno začepljenje, što će stvoriti vrtložne struje u mlaznici, što će rezultirati značajnim pogoršanje performansi rezanja. Ponekad se otvor mlaznice razlikuje od osi fokusirane zrake, formirajući zraku za rezanje ruba mlaznice, što će također utjecati na kvalitetu podrezivanja, povećati širinu proreza i učiniti veličinu rezanja neporavnatom. Za mlaznicu treba obratiti posebnu pozornost na dva problema, naime na promjer mlaznice i udaljenost između mlaznice i površine obratka.
6. Utjecaj vanjskog optičkog sustava
Izvorna zraka koju emitira laser prenosi se kroz sustav vanjske optičke putanje (uključujući refleksiju i transmisiju) i precizno svijetli na površini obratka s iznimno velikom gustoćom snage.
Optički elementi sustava vanjskog optičkog puta moraju se redovito provjeravati i prilagođavati na vrijeme kako bi se osiguralo da se, kada plamenik za rezanje radi iznad obratka, snop ispravno prenosi u središte leće i fokusira u malu svjetlosnu točku za rezanje obradak visoke kvalitete. Jednom kada se položaj bilo kojeg optičkog elementa promijeni ili se zaprlja, to će utjecati na kvalitetu rezanja ili se čak ne može izvršiti rezanje.
Vanjska optička staza leće je onečišćena nečistoćama u protoku zraka, zalijepljene su čestice prskanja u području rezanja ili leća nije dovoljno ohlađena, što će pregrijati leću i utjecati na prijenos energije snopa. To će uzrokovati drift kolimacije optičke staze i dovesti do ozbiljnih posljedica. Pregrijavanje leće također će uzrokovati izobličenje žarišta, pa čak i ugroziti samu leću.
Gore je navedenih šest čimbenika koji utječu na učinak rezanja stroja za lasersko rezanje. U stvarnom procesu rada treba obratiti pozornost.
O HGTECH-u: HGTECH je pionir i predvodnik industrijske primjene lasera u Kini i autoritativni pružatelj globalnih rješenja za lasersku obradu. Sveobuhvatno smo uredili lasersku inteligentnu opremu, proizvodne linije za mjerenje i automatizaciju te pametnu konstrukciju tvornice kako bismo pružili cjelokupna rješenja za inteligentnu proizvodnju.
