Lasery byly poprvé použity pro řezání již v 70. letech 20. století. Když zaostřený laserový paprsek dopadne na obrobek, ozařovaná oblast se prudce zahřeje, aby se materiál roztavil nebo odpařil. Jakmile laserový paprsek pronikne do obrobku, začíná proces řezání: laserový paprsek se pohybuje podél obrysu a přitom taví materiál. A to je řezání laserem!
Parametry procesu technologie řezání laserem
Technologie řezání laserem musí být každému známá. Technologie řezání laserem je metoda zpracování, která k přesnému řezání materiálů využívá laserový paprsek s vysokou -energií-. Je široce používán při zpracování kovových a -kovových materiálů. Nejběžnějším laserovým řezacím zařízením jsou laserové řezací stroje.
Mezi hlavní procesní parametry laserového řezání patří výkon řezného laseru, řezná rychlost, řezná tloušťka a průtok plynu. Na řezání laserem mají velký vliv i další faktory, jako je kvalita laserového paprsku, ohnisková vzdálenost objektivu, rozostření a tryska.
1. Výkon laseru
Výkon laseru je jedním z nejdůležitějších parametrů laserového řezacího stroje. Čím vyšší výkon, tím rychlejší řezná rychlost a větší tloušťka řezu. Obecně řečeno, výkon laseru je výkon laseru.
Pokud jde o vlastnosti materiálu, pokud je povrchová odrazivost materiálu vysoká, pak při ozáření laserem na povrch materiálu se více energie odrazí zpět, místo aby byla absorbována materiálem pro řezání. Proto, aby byla zajištěna dostatečná energie pro řezání, je potřeba zvýšit výkon laseru. Podobně, pokud je tepelná vodivost materiálu dobrá, teplo generované laserovým zářením bude rychle vedeno dovnitř materiálu, což znesnadní zvýšení teploty řezné oblasti na úroveň dostatečnou pro řezání. V tomto okamžiku je také třeba zvýšit výkon laseru, aby se zlepšila účinnost řezání. Kromě toho řezání materiálů s vysokými body tavení také vyžaduje větší výkon laseru a hustotu výkonu. Protože materiály s vysokými teplotami tání vyžadují více energie k jejich roztavení nebo odpaření, aby bylo dosaženo účelu řezání.
2. Rychlost řezání
Za určitých výkonových podmínek, kdy se tloušťka desky zvětší, musí laserový paprsek proniknout do hlubších vrstev materiálu, aby se dokončilo řezání. Studie ukázaly, že vztah mezi řeznou rychlostí a drsností povrchu řezu není jednoduchý lineární vztah, ale představuje trend změny ve tvaru U-. To znamená, že pro materiály různé tloušťky plechu a různých tlakových podmínek řezného plynu existuje bod optimální řezné rychlosti. Při řezání touto rychlostí lze minimalizovat hodnotu drsnosti povrchu řezu, to znamená, že řez je nejhladší. Obecně lze říci, že čím vyšší je řezná rychlost, tím větší je požadovaný výkon.
Řezná rychlost se vztahuje k délce, kterou může laserový řezací stroj uříznout za minutu. Čím vyšší rychlost, tím vyšší účinnost. Řezná rychlost laserového řezacího stroje souvisí s typem, tloušťkou, tvrdostí atd. materiálu a je také ovlivněna výkonem laseru a průměrem bodu.
3. Tloušťka řezu
Řezná tloušťka se vztahuje k tloušťce materiálu, který může laserový řezací stroj řezat. Mezi faktory ovlivňující tloušťku řezu patří:
Výkon zařízení: Čím vyšší je výkon zařízení, tím větší tloušťku lze řezat.
Typ materiálu: Různé materiály mají různou tvrdost, hustotu a houževnatost, což ovlivňuje tloušťku řezu.
Technologie řezání: Různé technologie řezání (jako je laser, vodní paprsek, plazma) mají různé maximální tloušťky řezání.
Parametry procesu řezání: Jako rychlost řezání, tlak plynu atd. ovlivní také tloušťku řezu.
4. Tlak plynu
Během procesu řezání tavením laserový paprsek zahřeje materiál na teplotu tavení a v tomto okamžiku vyfukovaný plyn hraje roli odfouknutí tekutého kovu, čímž se vytvoří řez. Tlak plynu musí být dostatečně velký, aby účinně odstranil roztavený kov a zajistil kontinuitu řezání a čistotu řezu. Průtok plynu také souvisí s tvarem trysky. Různé formy trysek mají různé účinky na distribuci a průtokové charakteristiky plynu, takže použitelná rychlost průtoku plynu se bude také lišit. Při výběru trysky a nastavení rychlosti proudění plynu je nutné sladit a optimalizovat podle konkrétních požadavků na řezání a vlastností materiálu.
5. Paprsek
Výstup režimu paprsku laseru je rozhodující pro řezný efekt. Experimentální studie ukázaly, že šířka řezu je téměř stejná jako průměr laserového bodu při řezání bez -kyslíku-. Velikost bodu je úměrná ohniskové vzdálenosti zaostřovací čočky, to znamená, že čím delší je ohnisková vzdálenost, tím větší je bod; čím kratší je ohnisková vzdálenost, tím menší je bod. Avšak i když objektiv s krátkou ohniskovou vzdáleností může získat menší bod, jeho ohnisková hloubka je také odpovídajícím způsobem snížena. Čím menší je ohnisková hloubka, tím přísnější je požadavek na vzdálenost od povrchu obrobku k čočce. Míra rozostření má větší vliv na řeznou rychlost a hloubku řezu a během procesu řezání musí zůstat nezměněna. Obecně míra rozostření používá zápornou hodnotu, to znamená, že ohnisková poloha je umístěna v bodě pod povrchem řezné desky.
6. Tryska
Tryska je důležitou součástí, která ovlivňuje kvalitu a efektivitu řezání laserem. Řezání laserem obecně používá koaxiální trysku (soustředný proud vzduchu a optická osa) a průměr výstupu trysky by měl být zvolen podle tloušťky řezného materiálu. Kromě toho má velký vliv na kvalitu řezu také vzdálenost od trysky k povrchu obrobku. Aby byla zajištěna stabilita procesu řezání, musí tato vzdálenost zůstat nezměněna.
Standard hodnocení kvality řezání laserem
Aplikace laseru při řezání kovových materiálů je již dobře známá, ale mnoho lidí neví, jak kvalitu zpracování při použití laserových řezacích strojů posoudit. Ve skutečnosti je kvalita řezu obvykle posuzována z hlediska drsnosti čelní plochy, spodních otřepů a šířky štěrbiny.
1. Drsnost čelní plochy
Když laser řeže materiál, je ovlivněn prouděním vzduchu a rychlostí posuvu a koncová plocha vytvoří svislé (nebo šikmé) linie. Čím hlubší čáry, tím hrubší je koncová plocha, a čím mělčí linky, tím hladší koncová plocha. Drsnost ovlivňuje nejen vzhled hrany, ale ovlivňuje také třecí vlastnosti. Proto čím nižší drsnost, tím vyšší kvalita řezu. Nastavením parametrů, jako je výkon laseru, rychlost posuvu, ohnisková vzdálenost, typ pomocného plynu a tlak vzduchu, lze průběžně optimalizovat drsnost čelní plochy.
2. Spodní otřep
Principem laserového řezání kovu je okamžité odpaření kovu pomocí vysoké energie laseru a odfouknutí strusky na povrchu obrobku pomocným plynem. Ve skutečném procesu zpracování však faktory, jako je tloušťka materiálu, nedostatečný tlak vzduchu a neodpovídající rychlost posuvu, způsobí, že určitá struska po ochlazení vytvoří otřepy a visí na dně obrobku. V této době je zapotřebí další odjehlovací práce, která spotřebovává další pracovní hodiny. Otřepy a struska na dně obrobku jsou velmi důležitými kritérii pro posouzení kvality řezu.
3. Šířka řezu
Šířka řezného švu je odrazem přesnosti zpracování. Obvykle to neovlivňuje kvalitu řezu. Šířka řezného švu se stane důležitým ukazatelem pouze tehdy, když je třeba uvnitř obrobku vytvořit obzvláště přesný obrys nebo vzor. Šířka řezného švu určuje minimální vnitřní průměr obrysu. Čím menší je šířka řezného švu, tím přesnější je obrys a tím menší průměr otvoru lze zpracovat. To je také jedna z důležitých výhod laserového řezání nahrazujícího řezání plazmou.
Strategie zlepšování aplikace technologie laserového řezání
Při skutečné aplikaci technologie laserového řezání jsou jednou z věcí, které musíme často zvážit, zlepšení účinnosti řezání, zlepšení kvality řezání a snížení nákladů na řezání. Abychom zlepšili technologii řezání laserem, abychom zlepšili efektivitu výroby, kvalitu řezání a snížili náklady, můžeme začít z následujících aspektů:
1. S pokrokem v laserové technologii může použití laserů s vyšším výkonem výrazně zvýšit rychlost řezání a zároveň snížit tepelně-ovlivněnou oblast a deformaci materiálu, díky čemuž je řezání efektivnější a kvalitnější, zvláště vhodné pro řezání silnějších materiálů.
2. Přiměřeně upravte parametry, jako je výkon laseru, rychlost řezání, typ a tlak pomocného plynu a vzdálenost mezi tryskou a materiálem, a proveďte jemné nastavení podle konkrétních materiálů a požadavků na řezání. Pomocí několika testů najděte optimální kombinaci parametrů pro zlepšení účinnosti a kvality řezání.
3. Prostřednictvím automatického zaostřovacího systému se poloha laserového zaostření automaticky nastavuje podle tloušťky a typu materiálu, aby byla zajištěna přesnost řezání.
4. Rychlým přesunem řezací hlavy do dalšího počátečního bodu řezání zkraťte čas-neřezání a zvyšte celkovou efektivitu provozu.
5. Automaticky zjistěte hranu a úhel sklonu materiálu, automaticky upravte řeznou dráhu a zkraťte plýtvání materiálem a dobu předzpracování.
6. Používejte nesting software pro simulované řezání, plánujte nejjednodušší řeznou dráhu, omezte prázdné zdvihy a zlepšujte využití materiálu a rychlost řezání.
7. Provádějte pravidelnou údržbu a servis laserového řezacího stroje, jako je výměna opotřebitelných dílů, čištění optických součástí, kalibrace zařízení atd., abyste zajistili dlouhodobý- stabilní provoz zařízení a udrželi optimální řezný výkon.
8. Udržujte pracovní prostředí laserového řezacího stroje čisté, s vhodnou teplotou a mírnou vlhkostí, aby se zabránilo vlivu prachu a nadměrné vlhkosti na zařízení a řezný efekt.
9. Používejte pokročilejší řídicí systémy a software pro zlepšení přesnosti řízení a rychlosti odezvy a podporu složitějších řezných úloh.
10. Nadále věnujte pozornost novému vývoji v laserové technologii, jako jsou účinnější laserové zdroje, pokročilejší optické systémy, inteligentní softwarové algoritmy atd., abyste neustále zlepšovali možnosti řezání.
Pokud se chcete dozvědět více o laserovém řezání nebo si chcete koupit nejlepší laserový řezací stroj pro vás, zanechte zprávu na našem webu a pošlete nám přímo e-mail!
Kontaktujte nás: