Pjovimas lazeriu ir kiti terminio pjovimo tipai

Kas yra pjovimas lazeriu

Naudojant didelio galingumo tankio lazerio spindulį pjaustomai medžiagai apšvitinti, kad medžiaga būtų greitai įkaitinta iki garavimo temperatūros, išgaruojant susidaro skylės, spinduliui judant ant medžiagos, skylės nuolat formuojamos siaurame pločio (pvz., 0,1 mm ar daugiau) plyšyje, kad būtų baigtas medžiagos pjovimas.

Pjovimo lazeriu procesas

Liepsnos pjovimas

Pjovimas liepsna yra standartinis švelnaus plieno pjovimo procesas, naudojant deguonį kaip pjovimo dujas. Deguonis suspaudžiamas iki 6 barų ir pučiamas į pjūvį. Ten įkaitęs metalas reaguoja su deguonimi: prasideda degimas ir oksidacija. Cheminė reakcija išskiria didelį energijos kiekį (iki penkių kartų daugiau nei lazerio energija), kad būtų lengviau pjauti lazerio spindulį.

Dujinimo pjovimas

Pjovimas dujomis išgarina medžiagą, sumažindamas šiluminio poveikio poveikį aplinkinei medžiagai. Tai galima pasiekti naudojant nepertraukiamą CO2 lazerį, kad būtų išgarintos mažai -šilumos, stipriai- sugeriančios medžiagos, pvz., plonos plastikinės plėvelės, ir nelydančios medžiagos, pvz., mediena, popierius ir putplastis.
Ultratrumpieji impulsiniai lazeriai leidžia šią technologiją pritaikyti kitoms medžiagoms. Metale esantys laisvieji elektronai sugeria lazerį ir smarkiai įkaista. Lazerio impulsas nereaguoja su išlydytomis dalelėmis ir plazma, medžiaga sublimuojasi tiesiogiai ir nebelieka laiko energijai šilumos pavidalu persikelti į aplinkinę medžiagą. Pikosekundiniai impulsai pašalina medžiagą be matomo šiluminio efekto, nelydymosi ir nesusidarydami šlifavimo.

Lydymosi pjovimas

Lydymosi pjovimas yra dar vienas standartinis metalų pjovimo procesas. Jis taip pat gali būti naudojamas pjaustyti kitas lydinčias medžiagas, tokias kaip keramika. Kaip pjovimo dujos naudojamas azotas arba argonas, o per pjūvį pučiamas 2-20 barų slėgis. Argonas ir azotas yra inertinės dujos, o tai reiškia, kad jie nereaguoja su išlydytu metalu plyšyje, o tiesiog pučia jį į dugną. Tuo pačiu metu inertinės dujos apsaugo nupjautą kraštą nuo oro oksidacijos.

Pjovimas suslėgtu oru
Suslėgtu oru galima pjauti ir plonas plokštes. Oro slėgis iki 5-6 barų yra pakankamas, kad būtų nupūstas išlydytas metalas pjūvyje. Kadangi beveik 80 % oro sudaro azotas, pjovimas suslėgtu oru iš esmės yra lydymas.

Plazminis{0}}pjovimas

Jei parametrai parinkti tinkamai, plazmos{0}}plyšimo plyšyje atsiras plazmos debesis. Plazmos debesis susideda iš jonizuotų metalo garų ir jonizuotų pjovimo dujų. Plazmos debesis sugeria CO2 lazerio energiją ir paverčia ją ruošiniu, kad su ruošiniu būtų prijungta daugiau energijos, o medžiaga greičiau išsilydys, todėl pjovimo greitis bus didesnis. Dėl šios priežasties šis pjovimo procesas dar vadinamas didelės spartos plazminiu pjovimu{5}.
Plazmos debesis iš tikrųjų yra skaidrus, palyginti su kietojo kūno{0}}lazeriais, todėl plazmos-lydymosi pjovimas gali būti atliekamas tik naudojant CO2 lazerius.

Pjovimo lazeriu charakteristikos

Pjovimas lazeriu, palyginti su kitais terminio pjovimo būdais, paprastai pasižymi dideliu pjovimo greičiu ir aukšta kokybe. Konkrečiai apibendrinama tokiais aspektais.

(1) gera pjovimo kokybė: dėl mažo lazerio taško, didelio energijos tankio, pjovimo greičio, pjovimo lazeriu kokybė gali būti geresnė. ① Lazerinio pjovimo pjūvis yra smulkus ir siauras, dvi plyšio pusės yra lygiagrečios ir statmenos paviršiui, pjaustytų dalių matmenų tikslumas gali siekti ± 0,05 mm. ② pjovimo paviršius yra švarus ir gražus, paviršiaus šiurkštumas yra tik kelios dešimtys mikronų, o net lazeriu galima naudoti kaip paskutinį procesą, be mechaninio apdorojimo, dalys gali būti naudojamos tiesiogiai. (③ medžiaga po pjovimo lazeriu, karščio paveiktos zonos plotis yra labai mažas, medžiagos veikimas šalia plyšio taip pat beveik nesikeičia, o ruošinio deformacija nedidelė, didelis pjovimo tikslumas, plyšio geometrija gera, plyšio skerspjūvio forma yra taisyklingesnė stačiakampio forma.

(2) didelis pjovimo efektyvumas: dėl lazerio perdavimo charakteristikų lazerinio pjovimo staklės paprastai turi daugybę CNC darbo vietų, todėl visas pjovimo procesas gali būti visiškai realizuotas CNC. Veikimas, tik reikia pakeisti CNC programą, gali būti taikomas įvairių formų dalių pjovimui, tiek dviejų-dimensijų pjovimui, tiek ir trimačiui-pjovimui.

(3) pjovimo greitis: 1200 W galia lazeriu pjauna 2 mm storio švelnaus plieno plokštę, pjovimo greitis iki 600 cm/min; pjovimo 5mm storio polipropileno dervos plokštės, pjovimo greitis iki 1200cm/min. Lazerinio pjovimo medžiagų nereikia suspausti ir pritvirtinti, kad būtų išsaugoti įrankių spaustukai, bet taip pat sutaupomas viršutinės ir apatinės medžiagų pagalbinis laikas.

(4) bekontaktis pjovimas: lazeriu pjaustomas degiklis ir ruošinys be kontakto, įrankis nesusidėvėjęs. Įvairių formų dalių apdorojimas, nereikia keisti "įrankio", tik reikia pakeisti lazerio išėjimo parametrus. Pjovimo lazeriu procesas yra mažas triukšmas, žema vibracija, be taršos.

(5) Įvairių medžiagų pjaustymas: metalo matricos kompozitai, oda, mediena ir pluoštas. Tačiau skirtingoms medžiagoms dėl jų pačių termofizinių savybių ir skirtingo lazerio sugerties greičio našumas