Kai kurios pagrindinės žinios apie pjovimą lazeriu

Jau aštuntajame dešimtmetyje lazeriai pirmą kartą buvo naudojami pjovimui. Šiuolaikinėje pramoninėje gamyboje pjovimas lazeriu plačiau naudojamas lakštinio metalo, plastiko, stiklo, keramikos, puslaidininkių, tekstilės, medžio ir popieriaus medžiagų apdirbime.

Pjovimas lazeriu

Kai fokusuotas lazerio spindulys apšviečia ruošinį, apšviesta sritis smarkiai įkais, kad medžiaga išsilydys arba išgaruos. Kai lazerio spindulys prasiskverbia į ruošinį, prasideda pjovimo procesas: lazerio spindulys juda išilgai kontūrų lydydamas medžiagą. Tirpalui nupūsti nuo pjūvio dažniausiai naudojamas srovės srautas, paliekant siaurą, beveik tokio pat pločio tarpą kaip sufokusuotas lazerio spindulys tarp pjaunamos dalies ir rėmo.

Pjovimas liepsna

Pjovimas liepsna yra standartinis mažai anglies dioksido kiekio plieno pjovimo procesas, naudojant deguonį kaip pjovimo dujas. Deguonis paspaudžiamas iki 6 barų ir pučiamas į pjūvį. Ten įkaitęs metalas reaguoja su deguonimi: pradeda degti ir oksiduotis. Dėl cheminės reakcijos išskiriamas didelis energijos kiekis (iki penkių kartų didesnis už lazerio energiją), kad būtų lengviau pjauti lazerio spindulį.

Lydymosi pjovimas

Lydymosi pjovimas yra dar vienas standartinis metalo pjovimo procesas. Jis taip pat gali būti naudojamas pjaustyti kitas lydinčias medžiagas, tokias kaip keramika.

Azoto arba argono dujos naudojamos kaip pjovimo dujos, o per pjūvį pučiamas 2–20 barų slėgis. Argonas ir azotas yra inertinės dujos, o tai reiškia, kad jie nereaguoja su išlydytu metalu pjūvyje, tiesiog pučia jį į apačią. Tuo pačiu metu inertinės dujos gali apsaugoti pjovimo briauną nuo oro oksidacijos.

Pjovimas suslėgtu oru

Suslėgtas oras taip pat gali būti naudojamas metalo lakštų pjaustymui. Oro slėgis iki 5–6 barų yra pakankamas, kad išsilydęs metalas būtų nupūstas pjūvyje. Kadangi beveik 80 % oro sudaro azotas, pjovimas suslėgtu oru iš esmės yra lydymas.

Plazminis pjovimas

Jei parametrai parinkti tinkamai, plazmos debesys atsiras plazmos lydančio pjovimo pjūvyje. Plazmos debesis susideda iš jonizuotų metalo garų ir jonizuotų pjovimo dujų. Plazmos debesis sugeria CO2 lazerio energiją ir paverčia ją ruošiniu, todėl prie ruošinio gali būti prijungta daugiau energijos, o medžiaga greičiau ištirpsta, todėl pjaunama greičiau. Todėl šis pjovimo procesas dar vadinamas greituoju plazminiu pjovimu.

Plazminiai debesys iš tikrųjų yra skaidrūs, palyginti su kietaisiais lazeriais, todėl plazmos lydymas gali būti atliekamas tik naudojant CO2 lazerius.

Dujinimo pjovimas

Pjovimas dujomis išgarina medžiagą ir sumažina šiluminį poveikį aplinkinei medžiagai. Tai galima pasiekti naudojant nepertraukiamus CO2 lazerius, kad būtų apdorojamos mažai šilumos išgaruojančios ir didelės absorbcijos medžiagos, pvz., plonos plastikinės plėvelės ir nelydančios medžiagos, tokios kaip mediena, popierius ir putplastis.

Ultratrumpieji impulsiniai lazeriai leidžia taikyti techniką kitoms medžiagoms. Metale esantys laisvieji elektronai sugeria lazerį ir smarkiai įkaista. Lazerio impulsai nereaguoja su išlydytomis dalelėmis ir plazma, o medžiaga sublimuojasi tiesiogiai, nepaliekant laiko energijos perduoti šilumos pavidalu į aplinkinę medžiagą. Nėra akivaizdaus šiluminio efekto, kai pikosekundinis impulsas pašalina medžiagą, nesilydo ir nesusidaro.

Parametrai: sureguliuokite procesą

Daugelis parametrų turi įtakos pjovimo lazeriu procesui, kai kurie iš jų priklauso nuo lazerio ir staklių techninių charakteristikų, o kiti yra kintami.

Poliarizacijos laipsnis

Poliarizacijos laipsnis rodo, kiek procentų lazerio šviesos buvo konvertuota. Tipiškas poliarizacijos laipsnis yra apie 90%. To pakanka kokybiškam kirpimui.

Židinio skersmuo

Židinio skersmuo turi įtakos pjūvio pločiui ir gali būti keičiamas keičiant fokusuojančio veidrodžio židinio nuotolį. Mažesnis židinio skersmuo reiškia siauresnį pjūvį.

Fokusavimo padėtis

Fokusavimo padėtis lemia pluošto skersmenį ir galios tankį ruošinio paviršiuje bei pjūvio formą.

Lazerio galia

Lazerio galia turi būti suderinta su apdorojimo tipu, medžiagos tipu ir storiu. Galia turi būti pakankamai didelė, kad ruošinio galios tankis viršytų apdirbimo slenkstį.

Darbo režimas

Nepertraukiamas režimas daugiausia naudojamas standartiniams apdirbtų medžiagų profiliams pjaustyti milimetrų iki centimetrų dydžiais. Norint išlydyti perforaciją arba pagaminti tikslų profilį, naudojamas žemo dažnio impulsinis lazeris.

Pjovimo greitis

Lazerio galia ir pjovimo greitis turi atitikti vienas kitą. Pjaunant per greitai arba per lėtai, padidės šiurkštumas ir susidarys įdubos.

Purkštuko skersmuo

Antgalio skersmuo lemia iš purkštuko ištekančių dujų srautą ir formą. Kuo storesnė medžiaga, tuo didesnis dujų srovės skersmuo ir atitinkamai reikia padidinti purkštuko angos skersmenį.

Dujų grynumas ir slėgis

Deguonis ir azotas dažnai naudojami kaip pjovimo dujos. Dujų grynumas ir slėgis turi įtakos pjovimo efektui.

Kai naudojamas deguonies liepsnos pjovimas, dujų grynumas turi siekti 99,95%. Kuo storesnė plieno plokštė, tuo mažesnis naudojamas dujų slėgis.

Naudojant azoto lydalo pjovimą, dujų grynumas turi siekti 99,995% (idealiu atveju 99,999%), o lydant ir pjaunant storas plieno plokštes reikalingas didesnis oro slėgis.

Techninių parametrų sąrašas

Pradiniame pjovimo lazeriu etape vartotojai turi patys nustatyti apdorojimo parametrus, atlikdami bandomuosius veiksmus. Subrendę apdirbimo parametrai dabar yra saugomi pjovimo sistemos valdymo bloke. Kiekvienam medžiagos tipui ir storiui yra atitinkami duomenys. Techninių duomenų lapas leidžia sklandžiai valdyti lazerinio pjovimo įrangą net ir žmonėms, kurie nėra susipažinę su šia technologija.

Pjovimo lazeriu kokybės vertinimo veiksniai

Yra daug kriterijų, pagal kuriuos nustatoma lazeriu pjaustytų briaunų kokybė. Plika akimi galima spręsti apie tokius kriterijus kaip įdubimo forma, depresija, grūdėtumas; Specialiais instrumentais matuojamas statmenumas, šiurkštumas ir pjūvio plotis. Medžiagų nusėdimas, korozija, karščio paveiktos vietos ir deformacijos taip pat yra svarbūs veiksniai matuojant pjovimo lazeriu kokybę.

Plati perspektyva

Daugeliu kitų apdorojimo metodų sunku pasiekti nuolatinę pjovimo lazeriu sėkmę. Ši tendencija tęsiasi ir šiandien. Ateityje pjovimo lazeriu taikymo perspektyva bus vis platesnė.