Laserový rezací stroj je technologickou revolúciou v spracovaní plechov a jedným z bežných prostriedkov spracovania plechov v súčasnosti. Laserový rezací stroj má vysoký stupeň flexibility, rýchlu rýchlosť rezania, vysokú efektivitu výroby a krátky výrobný cyklus, ktorý pre zákazníkov získal široký trh. V súčasnosti väčšina spracovania v oblasti stredných a tenkých dosiek na trhu využíva laserovú rezačku, ktorá je široko uznávaná pre svoju vysokú účinnosť a presnosť. Dokonca aj pole hrubých dosiek nahradilo niektoré trhy s plazmou a plameňom. Ak je však ladenie nesprávne, bude ovplyvnený aj rezací účinok laserového rezacieho stroja. Konkrétne existuje šesť faktorov, ktoré sú rozhodujúce pre rezný efekt.
1. Vplyv reznej rýchlosti na rezný účinok
Pre danú hustotu výkonu lasera a materiál zodpovedá rýchlosť rezania empirickému vzorcu. Pokiaľ je nad prahom prechodu, rýchlosť rezania materiálu je úmerná hustote výkonu lasera, to znamená, že zvýšenie hustoty výkonu môže zvýšiť rýchlosť rezania. Tu uvedená hustota výkonu nesúvisí len s výstupným výkonom lasera, ale aj s režimom kvality lúča. Okrem toho majú na rezanie laserom veľký vplyv aj vlastnosti systému zaostrovania lúča, teda veľkosť zaostreného bodu. Rezná rýchlosť je nepriamo úmerná hustote (mernej hmotnosti) a hrúbke rezaného materiálu.
Ak ostatné parametre zostanú nezmenené, faktory na zvýšenie rýchlosti rezania sú: zvýšenie výkonu (v určitom rozsahu, napr. 500~2000W); Vylepšiť režim lúča; Zmenšite veľkosť zaostrovacieho bodu (napríklad zaostrenie s krátkou ohniskovou šošovkou); Rezanie materiálov s nízkou počiatočnou energiou vyparovania (ako sú plasty, plexisklo atď.); Rezanie materiálov s nízkou hustotou (ako je biela borovica); Odrežte tenký materiál.
Najmä pri kovových materiáloch, keď sú ostatné procesné premenné udržiavané konštantné, môže mať rýchlosť rezania laserom relatívny rozsah nastavenia a stále udržiavať uspokojivú kvalitu rezu. Tento rozsah nastavenia je o niečo širší ako rozsah hrubých kusov pri rezaní tenkých kovov. Niekedy je rýchlosť rezania príliš nízka, čo povedie k ablačnému povrchu vypúšťaného horúceho taveniny, čo spôsobí, že povrch rezu bude veľmi drsný.
2. Vplyv nastavenia polohy zaostrenia na kvalitu rezu
Pretože hustota výkonu lasera má veľký vplyv na rýchlosť rezania, výber ohniskovej vzdialenosti šošovky je dôležitou otázkou. Po zaostrení laserového lúča je veľkosť bodu úmerná ohniskovej vzdialenosti šošovky. Po zaostrení lúča šošovkou s krátkou ohniskovou vzdialenosťou je veľkosť bodu veľmi malá a hustota výkonu v ohnisku je veľmi vysoká, čo je priaznivé pre rezanie materiálu; Jeho nevýhodou však je, že hĺbka ohniska je veľmi malá a rozsah nastavenia je malý, čo je vo všeobecnosti vhodné pre vysokorýchlostné rezanie tenkých materiálov. Keďže šošovka s dlhou ohniskovou vzdialenosťou má veľkú hĺbku ohniska, je vhodnejšia na rezanie hrubých obrobkov, pokiaľ má dostatočnú hustotu výkonu.
Po určení, ktorú šošovku s ohniskovou vzdialenosťou použiť, je pre zabezpečenie kvality rezu obzvlášť dôležitá vzájomná poloha ohniska a povrchu obrobku. Pretože hustota výkonu v ohnisku je najvyššia, vo väčšine prípadov je poloha zaostrenia pri rezaní tesne na povrchu obrobku alebo mierne pod povrchom. V celom procese rezania je dôležitou podmienkou zabezpečiť, aby relatívna poloha medzi ohniskom a obrobkom bola konštantná, aby sa dosiahla stabilná kvalita rezu. Niekedy sa šošovka zahrieva kvôli slabému chladeniu počas prevádzky, čo má za následok zmenu ohniskovej vzdialenosti, čo si vyžaduje včasnú úpravu polohy zaostrenia.
Keď je zaostrenie v najlepšej polohe, zárez je najmenší a účinnosť je najvyššia. Najlepšia rýchlosť rezania môže dosiahnuť najlepší výsledok rezania. Vo väčšine aplikácií sa zaostrenie lúča nastavuje tesne pod tryskou. Vzdialenosť medzi tryskou a povrchom obrobku je vo všeobecnosti asi 1,5 mm.
3. Vplyv tlaku pomocného plynu na rezný účinok
Vo všeobecnosti je na rezanie materiálu potrebný pomocný plyn a problém sa týka hlavne typu a tlaku pomocného plynu. Vo všeobecnosti sa pomocný plyn a laserový lúč vypudzujú koaxiálne, aby chránili šošovku pred kontamináciou a odfukovali trosku na dne reznej oblasti. V prípade nekovových materiálov a niektorých kovových materiálov použite na odstránenie roztavených a odparených materiálov stlačený vzduch alebo inertný plyn, pričom zabráňte nadmernému spaľovaniu v oblasti rezu.
Pre väčšinu laserového rezania kovov sa aktívny plyn (pokiaľ je to O2) používa na vytvorenie oxidačnej exotermickej reakcie s horúcim kovom. Toto dodatočné teplo môže zvýšiť rýchlosť rezania o 1/3~1/2.
Za predpokladu zabezpečenia pomocného plynu je tlak plynu veľmi dôležitým faktorom. Pri rezaní tenkých materiálov vysokou rýchlosťou je potrebný vysoký tlak plynu, aby sa zabránilo prilepeniu trosky na zadnú stranu rezu (horúca troska pri dopade na obrobok poškodí hranu rezu). Keď sa hrúbka materiálu zväčšuje alebo je rýchlosť rezania pomalá, tlak plynu by sa mal primerane znížiť. Aby sa zabránilo omrznutiu plastovej reznej hrany, je lepšie rezať pri nižšom tlaku plynu.
Prax laserového rezania ukazuje, že keď je pomocným plynom O2, jeho čistota má významný vplyv na kvalitu rezu. Zníženie čistoty O2 o 2 percent zníži rýchlosť rezania o 50 percent a povedie k výraznému zhoršeniu kvality rezu.
4. Odrazivosť povrchu materiálu
Pre 10,6 mm ďaleko infračervený lúč vyžarovaný CO2 laserovým rezacím strojom môžu nekovové materiály dobre absorbovať, to znamená, že majú vysokú absorbciu; Kovové materiály majú slabú absorpciu lúča 10,6 mm, najmä zlato, striebro, meď a hliník s vysokou odrazivosťou. Vo všeobecnosti CO2 laserový lúč, najmä kontinuálny vlnový lúč, nie je vhodný na rezanie takýchto materiálov. Pre hliníkové a medené kovy to vo všeobecnosti vyžaduje viac ako 3 kW na vytvorenie dostatočného počiatočného výkonu na získanie počiatočných otvorov potrebných na penetračný efekt. Materiály zo železnej ocele, nikel, titán atď. majú určitú mieru absorpcie pre lúč CO2 10,6 mm, najmä keď sa povrch materiálu zahreje na určitú teplotu alebo oxidový film, jeho absorpčná rýchlosť sa výrazne zlepší, aby sa dosiahlo lepšie rezanie účinok. V prípade nepriehľadných materiálov súvisí nasiakavosť=(1 - odrazivosť) s povrchovým stavom, teplotou a vlnovou dĺžkou materiálu.
Absorbancia materiálu voči lúču hrá dôležitú úlohu v počiatočnom štádiu zahrievania, ale akonáhle sa vytvoria otvory v obrobku, efekt čierneho telesa otvorov spôsobí, že absorbancia materiálu voči lúču sa blíži k 100 percentám.
Povrchový stav materiálov priamo ovplyvňuje absorpciu svetelných lúčov, najmä drsnosť povrchu a povrchová oxidová vrstva spôsobia zjavné zmeny v nasiakavosti povrchu. V praxi laserového rezania sa niekedy môže vplyv stavu povrchu materiálu na absorpciu lúča použiť na zlepšenie rezného výkonu materiálov.
5. Vplyv rezacieho horáka a trysky
Konštrukcia a výroba rezacieho horáka majú dôležitý vplyv na dosiahnutie dobrej kvality rezu, najmä trysky. Ak nie je dýza správne zvolená alebo udržiavaná, je ľahké spôsobiť znečistenie alebo poškodenie, alebo zaoblenie ústia dýzy nie je dobré, alebo rozstrekovanie horúceho kovu spôsobuje lokálne upchatie, ktoré vytvorí vírivé prúdy v dýze, čo má za následok značné zhoršenie rezného výkonu. Niekedy sa ústie dýzy líši od osi zaostreného lúča a vytvára lúč na rezanie okraja dýzy, čo tiež ovplyvní kvalitu orezania, zväčší šírku štrbiny a spôsobí nesprávne zarovnanie veľkosti rezu. Pri dýze je potrebné venovať osobitnú pozornosť dvom problémom, a to priemeru dýzy a vzdialenosti medzi dýzou a povrchom obrobku.
6. Vplyv vonkajšieho optického systému
Pôvodný lúč vyžarovaný laserom sa prenáša cez vonkajší systém optickej dráhy (vrátane odrazu a prenosu) a presne svieti na povrch obrobku s extrémne vysokou hustotou výkonu.
Optické prvky systému vonkajšej optickej dráhy sa pravidelne kontrolujú a nastavujú včas, aby sa zabezpečilo, že keď rezací horák beží nad obrobkom, lúč je správne prenášaný do stredu šošovky a zaostrený do malého svetelného bodu na rezanie. obrobok s vysokou kvalitou. Akonáhle sa poloha akéhokoľvek optického prvku zmení alebo je znečistený, bude to mať vplyv na kvalitu rezu alebo dokonca rez nebude možné vykonať.
Vonkajšia optická dráha šošovky je znečistená nečistotami v prúde vzduchu, lepia sa rozstrekované častice v oblasti rezu alebo šošovka nie je dostatočne chladená, čo vedie k prehrievaniu šošovky a ovplyvňovaniu prenosu energie lúča. Spôsobí to posun kolimácie optickej dráhy a povedie to k vážnym následkom. Prehriatie objektívu tiež spôsobí skreslenie ohniska a dokonca ohrozí aj samotný objektív.
Vyššie uvedené je šesť faktorov, ktoré ovplyvňujú rezací účinok laserového rezacieho stroja. V skutočnom procese prevádzky by sa mala venovať pozornosť.
O HGTECH: HGTECH je priekopníkom a lídrom v oblasti laserových priemyselných aplikácií v Číne a autoritatívnym poskytovateľom globálnych riešení na spracovanie laserom. Komplexne sme usporiadali laserové inteligentné zariadenia, meracie a automatizačné výrobné linky a inteligentnú výstavbu tovární, aby sme poskytli celkové riešenia pre inteligentnú výrobu.
