Turinys
Pramoninėje gamyboje įprastos didelio atspindžio medžiagos, tokios kaip varis ir aliuminis, reikalauja dažno apdorojimo, tačiau daugeliui pluošto lazerinio pjovimo įrangos gamintojų didelio atspindžio medžiagų pjovimo procesas dažnai yra sudėtingas ir sunkiai įveikiamas. Daugelis lakštinio metalo gamintojų dažnai teiraujasi apie pluošto lazerinio pjovimo staklių galimybes pjauti didelio atspindžio medžiagas, tokias kaip aliuminis ir varis. Šiame straipsnyje bus nagrinėjama, kaip pluošto lazerinio pjovimo staklės tvarko šias atspindinčias medžiagas, ir pristatytos kelios pažangios technologijos bei geriausia praktika.
Kas yra lazerinio pjovimo staklės
Lazerinis pjovimo įrenginys yra mechaninis įrenginys, kuris pjovimui naudoja lazerio spindulį. Lazerinis pjovimo įrenginys sufokusuoja lazerio spindulį į didelės galios tankio spindulį ir apšvitina jį ruošinio paviršiumi, todėl medžiaga pasiekia lydymosi arba virimo temperatūrą. Tuo pačiu metu aukšto slėgio dujos yra naudojamos ištirpusiam arba išgaravusiam metalui nupūsti, galiausiai suformuojant pjovimo siūlę ir pasiekiant pjovimo tikslą.
Charakteristikos ir taikymas
Lazerinio pjovimo staklės turi šias savybes:
- Didelis tikslumas: lazerio spindulio skersmuo yra labai mažas, pjovimo tikslumas yra didelis, o pjūvis yra lygus.
- Didelis greitis: lazerinis pjovimas pasižymi dideliu greičiu ir dideliu efektyvumu.
- Neapsiribojant šablonais: neapsiribojant tradiciniais pjovimo šablonais, jis gali automatiškai išdėstyti ir išsaugoti medžiagas.
- Maža karščio paveikta zona: pjovimo metu plokštės deformacija yra maža, o pjovimo siūlė siaura.
- Jokio mechaninio įtempio: pjūvis nepatiria mechaninio įtempio ir šlyties atplaišų.
- Mažos perdirbimo išlaidos: tinka didelio masto gamybai, mažos perdirbimo išlaidos.
- Lazerinio pjovimo staklės daugiausia naudojamos metalinėms ir nemetalinėms medžiagoms pjauti, ypač tinka tiksliam apdirbimui ir didelės paklausos gamybos aplinkai.
Supraskite atspindinčias metalines medžiagas
Kodėl lazeriu pjaustyti labai atspindinčius metalus yra sudėtinga?
Labai gerai atspindinčios metalinės medžiagos yra auksas, sidabras, varis ir aliuminis. Šios medžiagos pasižymi labai dideliu atspindžiu ir dažniausiai naudojamos srityse, kurioms reikalingas didelis atspindys. Šios medžiagos pasižymi dideliu atspindžiu ir lazerinio pjovimo metu gali atspindėti spindulį atgal į lazerio šaltinį, o tai gali sugadinti įrangą. Be to, atspindinčios medžiagos taip pat gali turėti įtakos pjovimo efektyvumui ir kokybei.
Kas yra didelio atspindžio metalinės medžiagos?
Aukso, sidabro ir vario atspindėjimas yra labai didelis, ypač vario, kurio atspindėjimas lazeriuose, kurių bangos ilgis yra 1064 nm, siekia iki 95%. Šios medžiagos dažniausiai naudojamos optiniams komponentams, tokiems kaip veidrodžiai, gaminti, nes jos pasižymi didžiausiu veidrodžio atspindžiu. Be to, po juodinimo apdorojimo plienas taip pat gali sugerti daugiau nei 80% lazerio galios, o tai rodo, kad medžiagos paviršiaus apdorojimas daro didelę įtaką jos atspindžiui.
Didelio atspindžio metalinės medžiagos yra plačiai pritaikomos įvairiose srityse. Pavyzdžiui, tokiose srityse kaip apšvietimas, vaizdavimas, aviacija ir kosmosas bei kariuomenė, didelio atspindžio medžiagos gali pagerinti optinių sistemų skiriamąją gebą ir vaizdo kokybę. Didelio atspindžio medžiagos taip pat gali pasiekti idealius optinius efektus pastatuose, kelių apšvietime ir šviesoforuose. Be to, didelio atspindžio dangos taip pat naudojamos orlaivių variklių purkštukams ir palydovinėms antenoms, siekiant pagerinti infraraudonųjų spindulių šiluminės spinduliuotės efektyvumą ir sustiprinti nematomumo savybes.
- Varis: Varis pasižymi itin dideliu šilumos laidumu ir atspindžiu, todėl lazerio energijai sunku sutelkti dėmesį pjovimo srityje. Varis turi mažą lazerio spindulių sugerties greitį, paprastai mažesnį nei 30%, o tai atitinka 70% lazerio atspindėjimą. Tai ne tik sukelia energijos nuostolius ir švaistymą, bet ir lengvai pažeidžia tokius komponentus kaip apdorojimo galvutės, lęšiai ir lazeriniai generatoriai.
- Žalvaris: Žalvaris yra lydinys, daugiausia sudarytas iš vario ir cinko, tačiau dėl jame esančio cinko pjovimo metu jis išskiria toksiškus dūmus ir reikalauja specialaus apdorojimo. Žalvaris yra labai gerai atspindinti metalinė medžiaga, kurios sugerties greitis įprastų bangos ilgio lazerių atveju yra itin mažas. Jis taip pat pasižymi geru šilumos laidumu. Sugerta šiluma greitai pasklinda aplink apdorojimo zoną, o tai turi įtakos apdorojimo kokybei.
- Nerūdijantis plienas: nors nerūdijančio plieno atspindėjimo koeficientas yra mažesnis nei aliuminio ir vario, po poliravimo jis pasižymi atspindžio savybėmis. Dėl paviršiaus lygumo ir oksido sluoksnio pjovimas gali būti sudėtingesnis, o tai gali lengvai sukelti problemų, tokių kaip lakštų nudegimai.
- Aliuminis: Dėl didelio atspindžio ir šilumos laidumo aliuminį sunku apdirbti lazeriu pjaustant. Gryną aliuminį sunkiau pjaustyti nei geležies pagrindu pagamintus metalus dėl žemos lydymosi temperatūros ir didelio šilumos laidumo. Dengimas arba legiravimas gali pagerinti pjovimo efektyvumą, našumą ir saugą.
Šviesą atspindinčių medžiagų pjovimo iššūkiai
1 užduotis: Spindulio atspindys
Šviesą atspindinčios medžiagos, tokios kaip aliuminis ir nerūdijantis plienas, pasižymi dideliu atspindžiu. Jos atspindės dalį lazerio spindulio atgal į lazerio šaltinį, o tai ne tik sumažina pjovimo efektyvumą, bet ir pažeidžia lazerio generatorių, ypač lazerio lęšį ir reflektoriaus sistemą.
Sprendimas
- Rinkitės pluošto lazerinio pjovimo stakles su savisaugos sistema. Aptikus lazerio spindulio atspindį, lazerio šaltinis gali būti automatiškai išjungtas, kad būtų išvengta įrangos sugadinimo. Palyginti su CO2 lazerinio pjovimo staklėmis, pluošto lazerinio pjovimo staklės lazerio spinduliams perduoti naudoja optinius pluoštus, taip sumažindamos sudėtingas atspindžio sistemas ir spindulio atspindžio riziką.
- Padenkite atspindinčios medžiagos paviršių specialia danga. Šios dangos gali sugerti lazerio spindulius ir sumažinti lazerio spindulių atspindžius.
2 iššūkis: lazerinio pjovimo kokybė
Dėl didelio atspindžio gebėjimo atspindinčios metalinės medžiagos tam tikru mastu gali paveikti pjovimo tikslumą ir kokybę.
Sprendimas
- Pjovimo proceso metu naudokite tinkamas pagalbines dujas ir pjovimo parametrus.
- Pasirinkite didelio tikslumo pluošto lazerinį pjovimo įrenginį, kad pagerintumėte pjovimo tikslumą ir kokybę, tiksliai valdydami lazerio spindulio fokusavimą ir judėjimo trajektoriją.
3 iššūkis: šilumos išsklaidymas
Medžiagos, pasižyminčios dideliu šilumos laidumu, pavyzdžiui, varis, lazerinio pjovimo metu greitai išsklaido šilumą, todėl lazerio energijai sunku sutelkti dėmesį pjovimo srityje, todėl pjovimo gylis yra nepakankamas arba pjovimo greitis sumažėja.
Sprendimas
Optimizuokite lazerinio pjovimo parametrus, pvz., padidinkite lazerio galią, sumažinkite pjovimo greitį ir kt., kad pjovimo zonoje būtų sukoncentruota pakankamai lazerio energijos.
Pjovimui naudokite pagalbines dujas (pvz., azotą, argoną ir kt.). Šios dujos ne tik padeda išpūsti išsilydžiusį metalą, bet ir tam tikru mastu sumažina šilumos laidumą.
Prieš pjaustydami medžiagą įkaitinkite, kad sumažintumėte jos šilumos laidumą ir šilumos nuostolius, taip palengvintumėte lazerio energijos koncentravimą pjovimo srityje ir pagerintumėte pjovimo efektyvumą.
Naudojant trumpų arba itin trumpų impulsų lazerio technologiją, sumažinamas šilumos kaupimasis ir pagerinama pjovimo kokybė.
4 iššūkis: Oksidacija ir paviršiaus tarša
Aliuminis ir kitos medžiagos yra linkusios oksiduotis ir sudaro junginius, tokius kaip aliuminio oksidas, kurie gali prilipti prie medžiagos paviršiaus ir pjovimo briaunos, paveikdami pjovimo efektą.
Sprendimas
Prieš pjaustydami, apdorokite medžiagą, kad pašalintumėte oksidus ir paviršiaus priemaišas, taip pagerindami pjovimo efektyvumą.
Pjovimo proceso metu inertinės dujos (pvz., azotas) naudojamos kaip apsauginės dujos, siekiant sumažinti oksidacijos reakcijų atsiradimą.
Pasirinkite pjovimo parametrus ir proceso metodus su antioksidacinėmis savybėmis, pavyzdžiui, impulsinį lazerinį pjovimą.
Atspindinčių metalinių medžiagų pjovimo technologija
Pagalbinės dujos
- Deguonis: Pjaunant plieną ir kitus metalus, deguonis gali būti naudojamas kaip pagalbinės dujos pjovimo greičiui padidinti. Deguonis chemiškai reaguoja su aukštos temperatūros metalais, sukeldamas egzoterminį oksidacijos efektą, kuris dar labiau pagreitina medžiagos pjovimo procesą.
- Azotas: Azotas yra labai naudingas pjaunant lengvai oksiduojamas medžiagas, tokias kaip aliuminis. Jis gali užkirsti kelią medžiagos oksidacijai pjovimo proceso metu, išlaikant pjovimo briaunos lygumą ir tikslumą. Be to, azotas taip pat gali sumažinti dūmų ir kenksmingų dujų išsiskyrimą pjovimo proceso metu.
- Argono dujos: argono dujos tinka pjauti tokias medžiagas kaip žalvaris. Jos pasižymi geru inertiškumu ir gali apsaugoti medžiagą nuo oksidacijos pjovimo proceso metu. Tuo tarpu argono dujos taip pat gali sumažinti dūmų ir kenksmingų dujų susidarymą pjovimo proceso metu, pagerindamos darbo aplinką.
Pagalbinės dujos neabejotinai sustiprina pjovimo efektą.
Dėl cheminės reakcijos tarp pagalbinių dujų ir metalinės medžiagos pagerėja pjovimo gebėjimas.
Padeda įrangai nupūsti šlaką nuo pjovimo vietos, kad būtų galima išvalyti plyšį.
Vėsina sritį aplink pjūvį ir apsaugo fokusavimo lęšį.
Pjaunant varį lazeriu, įvedamos pagalbinės dujos aukštoje temperatūroje reaguoja su metalu, taip pagerindamos pjovimo greitį ir efektyvumą. O₂ naudojimas gali padėti degimui ir pagerinti efektyvumą. Kalbant apie lazerinio pjovimo įrangą, N₂ yra įprasta pagalbinė dujos, padedančios pagerinti pjovimo efektą. Žinoma, vario plokštėms, kurių storis mažesnis nei 1 mm, pjovimui ir apdorojimui pagalbinių dujų nereikia. Tačiau kai vario storis pasiekia 2 mm, N₂ nebegali pasiekti laukiamo apdorojimo efekto. Tokiu atveju, norint sklandaus pjovimo, variui oksiduoti reikia naudoti deguonį.
Antirefleksinis sprendimas
Apsauginė danga: Iš anksto padengus antirefleksinės dangos sluoksnį ant stipriai atspindinčių medžiagų paviršiaus, galima gerokai sumažinti lazerio spindulio atspindėjimą, todėl medžiaga gali sugerti daugiau lazerio energijos, taip pagerinant pjovimo efektyvumą ir veiksmingumą. Ši danga turi pasižymėti geromis savybėmis, pavyzdžiui, atsparumu aukštai temperatūrai ir korozijai, kad būtų užtikrintas stabilumas lazerinio pjovimo proceso metu.
Spindulio pjovimas: Spindulio pjovimo technologija nutraukia lazerio spindulio optinį kelią prieš jam atsispindint lazerio šaltinyje, efektyviai apsaugodama lazerio generatorių nuo atspindėtos šviesos daromos žalos. Įrengus spindulių gaudyklę, galima užfiksuoti atspindėtą šviesą, kad lazerio energija daugiausia veiktų medžiagą, taip sumažinant įrangos žalą, kurią sukelia atspindys.
Didelės galios lazerinis generatorius
Pjaunant labai gerai atspindinčias medžiagas, labai svarbi yra pradurimo technika. Norint maksimaliai padidinti galios tankį ir pagreitinti lydymosi greitį, židinio taškas turėtų būti kuo arčiau medžiagos paviršiaus. Tai sumažina spindulio ir medžiagos paviršiaus sąveikų skaičių, todėl spindulys gali efektyviau išlydyti medžiagą.
Varis (Cu) ir sidabras (Ag) yra labai reaktyvios medžiagos su 1070 nm bangos ilgio šviesolaidiniais lazeriais, pasižyminčios mažu sugerties greičiu, daug mažesniu nei geležies (Fe) ir plieno. Tačiau jų sugerties greitis yra santykinai didesnis kietojo kūno lazerių atveju. Todėl tinkamo tipo lazerių pasirinkimas gali palengvinti labai atspindinčių medžiagų pjovimą.
Galios gerinimas: didesnės galios lazerio generatoriaus naudojimas yra tiesioginis labai atspindinčių medžiagų apdirbimo metodas. Didesnė galia reiškia stipresnį įsiskverbimą ir gilesnį pjovimo gylį, o tai gali efektyviau įveikti medžiagos atspindėjimą.
Galios moduliavimas: Dinamiškai reguliuojant lazerio galią, galima tiksliai valdyti, atsižvelgiant į medžiagos atspindėjimą ir pjovimo reikalavimus. Šis reguliavimas užtikrina, kad lazerio energija išliktų optimali viso pjovimo proceso metu, taip pagerinant pjovimo kokybę ir efektyvumą.
Impulsų moduliacija
Valdomas impulsas: naudojant valdomų impulsų technologiją, nepertraukiamą lazerio spindulį galima padalinti į trumpų ir stiprių impulsų seriją. Šis impulsų režimas gali sumažinti šilumos kaupimąsi medžiagoje, užkirsti kelią deformacijai ar lydymuisi dėl perkaitimo ir taip pagerinti pjovimo tikslumą bei briaunų kokybę.
Trumpi impulsai: trumpų impulsų lazeriai pasižymi didesne maksimalia galia ir trumpesne veikimo trukme, todėl gali greičiau įkaitinti ir išgarinti medžiagas bei pasiekti tikslesnį pjovimą. Tuo tarpu trumpi impulsai taip pat gali sumažinti karščio paveiktą zoną ir apsaugoti aplinkines medžiagos struktūras nuo pažeidimų.
Pažangi pluošto lazerinio pjovimo staklių technologija
Stebėjimas realiuoju laiku
- Proceso valdymas: Realaus laiko stebėjimo technologija gali realiuoju laiku gauti įvairius pjovimo proceso parametrus (pvz., temperatūrą, greitį, galią ir kt.) ir dinamiškai juos koreguoti pagal iš anksto nustatytus proceso reikalavimus, kad būtų užtikrintas pjovimo proceso stabilumas ir valdomumas.
- Kokybės užtikrinimas: realiuoju laiku stebint pjovimo efektą (pvz., plyšio plotį, šiurkštumą ir kt.), galima laiku aptikti ir ištaisyti galimas kokybės problemas, kad būtų užtikrinta pjaustytų gaminių kokybė.
- Realaus laiko stebėjimo technologija stebi visą pjovimo procesą per jutiklius ir stebėjimo sistemas, integruotas į pluošto lazerinio pjovimo mašinas, užtikrindama automatinį parametrų reguliavimą pjovimo proceso metu ir stabilią kokybę. Ši technologija gali užkirsti kelią neteisingoms operacijoms, išlaikyti pjovimo tikslumą ir pagerinti bendrą gamybos efektyvumą.
Adaptyvioji optika
- Automatinis fokusavimas: optimizuodama fokusavimo sistemą, adaptyviosios optikos technologija gali žymiai pagerinti lazerio spindulių fokusavimo tikslumą ir energijos tankį, taip pagerindama pjovimo kokybę ir efektyvumą.
- Realaus laiko reguliavimas: adaptyviosios optikos technologija gali realiuoju laiku stebėti lazerio spindulio fokusavimo būseną ir atlikti realaus laiko koregavimus, pagrįstus grįžtamojo ryšio signalais, siekiant užtikrinti, kad lazerio spindulys visada būtų optimalioje fokusavimo būsenoje.
Adaptyvioji optikos sistema dinamiškai optimizuoja lazerio spindulio fokusavimą, realiuoju laiku reguliuodama optinę sistemą, užtikrindama geresnį prisitaikymą prie skirtingo storio ar atspindžių medžiagų pjovimo proceso metu. Šis reguliavimas gali sumažinti lazerio spindulio atspindžio nuostolius, pagerinti pjovimo tikslumą ir efektyvumą.
Spindulio formavimas
Spindulio formavimo technologija gali pritaikyti lazerio spindulio profilį pagal skirtingus pjovimo reikalavimus, taip optimizuodama lazerio spindulio energijos paskirstymą ir pagerindama pjovimo efektyvumą bei kokybę.
Pagerinti energijos panaudojimą: Lazerio spindulių formavimas gali geriau atitikti pjovimo medžiagų sugerties charakteristikas, pagerinti lazerio energijos panaudojimą ir sumažinti energijos švaistymą.
Spindulių formavimo technologija leidžia pritaikyti lazerio spindulių formą. Lazerio spindulys formuojamas specialiais optiniais elementais (pvz., spindulio formuokliu, mikrolęšiu ir kt.), kad iš pradinio Gauso skirstinio jis būtų pakeistas į norimą formą (pvz., apskritimu, stačiakampiu, kvadratu ir kt.). Prisitaiko prie skirtingų pjovimo poreikių. Ši technologija gali pagerinti energijos vartojimo efektyvumą, ypač apdorojant didelio atspindžio medžiagas, o tai daro didelį poveikį, padeda pagerinti apdorojimo efektyvumą ir kokybę.
Apibendrinant galima teigti, kad diegiant šias pažangias technologijas, pluošto lazerinio pjovimo staklės gali efektyviai spręsti atspindinčių medžiagų pjovimo iššūkius, pagerinti pjovimo efektyvumą, tikslumą ir kokybę.
Alternatyvūs pjovimo metodai
Nors pluošto lazerinio pjovimo staklės turi daug sprendimų, kaip tiksliai pjauti atspindinčias medžiagas, daugelis vartotojų vis dar nenori naudoti lazerinio pjovimo staklių kaip pirmojo pasirinkimo šioms medžiagoms pjauti. Naudojant pluošto lazerinį pjovimo stakles kai kurioms labai atspindinčioms medžiagoms pjauti, medžiaga gali sugesti. Tokiu atveju jie dažniausiai renkasi tradicinį plokščių pjovimo metodą – plokščių kirpimo stakles.
SC Mašinos turi automatinę pavarų dėžę Priekinio padavimo plokštės kirpimo mašina specialiai sukurtas pjaustyti didelius kiekius kobalto, nikelio ir vario plokščių.
Išvada
Šiame straipsnyje pateikiame įžvalgų, kaip lazeriu pjauti atspindinčius metalus. Lazerinio pjovimo staklės ypač tinka tiksliai ir efektyviai apdirbti labai atspindinčius metalus, tokius kaip žalvaris, aliuminis ir sidabras. Lazerinis pjovimas ir toliau išliks geru pasirinkimu apdirbant labai atspindinčius metalus ir suteiks daugiau patogumo bei privalumų metalo apdirbimui gamybos pramonėje.
Lithuanian 
English 
Spanish 
Portuguese 
Russian 
Arabic 
French 
Italian 
German 
Polish 
Thai 
Vietnamese 
Czech 
Japanese 
Chinese