Naujienos ir įvykiai

Kas yra CO2 lazerio pjovimo mašina?

Kas yra CO2 lazerinio pjovimo staklės? CO2 lazerinio pjovimo staklės yra įrenginys, kuris naudoja infraraudonųjų spindulių lazerio spindulį (paprastai kurio bangos ilgis yra 10,6 μm), kurį sukuria CO2 lazeris.₂ lazeriu pjaustyti, graviruoti ar žymėti įvairias medžiagas. Jis plačiai naudojamas apdirbant tokias medžiagas kaip metalas, plastikas, mediena, oda, audinys, stiklas ir akrilas.

1. Kas yra CO2 lazerio pjovimo staklės?

CO2 lazerinio pjovimo staklės yra įrenginys, kuriame naudojamas didelės energijos infraraudonųjų spindulių lazeris (bangos ilgis apie 10,6 μm), kurį sukuria CO2 lazeris.₂ lazeris medžiagoms pjauti, graviruoti ar žymėti. Jis priklauso terminio apdorojimo technologijai ir yra plačiai naudojamas tiksliam nemetalinių medžiagų (pvz., medžio, akrilo, plastiko, audinio, odos ir kt.) ir kai kurių metalinių medžiagų apdirbimui.

2. CO2 lazerinio pjovimo staklių veikimo principas

CO₂ Lazerinis pjovimo įrenginys – tai įranga, kuri naudoja CO₂ lazeriu generuojamą didelės energijos infraraudonųjų spindulių lazerį (bangos ilgis apie 10,6 μm) medžiagoms kaitinti, lydyti arba dujinti, o šlakas pašalinamas pagalbinėmis dujomis, kad būtų pasiektas didelis pjovimo tikslumas. Kaip veikia CO₂ lazerinis pjovimas?

Darbo procesas

1) Lazeris generuoja CO2 lazerio spindulį

Naudojant CO₂ Dujų mišinys (pagrindiniai komponentai: anglies dioksidas, azotas, helis) kaip darbinė terpė, CO2 molekulės sužadinamos veikiant aukštos įtampos elektriniam laukui, kad išskleistų specifinio bangos ilgio (10,6 μm) infraraudonųjų spindulių lazerio spindulį.

Šis lazerio spindulys pasižymi dideliu energijos tankiu ir geru monochromatiniu našumu, todėl tinka pjauti nemetalines medžiagas ir kai kurias metalines medžiagas.

2) Optinės sistemos perdavimas ir fokusavimas

Lazerio spindulys per reflektorių ir fokusavimo lęšį nukreipiamas į pjovimo galvutę ir sufokusuojamas į labai mažo skersmens tašką (paprastai mažesnį nei 0,2 mm).

Didelė lazerio energija akimirksniu įkaitina medžiagą toje vietoje iki išlydytos arba dujinės būsenos.

3) Medžiaga kaitinama, lydoma arba garinama

Kai sufokusuotas lazerio spindulys apšvitinamas ant medžiagos paviršiaus, medžiaga sugeria lazerio energiją ir jos temperatūra greitai pakyla.

Įvairių medžiagų reakcijos:

Lydžios medžiagos (pvz., plastikas ir akrilas): išlydykite tiesiogiai ir nupūskite.
Degios medžiagos (pvz., mediena ir oda): karbonizuojasi ir išgaruoja.
Metalinės medžiagos: joms reikalingi didelio galingumo lazeriai, o oksidaciniam degimui padeda deguonis, siekiant padidinti pjovimo efektyvumą.

4) Pagalbinės dujos nupučia šlaką

Pjovimo proceso metu paprastai naudojamos aukšto slėgio pagalbinės dujos (pvz., deguonis, azotas arba oras):

Deguonis (O₂): padeda degti, kad pagerėtų metalo pjovimo efektyvumas.
Azotas (N₂): tinka medžiagoms, kurioms reikalingos aukštos kokybės pjovimo briaunos (pvz., nerūdijančiam plienui).
Suslėgtas oras: ekonomiškas sprendimas, tinkamas mažos sąnaudos perdirbimui.

Didelio greičio oro srautas gali atvėsinti pjovimo vietą, užkirsti kelią briaunos perkaitimui ir nupūsti išsilydžiusią medžiagą, kad pagerėtų pjovimo kokybė.

5) CNC sistema tiksliai kontroliuoja pjovimo kelią

Kompiuterinė skaitmeninio valdymo (CNC) sistema arba lazerio valdymo programinė įranga iš anksto nustato pjovimo kelią ir valdo lazerio galvutę, kad ji judėtų pagal nurodytą modelį.

Pagrindiniai CO₂ lazerio pjovimo metodai

Anglies dioksido lazerinis pjovimas daugiausia grindžiamas medžiagų lazerio energijos sugerties savybėmis, derinamomis su įvairiomis fizinėmis ir cheminėmis reakcijomis, siekiant efektyvaus apdorojimo. Įprasti pjovimo metodai yra garinimo pjovimas, lydymo pjovimas, oksidacinis pjovimas ir kubelių pjovimas.

1) Garinimo pjovimas

Principas:

Lazerio spindulys per labai trumpą laiką įkaitina medžiagos paviršių iki virimo temperatūros, todėl ji tiesiogiai išgaruoja (sublimuojasi).
Kadangi nėra lydymosi etapo, medžiaga tiesiogiai virsta garais ir yra nunešama didelio greičio pagalbinėmis dujomis.

Savybės:

Tinka medžiagoms, turinčioms aukštą lydymosi temperatūrą ir mažą šilumos laidumą.
Pjūvis yra labai siauras, o kraštai tvarkingi.
Reikalingas itin didelis lazerio galingumas (paprastai didesnis nei lydymo pjovimo).

Taikomos medžiagos:

Mediena
Popierius
Plastikas (dalinis)
Akrilas
Kompozicinės medžiagos
Kai kurios keraminės medžiagos

2) Pjovimas lydiniu

Principas:

Lazerio spindulys kaitina medžiagą iki lydymosi temperatūros, kad ji išsilydytų.
Aukšto slėgio inertinės dujos (pvz., azotas N₂, argonas Ar) išpučia išlydytą medžiagą be oksidacijos reakcijos.

Savybės:

Taikoma medžiagoms, kurios nenori oksiduotis, tokioms kaip nerūdijantis plienas, aliuminis ir kt.
Pjovimo paviršius yra lygus ir neturi oksido sluoksnio.
Išlydytos medžiagos nupūtimui reikalingos pagalbinės dujos su didesniu oro slėgiu.

Taikomos medžiagos:

Nerūdijantis plienas
Aliuminis ir aliuminio lydiniai
Titanas ir titano lydiniai
Kai kurie plastikai

3) Pjaustymas liepsna / oksidacinis pjovimas

Principas:

Naudodamas deguonį (O₂) kaip pagalbines dujas, lazerio spindulys įkaitina metalą iki užsidegimo taško, sukeldamas smarkią oksidacijos reakciją su deguonimi, išskirdamas didelį šilumos energijos kiekį ir pagreitindamas pjovimo procesą.
Reakcijos metu susidaręs oksido šlakas yra nupučiamas didelio greičio oro srautu ir sudaro pjovimo siūlę.

Savybės:

Pjovimo greitis yra didesnis nei lydymosi pjovimo (nes oksidacijos reakcija sukuria papildomą šilumą).
Taikoma oksiduojamoms medžiagoms, tokioms kaip anglinis plienas, tačiau susidarys oksido sluoksnis (reikalingas papildomas apdorojimas).
Tinka pjauti storesnes metalines medžiagas.

Taikomos medžiagos:

Anglinis plienas
Mažai legiruotas plienas
Kai kurie ketaus

4) Įbrėžimas / kontroliuojamas lūžių pjovimas

Principas:

Mažo galingumo lazeriu įbrėžkite mikroįtrūkimą trapių medžiagų paviršiuje, o tada mechaniniu arba terminiu įtempimu lūžkite išilgai įtrūkimo.

Savybės:

Taikoma trapioms medžiagoms, tokioms kaip stiklas ir keramika, siekiant išvengti tiesioginio lydymosi ar dujinimo.
Pjovimo briauna yra tvarkinga, o karščio paveikta zona (HAZ) yra sumažinta.
Lazerio galią ir fokusą reikia tiksliai valdyti, kad būtų išvengta netolygaus medžiagos lūžio.

Taikomos medžiagos:

Stiklas (pvz., optinis stiklas, kvarcinis stiklas)
Keramika
Dirbtinis safyras

Įvairių pjovimo metodų palyginimo lentelė:

Pjovimo metodas	Karščio paveikta zona	Pjovimo greitis	Pjaustyto paviršiaus kokybė	Taikomos medžiagos
Garinimo pjovimas	Mažas	Vidutinis	Labai sklandžiai	Mediena, popierius, plastikas, akrilas
Lydymo pjovimas	Žemas	Vidutinis	Aukštas (nėra oksido sluoksnio)	Nerūdijantis plienas, aliuminis, titanas
Oksidacinis pjovimas	Aukštas	Greitas	Žemas (reikia pašalinti oksido sluoksnį)	Anglinis plienas, mažai legiruotas plienas
Braižymo pjovimas	Labai mažas	Greitas	Labai aukštas (netirpsta)	Stiklas, keramika

CO₂ lazerinio pjovimo charakteristikos ir tinkamų medžiagų lentelė:

Pjovimo metodas	Savybės	Taikomos medžiagos
Garinimo pjovimas	Didelės energijos lazeris tiesiogiai garina medžiagą	Mediena, plastikas, akrilas, popierius
Lydymo pjovimas	Medžiaga lydosi, padedant dujų pūtimui, kad būtų pašalintas šlakas	Metalas, nerūdijantis plienas, plastikas
Oksidacinis pjovimas	Degimui reikalingas deguonis, kuris pagreitina metalo pjovimą	Anglinis plienas, legiruotas plienas
Braižymo pjovimas	Mažos galios lazeris naudojamas trapioms medžiagoms pjauti	Stiklas, keramika

Santrauka:

Garinimo pjovimas: tinka žemos lydymosi temperatūros medžiagoms (medienai, plastikui) ir darbams, kuriems reikalingas didelis tikslumas.
Lydymo pjovimas: tinka pjauti metalus, tokius kaip nerūdijantis plienas ir aliuminis, kuriems reikalingi neoksiduoti kraštai.
Oksidacinis pjovimas: tinka metalo apdirbimui, pavyzdžiui, angliniam plienui, kuriam reikalingas efektyvus pjovimas, tačiau leidžia susidaryti oksido sluoksniui.
Įbrėžimo pjovimas: tinka trapių medžiagų, tokių kaip stiklas ir keramika, smulkiam apdirbimui.

3. Kokia yra CO2 lazerinio pjovimo staklių savybė?

CO₂ lazerinio pjovimo staklės yra bekontakčio terminio apdorojimo įranga, kuri daugiausia naudoja 10,6 μm bangos ilgio infraraudonųjų spindulių lazerį didelio tikslumo pjovimui ir graviravimui, ir tinka įvairioms nemetalinėms medžiagoms ir kai kurioms metalinėms medžiagoms. Toliau pateikiamos pagrindinės jos savybės:

1) Platus taikomų medžiagų pasirinkimas

Taikoma nemetalinėms medžiagoms: medienai, akrilui, plastikui, odai, audiniui, gumai, popieriui, stiklui, keramikai ir kt.

Gali apdirbti kai kuriuos metalus: plonus metalus (pvz., nerūdijantį plieną, anglinį plieną, aliuminio lydinį) galima pjauti pridedant pagalbinių dujų (pvz., deguonies) arba specialios dangos.

Draugiškas organinėms medžiagoms: lazerinis pjovimas nesukelia fizinio įtempio ir nėra lengva pažeisti medžiagų.

2) Didelis pjovimo tikslumas

Tikslumas gali siekti ±0,1 mm, o tai tinka smulkiam graviravimui ir sudėtingų raštų pjovimui.

Dėmės skersmuo yra mažas, o karščio paveikta zona yra maža, todėl sumažėja pjovimo deformacija ir degimas.

Nereikia jokios formos, palaikomas CAD/CAM dizainas ir pasiekiamas didelio tikslumo automatinis apdorojimas.

3) Gera pjovimo kokybė ir lygūs kraštai

Didelės energijos lazerio spindulys išlydo medžiagą, o pjovimo briauna yra tvarkinga, be antrinio šlifavimo.

Pjūvis yra lygus, be įbrėžimų ir mechaniškai nesideformuoja, o tai pagerina gaminio kokybę.

Tinka didelės paklausos perdirbimui tokiose pramonės šakose kaip reklama, dekoravimas, pakavimas ir drabužiai.

4) Didelis efektyvumas ir automatizavimas

Pjovimo greitis yra didelis, efektyvesnis nei tradicinis įrankių pjovimas ir tinkamas masinei gamybai.

Palaiko CNC skaitmeninio valdymo sistemą, kuri gali automatiškai programuoti ir optimizuoti pjovimo kelius, siekiant pagerinti gamybos efektyvumą.

Galima tiesiogiai importuoti projektavimo failus, tokius kaip CAD ir CorelDRAW, kad būtų pasiektas intelektualus veikimas.

5) Bekontaktis apdorojimas, maži nuostoliai

Lazerinis pjovimas yra bekontaktis apdirbimas, kurio metu medžiaga nespaudžiama mechaniškai ir nėra lengvai pažeidžiama.

Nėra įrankių susidėvėjimo, sumažėja mechaninių dalių keitimas ir priežiūros išlaidos.

Tinka trapiems, minkštiems ar subtiliems audiniams (pvz., stiklui, audiniui, akrilui ir kt.).

6) Aplinkos apsauga ir maža tarša

Jokių dulkių, jokių atraižų, jokio triukšmo, švaresnis nei tradiciniai pjovimo metodai.

Lazerinio pjovimo metu galima naudoti dūmų ištraukimo įrangą, kad sumažėtų dūmų poveikis aplinkai.

Išvengiama mechaninio pjovimo metu susidarančių atliekų ir pagerinamas medžiagų panaudojimas.

7) Graviravimas ir žymėjimas

Be pjovimo, taip pat galima atlikti lazerinį graviravimą, kuris gali pasiekti smulkų rašto graviravimą ir asmeninį pritaikymą.

Tinka tokiems taikymo scenarijams kaip reklamos gamyba, dovanų graviravimas ir elektroninių komponentų žymėjimas.

8) Integruojama automatizavimo sistema

Galima derinti su pramonine įranga, pavyzdžiui, surinkimo linijomis, robotais, CNC staklėmis ir kt., siekiant pagerinti gamybos automatizavimo lygį.

Tinka masinei gamybai ir išmaniajai gamybai, gerinant efektyvumą ir mažinant darbo sąnaudas.

4. Kuo skiriasi CO₂ lazerinis pjovimo įrenginys ir pluošto lazerinis pjovimo įrenginys

Savybės	CO₂ lazerinio pjovimo staklės	Pluošto lazerinio pjovimo staklės
Taikomos medžiagos	Daugiausia naudojamas nemetalui, gali pjauti ploną metalą	Daugiausia naudojamas metalo pjovimui
Bangos ilgis	10,6 μm (tinka nemetalams)	1,06 μm (tinka metalui)
Pjovimo kokybė	Lygus pjūvis, tinka smulkiam graviravimui	Didesnis metalo pjovimo efektyvumas
Įrangos kaina	Santykinai žemas	Didesnė kaina, mažos priežiūros išlaidos
Energijos suvartojimas	Santykinai aukštas	Efektyvesnis energijos vartojimas
Taikymo sritys	Plačiai naudojamas reklamoje, drabužiuose, pakuotėse, medienos apdirbime ir kt.	Daugiausia naudojama metalo apdirbimo, automobilių, aviacijos ir kitose pramonės šakose

5. Santrauka

Kas yra CO₂ lazerinis pjovimo įrenginys? CO₂ lazerinis pjovimo įrenginys yra lazerinio pjaustytuvo tipas, kuris naudoja anglies dioksido (CO₂) lazerį įvairioms medžiagoms pjauti, graviruoti arba žymėti. Dėl savo tikslumo, efektyvumo ir universalumo tai viena iš dažniausiai naudojamų lazerinio pjovimo technologijų.

CO2 lazerio pjovimo privalumai:

Didelis pjovimo tikslumas
Lygūs ir švarūs kraštai
Veikia su įvairiomis nemetalinėmis medžiagomis
Greitas apdorojimo greitis
Maža priežiūra, palyginti su mechaniniu pjovimu

Trūkumai:

Netinka storiems arba atspindintiems metalams pjauti
Reikalinga reguliari priežiūra (pvz., lęšių valymas, CO2 lazerio vamzdelių keitimas)
Didesnės energijos sąnaudos, palyginti su šviesolaidiniais lazeriais

Kodėl verta rinktis CO₂ lazerinį pjovimo įrenginį?

Tinka pjauti nemetalinius gaminius, tokius kaip mediena, plastikas, akrilas, oda, audinys ir kt.
Didelis pjovimo tikslumas, tinka reklamai, pakavimui, dekoravimui, pramoninei gamybai ir kitoms pramonės šakoms.
Bekontaktis apdorojimas, maži nuostoliai, nereikia keisti įrankių, mažos priežiūros išlaidos.
Draugiškas aplinkai ir be taršos, sumažinantis dulkes, triukšmą ir medžiagų atliekas.
Palaiko automatizavimą, gali integruoti intelektualią gamybos sistemą, siekiant pagerinti gamybos efektyvumą.

Kiti susiję straipsniai:

Galutinis CO2 lazerinio pjovimo staklių vadovas

IPG ir Raycus lazerių palyginimo vadovas

Kas yra pluošto lazerinio pjovimo staklės?

Kaip pluošto lazeriu pjaustoma mašina pjauna atspindinčias medžiagas

Pluošto lazerinio pjovimo staklių privalumai ir trūkumai