Κοπή λέιζερ ...
05 / 12 / 2019

Κοπή λέιζερ ...

Η κοπή λέιζερ είναι μια τεχνολογία κοπής υλικών με λέιζερ υψηλής ισχύος που χρησιμοποιείται συνήθως σε βιομηχανικές γραμμές παραγωγής. Μια εστιασμένη δέσμη λέιζερ, κανονικά ελεγχόμενη από υπολογιστή με έλεγχο CNC, παρέχει υψηλή συγκέντρωση ενέργειας και επιτρέπει την κοπή σχεδόν όλων των υλικών ομάδων, ανεξάρτητα από τις θερμοφυσικές τους ιδιότητες.

Κατά τη διαδικασία κοπής, το υλικό του προς τεμαχισμό υλικού τήκεται υπό την επίδραση μίας δέσμης λέιζερ, αναφλέγεται, εξατμίζεται ή εκτονώνεται με ροή αερίου. Αυτό επιτρέπει ακριβείς τομές με ελάχιστη θερμική ζώνη επιρροής. Η κοπή λέιζερ χαρακτηρίζεται από την απουσία μηχανικών επιδράσεων στο προς επεξεργασία υλικό, ελάχιστες παραμορφώσεις συμβαίνουν τόσο προσωρινά κατά τη διαδικασία κοπής όσο και μετά από πλήρη ψύξη. Ως αποτέλεσμα, η κοπή λέιζερ εξίσου εύκολα παραμορφώσιμων και μη άκαμπτων τεμαχίων και εξαρτημάτων μπορεί να πραγματοποιηθεί με μεγάλη ακρίβεια. Η τεράστια ισχύς της ακτινοβολίας λέιζερ εξασφαλίζει σημαντική παραγωγικότητα της διαδικασίας εργασίας με ταυτόχρονα μια αξιοπρεπή κατάσταση των κομμένων επιφανειών. Ο ακριβής και εύκολος έλεγχος της ακτινοβολίας λέιζερ επιτρέπει την κοπή λέιζερ κατά μήκος του περίπλοκου περιγράμματος επίπεδων και ογκωδών τμημάτων και τεμαχίων με υψηλό βαθμό αυτοματοποίησης της διαδικασίας.

Η διαδικασία

Για τα μέταλλα κοπής με λέιζερ, χρησιμοποιούνται τεχνικά συστήματα που βασίζονται σε λέιζερ CO2 στερεάς κατάστασης, ίνας και αερίου, τα οποία λειτουργούν τόσο σε παλμικούς περιοδικούς όσο και σε συνεχείς τρόπους ακτινοβολίας. Η βιομηχανική χρήση της κοπής λέιζερ αερίου αυξάνεται από έτος σε έτος, αλλά αυτή η διαδικασία δεν μπορεί να αντικαταστήσει πλήρως τις παραδοσιακές μεθόδους διαχωρισμού μετάλλων. Σε σύγκριση με πολλές συσκευές που χρησιμοποιούνται στην παραγωγή, το κόστος του εξοπλισμού κοπής με λέιζερ είναι ακόμα υψηλό. Αν και πρόσφατα υπάρχει μια τάση για μείωση του κόστους. Από αυτή την άποψη, η διαδικασία κοπής με λέιζερ γίνεται αποτελεσματική μόνο όταν υπάρχει εύλογη επιλογή εφαρμογής ή όταν η χρήση συμβατικών τεχνικών είναι δυσκίνητη ή αδύνατη.

Τα πλεονεκτήματα

Η κοπή λέιζερ πραγματοποιείται με την καύση τεμαχίων με δέσμη λέιζερ. Αυτή η τεχνική προσφέρει πολλά προφανή πλεονεκτήματα σε σχέση με πολλές άλλες μεθόδους κοπής:

Μεταποιημένα υλικά

Όλοι οι χάλυβες όλων των καταστάσεων, το αλουμίνιο και τα κράματά του καθώς και άλλα μη σιδηρούχα μέταλλα είναι κατάλληλα για κοπή με λέιζερ. Συνηθισμένα φύλλα τέτοιων μετάλλων:

Χάλυβας από 0,2 mm έως 30 mm
Ανοξείδωτο χάλυβα από 0,2 mm έως 40 mm
Κράματα αλουμινίου από 0,2 mm έως 25 mm
Ορείχαλκος 0,2 mm έως 12,5 mm
Χαλκός από 0,2 mm σε 16 mm

Διαφορετικοί τύποι λέιζερ χρησιμοποιούνται για διαφορετικά υλικά.

Τα μέταλλα με χαμηλή θερμική αγωγιμότητα λειτουργούν καλύτερα επειδή η ενέργεια του λέιζερ συγκεντρώνεται σε ένα ελάχιστο όγκο μετάλλου. Αντιστρόφως, όταν μπορούν να εμφανιστούν μεταλλικά κράματα λέιζερ με υψηλή θερμική αγωγιμότητα. Πολλά μη μέταλλα όπως το ξύλο μπορούν επίσης να υποστούν επεξεργασία.

δροσερός

Το λέιζερ και τα οπτικά στοιχεία του (συμπεριλαμβανομένων των φακών εστίασης) πρέπει να ψύχονται. Ανάλογα με το μέγεθος και τη διαμόρφωση του συστήματος, η υπερβολική θερμότητα μπορεί να απορροφηθεί από φορείς μεταφοράς θερμότητας ή φυσητήρες αέρα. Το νερό, το οποίο χρησιμοποιείται συχνά ως ψυκτικό μέσο, ​​κυκλοφορεί κανονικά μέσω ενός εναλλάκτη θερμότητας ή μιας μονάδας ψύξης.

εισαγωγή

Η απόδοση των βιομηχανικών λέιζερ μπορεί να κυμαίνεται μεταξύ 3% και 65%. Η κατανάλωση ενέργειας και η απόδοση εξαρτώνται από την ισχύ εξόδου του λέιζερ, τις λειτουργικές του παραμέτρους και την καταλληλότητα του λέιζερ για μια συγκεκριμένη εργασία. Κατά τον προσδιορισμό της καταλληλότητας της χρήσης αυτού ή του τύπου λέιζερ λαμβάνεται υπόψη το κόστος του λέιζερ σε σχέση με τον εξοπλισμό του και το κόστος συντήρησης και συντήρησης του λέιζερ. Στα χρόνια 10 του 21. Century, το κόστος λειτουργίας ενός λέιζερ ινών περίπου στο ήμισυ του λειτουργικού κόστους ενός λέιζερ διοξειδίου του άνθρακα. Η ισχύς που απαιτείται για κοπή εξαρτάται από τον τύπο του υλικού, το πάχος του, το περιβάλλον επεξεργασίας και την ταχύτητα επεξεργασίας.

Η κοπή λέιζερ γίνεται με καύση φύλλων με δέσμη λέιζερ. Μια συμπιεσμένη εστιασμένη δέσμη φωτός προσφέρει υψηλή συγκέντρωση ενέργειας και επιτρέπει την επεξεργασία σχεδόν όλων των υλικών - μέταλλο, πλαστικό, ξύλο - οι θερμοφυσικές ιδιότητες είναι δευτερεύουσας σημασίας.

Κοπή λέιζερ λεπτομερώς

Η κοπή λέιζερ είναι ένας βασικός τρόπος μεταλλοτεχνίας που χαρακτηρίζεται από εξαιρετικά υψηλή ακρίβεια και άριστη απόδοση. Οι μηχανές κοπής λέιζερ έχουν φέρει επανάσταση στον κόσμο της μεταλλουργίας, καθιστώντας τη διαδικασία κατασκευής σύνθετων μεταλλικών κατασκευών απλούστερων, ταχύτερων και οικονομικότερων. Σήμερα, αυτός ο τύπος κοπής αντικαθιστά συνεχώς άλλους τύπους μεταλλικών εργασιών.

Το λέιζερ κοπής λέιζερ είναι ένας μοναδικός τρόπος για να έχετε την απαιτούμενη διαμόρφωση προϊόντος για όλες τις εκτυπώσεις με χαμηλό κόστος. Αυτή η διαδικασία δεν απαιτεί την παραγωγή ακριβών καλουπιών και η διαμόρφωση των προϊόντων καθορίζεται στο πρόγραμμα και μπορεί να επεξεργαστεί αμέσως ανά πάσα στιγμή. Χάρη στην κοπή λέιζερ, οι εταιρείες παραγωγής έχουν τη μοναδική ευκαιρία να παράγουν γρήγορα τα απαιτούμενα προϊόντα και να κάνουν τις απαραίτητες διορθώσεις.

Η ουσία της κοπής με λέιζερ

Η κοπή λέιζερ από μέταλλο, όπως υποδηλώνει το όνομα, πραγματοποιείται με δέσμη λέιζερ, η οποία παράγεται με ειδικό σύστημα. Οι ιδιότητες μιας τέτοιας δοκού επιτρέπουν την εστίαση στην επιφάνεια μιας μικρής περιοχής, δημιουργώντας ενέργεια χαρακτηριζόμενη από υψηλή πυκνότητα. Αυτό προκαλεί την ενεργό κατάρρευση κάθε υλικού (τήξη, καύση, εξάτμιση κ.λπ.).

Για παράδειγμα, με συσκευές λέιζερ ή μηχανές κοπής με λέιζερ, μπορείτε να συγκεντρώσετε την ενέργεια σε πυκνότητα 108 watts ανά τετραγωνικό εκατοστό πάνω στην επιφάνεια του τεμαχίου. Για να κατανοήσουμε πώς να επιτύχουμε ένα τέτοιο αποτέλεσμα, πρέπει να γνωρίζουμε ποιες είναι οι ιδιότητες μιας δέσμης λέιζερ:


+ Σε αντίθεση με τα φωτεινά κύματα, η δέσμη λέιζερ διακρίνεται από τη σταθερότητα του μήκους κύματος και της συχνότητας (μονοχρωματικότητα), γεγονός που καθιστά δυνατή την εστίαση της σε οποιαδήποτε επιφάνεια με συμβατικούς οπτικούς φακούς.
+ Εξαιρετικά υψηλή κατευθυντικότητα της δέσμης λέιζερ και χαμηλή γωνία απόκλισης. Λόγω αυτής της ιδιότητας, οι συσκευές εστίασης με λέιζερ μπορούν να παράγουν δέσμη με τεράστιο αποτέλεσμα εστίασης.
+ Η δέσμη λέιζερ έχει μια άλλη πολύ σημαντική συνέπεια - συνεκτικότητα. Αυτό σημαίνει ότι πολλές διαδικασίες κύματος που συμβαίνουν σε μια τέτοια δέσμη είναι απόλυτα συνεπείς και αντηχούν μεταξύ τους, γεγονός που μερικές φορές αυξάνει τη συνολική ισχύ ακτινοβολίας.

Όταν η δέσμη φωτός εφαρμόζεται στην μεταλλική επιφάνεια, συμβαίνει ταχεία θέρμανση και μετέπειτα τήξη της επιφάνειας προς κατεργασία. Διάφοροι παράγοντες συμβάλλουν στην ταχεία εξάπλωση της τετηγμένης ζώνης βαθιά μέσα στο τεμάχιο εργασίας, συμπεριλαμβανομένης της θερμικής αγωγιμότητας του ίδιου του υλικού.Η περαιτέρω έκθεση της επιφάνειας του προϊόντος στη δέσμη λέιζερ προκαλεί την επίτευξη της θερμοκρασίας στη ζώνη επαφής στο σημείο βρασμού και την εκροή του επεξεργασμένου υλικού.


Η χρήση του οξυγόνου ως βοηθητικού αερίου στην κοπή με λέιζερ επιτρέπει την ταυτόχρονη επίλυση σημαντικών καθηκόντων όπως:

de German
X