Κοπή λέιζερ και άλλοι τύποι θερμικής κοπής
Τι είναι η κοπή με λέιζερ
Χρησιμοποιώντας μια δέσμη λέιζερ υψηλής πυκνότητας ισχύος για την ακτινοβολία του προς κοπή υλικού, έτσι ώστε το υλικό να θερμαίνεται γρήγορα στη θερμοκρασία εξάτμισης, εξάτμιση του σχηματισμού οπών, με την κίνηση της δέσμης στο υλικό, οι οπές σχηματίζονται συνεχώς σε μια στενή σχισμή πλάτους (όπως 0,1 mm περίπου), για να ολοκληρωθεί η κοπή του υλικού.
Διαδικασία κοπής με λέιζερ
Κοπή φλόγας
Η κοπή με φλόγα είναι μια τυπική διαδικασία που χρησιμοποιείται για την κοπή μαλακού χάλυβα, χρησιμοποιώντας οξυγόνο ως αέριο κοπής. Το οξυγόνο συμπιέζεται έως και 6 bar και διοχετεύεται στην τομή. Εκεί, το θερμαινόμενο μέταλλο αντιδρά με το οξυγόνο: αρχίζει η καύση και η οξείδωση. Η χημική αντίδραση απελευθερώνει μεγάλη ποσότητα ενέργειας (έως και πέντε φορές την ενέργεια του λέιζερ) για να βοηθήσει την ακτίνα λέιζερ στην κοπή.
Κοπή αεριοποίησης
Η κοπή αεριοποίησης εξατμίζει το υλικό, ελαχιστοποιώντας τις επιπτώσεις των θερμικών επιπτώσεων στο περιβάλλον υλικό. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί με τη χρήση συνεχούς λέιζερ CO2 για την εξάτμιση υλικών χαμηλής-θερμότητας και υψηλής-απορρόφησης, όπως λεπτές πλαστικές μεμβράνες και υλικά που δεν λιώνουν, όπως ξύλο, χαρτί και αφρός.
Τα Ultrashort παλμικά λέιζερ επιτρέπουν την εφαρμογή αυτής της τεχνολογίας σε άλλα υλικά. Τα ελεύθερα ηλεκτρόνια στο μέταλλο απορροφούν το λέιζερ και θερμαίνονται δραματικά. Ο παλμός λέιζερ δεν αντιδρά με τα λιωμένα σωματίδια και το πλάσμα, το υλικό εξαχνώνεται άμεσα και δεν υπάρχει χρόνος για να μεταφερθεί η ενέργεια στο περιβάλλον υλικό με τη μορφή θερμότητας. Οι παλμοί Picosecond αφαιρούν το υλικό χωρίς ορατό θερμικό αποτέλεσμα, χωρίς τήξη και χωρίς σχηματισμό γρεζιών.
Κοπή τήξης
Η κοπή με τήξη είναι μια άλλη τυπική διαδικασία που χρησιμοποιείται κατά την κοπή μετάλλων. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την κοπή άλλων εύτηκτων υλικών όπως κεραμικά. Ως αέριο κοπής χρησιμοποιείται άζωτο ή αργό και μια πίεση αερίου 2-20 bar διοχετεύεται μέσα από την κεφαλή. Το αργό και το άζωτο είναι αδρανή αέρια, πράγμα που σημαίνει ότι δεν αντιδρούν με το λιωμένο μέταλλο στην κεφαλή, αλλά απλώς το φυσούν προς τον πυθμένα. Ταυτόχρονα, τα αδρανή αέρια προστατεύουν την κομμένη άκρη από την οξείδωση του αέρα.
Κοπή πεπιεσμένου αέρα
Ο πεπιεσμένος αέρας μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την κοπή λεπτών πλακών. Ο αέρας υπό πίεση στα 5-6 bar είναι αρκετός για να φυσήξει το λιωμένο μέταλλο στην κοπή. Δεδομένου ότι σχεδόν το 80% του αέρα είναι άζωτο, η κοπή με πεπιεσμένο αέρα είναι ουσιαστικά μια κοπή τήξης.
Κοπή με τη βοήθεια πλάσματος-
Εάν οι παράμετροι είναι σωστά επιλεγμένες, θα εμφανιστεί ένα σύννεφο πλάσματος στο-υποβοηθούμενο από τήγμα πλάκα κοπής. Το νέφος πλάσματος αποτελείται από ατμό ιονισμένου μετάλλου και ιονισμένο αέριο κοπής. Το νέφος πλάσματος απορροφά την ενέργεια του λέιζερ CO2 και τη μετατρέπει στο τεμάχιο εργασίας, έτσι ώστε περισσότερη ενέργεια να συνδέεται με το τεμάχιο εργασίας και το υλικό να λιώνει πιο γρήγορα, με αποτέλεσμα μεγαλύτερη ταχύτητα κοπής. Για το λόγο αυτό, αυτή η διαδικασία κοπής ονομάζεται επίσης κοπή πλάσματος υψηλής-ταχύτητας.
Το σύννεφο πλάσματος είναι στην πραγματικότητα διαφανές σε σχέση με τα λέιζερ στερεάς-κατάστασης, επομένως η κοπή με τη βοήθεια πλάσματος-μπορεί να γίνει μόνο με λέιζερ CO2.
Χαρακτηριστικά κοπής με λέιζερ
Η κοπή με λέιζερ, σε σύγκριση με άλλες μεθόδους θερμικής κοπής, χαρακτηρίζεται γενικά από γρήγορη ταχύτητα κοπής και υψηλή ποιότητα. Συγκεκριμένα συνοψίζονται στις ακόλουθες πτυχές.
(1) καλή ποιότητα κοπής: λόγω του μικρού σημείου λέιζερ, της υψηλής ενεργειακής πυκνότητας, της ταχύτητας κοπής, έτσι ώστε η κοπή με λέιζερ να έχει καλύτερη ποιότητα κοπής. ① η κεφαλή κοπής με λέιζερ είναι λεπτή και στενή, οι δύο πλευρές της σχισμής είναι παράλληλες και κάθετες στην επιφάνεια, η ακρίβεια διαστάσεων των κομμένων τμημάτων μπορεί να φτάσει τα ± 0,05 mm. ② η επιφάνεια κοπής είναι καθαρή και όμορφη, η τραχύτητα της επιφάνειας είναι μόνο μερικές δεκάδες μικρά και ακόμη και η κοπή με λέιζερ μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως τελευταία διαδικασία, χωρίς μηχανική επεξεργασία, τα εξαρτήματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν απευθείας. (③ υλικό μετά την κοπή με λέιζερ, το πλάτος της ζώνης που επηρεάζεται από τη θερμότητα είναι πολύ μικρό, η απόδοση του υλικού κοντά στη σχισμή είναι επίσης σχεδόν ανεπηρέαστη και η παραμόρφωση του τεμαχίου είναι μικρή, υψηλή ακρίβεια κοπής, η γεωμετρία της σχισμής είναι καλή, το σχήμα της διατομής- της σχισμής παρουσιάζει πιο κανονικό ορθογώνιο σχήμα.
(2) υψηλή απόδοση κοπής: λόγω των χαρακτηριστικών μετάδοσης του λέιζερ, η μηχανή κοπής λέιζερ είναι γενικά εξοπλισμένη με έναν αριθμό σταθμών εργασίας CNC, ολόκληρη η διαδικασία κοπής μπορεί να πραγματοποιηθεί πλήρως CNC. Λειτουργία, χρειάζεται μόνο αλλαγή του προγράμματος CNC, μπορεί να εφαρμοστεί σε διαφορετικά σχήματα κοπής εξαρτημάτων, τόσο σε-δισδιάστατη κοπή, αλλά και για την επίτευξη κοπής τριών-διαστάσεων.
(3) Ταχύτητα κοπής: με ισχύ 1200W κοπής λέιζερ πάχους 2mm πλάκας από μαλακό χάλυβα, ταχύτητα κοπής έως 600cm/min. κοπή πλάκας ρητίνης πολυπροπυλενίου πάχους 5 mm, ταχύτητα κοπής έως 1200 cm/min. τα υλικά στην κοπή με λέιζερ δεν χρειάζονται σύσφιξη και στερέωση, τόσο για να σωθούν οι σφιγκτήρες εργαλείων, αλλά εξοικονομείται και ο βοηθητικός χρόνος των άνω και κάτω υλικών.
(4) Κοπή χωρίς επαφή-: φακός κοπής λέιζερ και τεμάχιο εργασίας χωρίς επαφή, δεν υπάρχει φθορά του εργαλείου. Επεξεργασία διαφορετικών σχημάτων εξαρτημάτων, δεν χρειάζεται να αλλάξετε το "εργαλείο", χρειάζεται μόνο να αλλάξετε τις παραμέτρους εξόδου του λέιζερ. Η διαδικασία κοπής με λέιζερ είναι χαμηλός θόρυβος, χαμηλή δόνηση, χωρίς ρύπανση.
(5) Κοπή ποικιλίας υλικών: σύνθετα υλικά μεταλλικής μήτρας, δέρμα, ξύλο και ίνες. Αλλά για διαφορετικά υλικά, λόγω των δικών τους θερμοφυσικών ιδιοτήτων και των διαφορετικών ρυθμών απορρόφησης του λέιζερ, η απόδοση