Παράμετροι διαδικασίας για κοπή με λέιζερ
Πολλές παράμετροι επηρεάζουν τη διαδικασία κοπής με λέιζερ, μερικές εξαρτώνται από την τεχνική απόδοση της πηγής λέιζερ ενώ άλλες είναι μεταβλητές. Η σημερινή εστίαση είναι στις παραμέτρους της διαδικασίας που επηρεάζουν τη δέσμη και το εστιακό σημείο στην κοπή με λέιζερ:
Αρχή κοπής με λέιζερ
Η κοπή με λέιζερ περιλαμβάνει την εστίαση ενός-λέιζερ υψηλής ισχύος στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας για να λιώσει ή να εξατμιστεί. Με τη βοήθεια του αερίου κοπής, η λιωμένη σκωρία διοχετεύεται καθώς η κεφαλή κοπής διασχίζει την επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας, σχηματίζοντας μια κεφαλή που χωρίζει το υλικό.
Ισχύς και λειτουργία εξόδου λέιζερ
1. Ισχύς εξόδου λέιζερ
Η ισχύς εξόδου λέιζερ επηρεάζει άμεσα την απόδοση της μηχανής κοπής λέιζερ. Γενικά, καθώς το πάχος της πλάκας αυξάνεται, απαιτείται μεγαλύτερη ισχύς λέιζερ. Για την κοπή του ίδιου υλικού στο ίδιο πάχος, η μεγαλύτερη ισχύς εξόδου λέιζερ επιτρέπει μεγαλύτερες ταχύτητες κοπής και ομαλότερες άκρες κοπής. Ωστόσο, μόλις προσδιοριστεί η ισχύς εξόδου, η ταχύτητα κοπής πρέπει να βελτιστοποιηθεί για το συγκεκριμένο υλικό και πάχος για να επιτευχθούν τα καλύτερα αποτελέσματα. Τόσο οι υπερβολικά γρήγορες όσο και οι υπερβολικά αργές ταχύτητες μπορούν να επηρεάσουν αρνητικά τα αποτελέσματα κοπής με λέιζερ.
2. Λειτουργία εξόδου λέιζερ
Η κατανομή ποιότητας δέσμης λέιζερ κατηγοριοποιείται σε μονή-λειτουργία και πολλαπλή-λειτουργία. Η απλή-λειτουργία εμφανίζεται όταν η πυκνότητα ενέργειας της δέσμης συγκεντρώνεται σε ένα μόνο εστιακό σημείο, ενώ η λειτουργία πολλαπλής-λειτουργίας υπάρχει όταν δύο ή περισσότερα σημεία εμφανίζουν μέγιστη ενεργειακή πυκνότητα. Στις εφαρμογές κοπής, το εστιασμένο σημείο επηρεάζει σημαντικά την ποιότητα κοπής. Τα λέιζερ μονής-λειτουργίας διαθέτουν λεπτότερο πυρήνα ινών, ανώτερη ποιότητα δέσμης σε σύγκριση με τα λέιζερ πολλαπλών-λειτουργιών και κατανομή ενέργειας Gauss με μέγιστη πυκνότητα στο κέντρο. Η τρισδιάστατη{10}}αναπαράσταση μοιάζει με μια αιχμηρή, στρογγυλεμένη κορυφή.
Τα λέιζερ πολλαπλών λειτουργιών διαθέτουν παχύτερο πυρήνα ινών, με αποτέλεσμα χαμηλότερη ποιότητα δέσμης σε σύγκριση με τα λέιζερ μονής-λειτουργίας. Η κατανομή της ενέργειας τους είναι πιο ομοιόμορφη σε όλο το σημείο, με μια τρισδιάστατη-εικόνα που μοιάζει με ανεστραμμένο κύπελλο. Η κλίση των άκρων υποδηλώνει ότι η κατανομή πολλαπλών τρόπων είναι σημαντικά πιο απότομη από αυτή της κατανομής ενός-τρόπου.
Τα λέιζερ μονής-λειτουργίας υπερέχουν στην επεξεργασία λεπτών φύλλων, ενώ τα λέιζερ πολλαπλών-λειτουργιών έχουν καλύτερη απόδοση σε παχύτερα υλικά. Η σύγκριση των δύο δεν έχει νόημα, καθώς αντιπροσωπεύουν ξεχωριστές διαμορφώσεις λέιζερ ινών-όπως τα οχήματα: τα σεντάν ταιριάζουν σε αυτοκινητόδρομους, ενώ τα SUV χειρίζονται εδάφη εκτός δρόμου. Ωστόσο, τα σεντάν μπορούν να διασχίσουν βουνά και τα SUV μπορούν να πλοηγηθούνδρόμους.Επομένως, η επιλογή μιας-λειτουργίας ή πολλαπλών-λειτουργιών εξαρτάται εξ ολοκλήρου από τις συγκεκριμένες απαιτήσεις επεξεργασίας του τελικού-χρήστη.
Μέγεθος εστίασης, βάθος εστίασης και θέση εστίασης
1. Μέγεθος εστίασης και βάθος εστίασης
Στην κοπή με λέιζερ, η θέση εστίασης επηρεάζει σημαντικά τα αποτελέσματα κοπής. Διαφορετικά υλικά ή πάχη απαιτούν αντίστοιχες θέσεις εστίασης κατά την κοπή με λέιζερ.
Στην κοπή με λέιζερ, το μέγεθος του εστιακού σημείου και το βάθος εστίασης είναι κρίσιμοι παράγοντες που επηρεάζουν την ποιότητα και την αποτελεσματικότητα κοπής. Ένας μικρός-φακός εστίασης παράγει μια σχετικά μικρή διάμετρο σημείου και μικρό βάθος εστίασης, με αποτέλεσμα υψηλή πυκνότητα ισχύος στο εστιακό σημείο. Αυτό διευκολύνει την κοπή λεπτών υλικών υψηλής-ταχύτητας με ανώτερη ακρίβεια. Αντίθετα, ένας μακρύς-φακός εστίασης αποδίδει μεγαλύτερη διάμετρο εστιακού σημείου αλλά μεγαλύτερο βάθος εστίασης. Με την προϋπόθεση ότι διατηρείται επαρκής πυκνότητα ισχύος, αυτή η διαμόρφωση είναι καλύτερα κατάλληλη για την κοπή παχύτερων τεμαχίων εργασίας.
2. Τυπική σχέση μεταξύ της θέσης εστίασης και της επιφάνειας κοπής
Όταν κόβετε λεπτές πλάκες, η εστίαση είναι γενικά τοποθετημένη στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας. Για χοντρές πλάκες, η εστίαση συνήθως διεισδύει περίπου στο 1/3 έως 1/4 του πάχους της πλάκας, που βρίσκεται εντός του εύρους αρνητικής αποεστίασης. Κατά την κοπή ανθρακούχου χάλυβα, η εστίαση τοποθετείται πάνω από την επιφάνεια της πλάκας. Καθώς το πάχος της πλάκας αυξάνεται, η εστίαση απομακρύνεται περισσότερο από την επιφάνεια, και βρίσκεται εντός του εύρους θετικής αποεστίασης.