Ostateczny przewodnik po wycinarce laserowej CNC

W porównaniu z tradycyjnym oksyacetylenem, plazmą i innymi procesami cięcia, prędkość cięcia laserowego jest duża, szczelina jest wąska, strefa wpływu ciepła jest mała, krawędź szczeliny jest prostopadła, a krawędź tnąca jest gładka. Jednocześnie istnieje wiele rodzajów materiałów, które można ciąć laserem, w tym stal węglowa. , Stal nierdzewna, stal stopowa, drewno, tworzywa sztuczne, guma, tkanina, kwarc, ceramika, szkło, materiały kompozytowe itp. Wraz z szybkim rozwojem gospodarki rynkowej oraz gwałtownym rozwojem nauki i technologii technologia cięcia laserowego znalazła szerokie zastosowanie w samochodach, maszynach, elektryczności, sprzęcie i urządzeniach elektrycznych. W ostatnich latach technologia cięcia laserowego rozwija się w niespotykanym dotąd tempie, przy rocznym tempie wzrostu od 15% do 20%. Od 1985 roku mój kraj rozwijał się w tempie prawie 25% rocznie. Obecnie ogólny poziom technologii cięcia laserowego w moim kraju nadal wykazuje dużą lukę w porównaniu z krajami rozwiniętymi. Dlatego technologia cięcia laserowego na rynku krajowym ma szerokie perspektywy rozwoju i ogromne możliwości zastosowania.

Podczas procesu cięciamaszyna tnąca laserem, wiązka jest skupiana przez soczewkę głowicy tnącej w małym ognisku, dzięki czemu ognisko może osiągnąć dużą gęstość mocy, a głowica tnąca jest zamocowana na osi z. W tym czasie ciepło doprowadzane przez wiązkę znacznie przekracza część ciepła odbitego, przewodzonego lub rozpraszanego przez materiał, a materiał jest szybko podgrzewany do temperatury topnienia i parowania. W tym samym czasie strumień powietrza o dużej prędkości będzie topić się od strony współosiowej lub nie współosiowej. A odparowany materiał jest wydmuchiwany, aby utworzyć otwory do cięcia materiału. Przy względnym ruchu ogniska i materiału otwór tworzy ciągłą szczelinę o bardzo wąskiej szerokości, aby zakończyć cięcie materiału.

Obecnie część zewnętrznej ścieżki optycznej maszyny do cięcia laserowego wykorzystuje głównie system latającej ścieżki optycznej. Wiązka światła emitowana z generatora laserowego dociera do soczewki ogniskującej głowicy tnącej przez lustra odbijające 1, 2 i 3 i po ogniskowaniu tworzy plamkę świetlną na powierzchni obrabianego materiału. Soczewka odblaskowa 1 jest zamocowana na kadłubie bez ruchu; lusterko odbijające 2 na belce porusza się w kierunku x wraz z ruchem wiązki; soczewka odblaskowa 3 na osi z porusza się w kierunku y wraz z ruchem osi z. Z rysunku nietrudno wywnioskować, że w procesie skrawania, gdy wiązka porusza się w kierunku x, a oś z porusza się w kierunku y, długość ścieżki światła zmienia się co chwilę.

Ze względu na koszty produkcji i inne przyczyny wiązka laserowa emitowana przez cywilny generator laserowy ma określony kąt rozbieżności i jest \"stożkowa \". Kiedy zmienia się wysokość \"stożka \" (co jest równoznaczne ze zmianą długości ścieżki optycznej wycinarki laserowej), zmienia się również pole przekroju poprzecznego wiązki na powierzchni soczewki ogniskującej. Ponadto światło ma również właściwości fal. Dlatego nieuchronnie wystąpi zjawisko dyfrakcji. Dyfrakcja spowoduje boczne rozszerzenie wiązki podczas propagacji. Zjawisko to występuje we wszystkich systemach optycznych i może determinować działanie tych systemów. Wartość graniczna. Ze względu na \"stożek \" wiązki Gaussa i dyfrakcję fal świetlnych, przy zmianie długości drogi optycznej średnica wiązki działającej na powierzchnię soczewki cały czas zmienia się, co powoduje zmiany w ogniskowej rozmiar i głębia, ale wpływają na pozycję ostrości Bardzo mała. Jeśli rozmiar i głębia ostrości zmieni się podczas ciągłego przetwarzania, nieuchronnie będzie to miało duży wpływ na przetwarzanie. Na przykład spowoduje to nierówne szerokości cięcia, niepełne cięcie lub ablację deski przy tej samej mocy cięcia.

Laser to rodzaj światła, podobnie jak inne światło naturalne, wytwarzane jest w wyniku przejścia atomów (cząsteczek lub jonów itp.). Jednak różni się od zwykłego światła tym, że laser polega na emisji spontanicznej tylko przez bardzo krótki czas, a późniejszy proces jest całkowicie determinowany przez promieniowanie wzbudzające. Dlatego laser ma bardzo czystą barwę, prawie bez rozbieżności i niezwykle wysoką intensywność świecenia. I wysoka spójność.

Cięcie laserowe uzyskuje się poprzez zastosowanie energii o dużej gęstości mocy generowanej przez ogniskowanie laserowe. Pod kontrolą komputera laser jest wyładowywany przez impulsy, aby wyprowadzić kontrolowany, powtarzalny laser impulsowy o wysokiej częstotliwości, tworząc wiązkę o określonej częstotliwości i określonej szerokości impulsu. Pulsująca wiązka lasera jest kierowana i odbijana przez ścieżkę optyczną oraz skupiana przez grupę soczewek skupiających. Na powierzchni obrabianego przedmiotu tworzy się mała plamka świetlna o dużej gęstości energii. Ognisko znajduje się w pobliżu przetwarzanej powierzchni i topi lub odparowuje obrabiany materiał w natychmiastowej wysokiej temperaturze. Każdy wysokoenergetyczny impuls laserowy natychmiast rozpyla mały otwór na powierzchni przedmiotu. Pod kontrolą komputera głowica laserowa i obrabiany materiał wykonują ciągły ruch względny zgodnie z wstępnie narysowaną grafiką, dzięki czemu obiekt zostanie przetworzony w żądany kształt.

Parametry procesu (prędkość cięcia, moc lasera, ciśnienie gazu itp.) Oraz trajektoria ruchu podczas cięcia są kontrolowane przez system sterowania numerycznego, a żużel ze szczeliny jest zdmuchiwany przez określone ciśnienie gazu pomocniczego.

1. Wysoka precyzja: nadaje się do cięcia precyzyjnych części i precyzyjnego cięcia różnych wyrobów rzemieślniczych i obrazów.

2. Duża prędkość: ponad 100 razy większa niż w przypadku cięcia drutem.

3. Strefa wpływu ciepła jest mała i niełatwa do odkształcenia. Szew tnący jest gładki i piękny, bez dalszej obróbki.

4. Wysoka wydajność kosztowa: cena to tylko 1/3 tej samej wydajności wycinarki laserowej CO2 i 2/5 tej samej wydajności wykrawarki CNC.

5. Koszt użytkowania jest bardzo niski: tylko 1/8 ~ 1/10 podobnej maszyny do cięcia laserem CO2, koszt godzinowy to tylko około 18 juanów, a koszt godzinowy maszyny do cięcia laserem CO2 to około 150-180 juanów.

6. Dalsze koszty utrzymania są bardzo niskie: tylko 1/10 ～ 1/15 podobnej maszyny do cięcia laserem CO2 i 1/3 ～ 1/4 równoważnej wykrawarki CNC.

7. Stabilna wydajność zapewniająca ciągłą produkcję. Laser YAG na ciele stałym jest jednym z najbardziej stabilnych i dojrzałych produktów w dziedzinie laserów.

8. W porównaniu z wykrawarką CNC, wycinarka laserowa YAG ma następujące zalety:

(1) Może zakończyć przetwarzanie różnych złożonych struktur. Tak długo, jak dowolny obraz można narysować na komputerze, maszyna może zakończyć przetwarzanie.

(2) Nie ma potrzeby otwierania formy, wystarczy wykonać rysunek na komputerze, a produkt można natychmiast zwolnić, co może szybko opracować nowe produkty i obniżyć koszty.

(3) Przecinarka YAG ma automatyczny system śledzenia, dzięki czemu może wykonywać cięcie płaskie, a także różne nierówne zakrzywione powierzchnie.

(4) Złożony proces wymaga, aby wykrawanie CNC było trudne do wykonania, a cięcie laserowe może to zrobić.

(5) Powierzchnia jest bardzo gładka, a gatunek produktu jest bardzo wysoki, co jest trudne w przypadku wykrawarek CNC.

(6) Uformowane pudełko (o grubości do 0,5 metra) musi być obrabiane z otworami i rowkami, których nie można przetworzyć za pomocą wykrawarki CNC, ale laserowa wycinarka laserowa YAG CNC może to rozwiązać.

⒈1 Cięcie parujące: W procesie cięcia z odparowaniem laserowym prędkość wzrostu temperatury powierzchni materiału do temperatury wrzenia jest tak duża, że ​​wystarczy uniknąć topienia spowodowanego przewodzeniem ciepła, więc część materiału odparowuje do pary i znika, oraz część materiału jest odprowadzana z cięcia. Spód szczeliny jest zdmuchiwany przez pomocniczy przepływ gazu. W takim przypadku wymagana jest bardzo duża moc lasera. Aby zapobiec kondensacji par materiału na ściance szczeliny, grubość materiału nie może znacznie przekraczać średnicy wiązki laserowej. Dlatego proces ten nadaje się tylko do zastosowań, w których należy unikać usuwania stopionego materiału. Ta obróbka jest faktycznie stosowana tylko w obszarach, w których stopy na bazie żelaza są bardzo małe. Tego procesu nie można stosować do materiałów takich jak drewno i niektóre materiały ceramiczne, które nie są w stanie stopionym i dlatego jest mało prawdopodobne, aby ponownie skondensowały opary materiału. Ponadto materiały te zwykle wymagają grubszych cięć. W przypadku cięcia metodą zgazowania laserowego optymalne skupienie wiązki zależy od grubości materiału i jakości wiązki. Moc lasera i ciepło parowania mają tylko pewien wpływ na optymalną pozycję ogniskowania. W przypadku blachy o określonej grubości maksymalna prędkość skrawania jest odwrotnie proporcjonalna do temperatury parowania materiału. Wymagana gęstość mocy lasera jest większa niż 108 W / cm2 i zależy od materiału, głębokości cięcia i położenia ogniska wiązki. W przypadku blachy o określonej grubości, przy założeniu wystarczającej mocy lasera, maksymalna prędkość cięcia ograniczona jest prędkością strumienia gazu.

⒉ Cięcie topiące: Incięcie laseroweprzedmiot obrabiany jest częściowo topiony, a stopiony materiał jest rozpylany za pomocą strumienia powietrza. Ponieważ przenoszenie materiału odbywa się tylko w stanie ciekłym, proces ten nazywa się topieniem i cięciem laserowym. Wiązka laserowa jest dopasowywana do obojętnego gazu o wysokiej czystości, który napędza stopiony materiał do opuszczenia szczeliny, a sam gaz nie uczestniczy w cięciu. Cięcie metodą topienia laserowego może uzyskać wyższą prędkość cięcia niż cięcie gazyfikacyjne. Energia wymagana do zgazowania jest zwykle wyższa niż energia wymagana do stopienia materiału. Podczas topienia i cięcia laserowego wiązka lasera jest tylko częściowo pochłaniana. Maksymalna prędkość cięcia rośnie wraz ze wzrostem mocy lasera i maleje prawie odwrotnie wraz ze wzrostem grubości blachy i temperatury topnienia materiału. W przypadku określonej mocy lasera czynnikami ograniczającymi są ciśnienie powietrza w szczelinie oraz przewodność cieplna materiału. W przypadku topienia i cięcia laserowego można uzyskać nacięcia wolne od utleniania materiałów żelaznych i tytanu. Gęstość mocy lasera, która powoduje topienie, ale nie gazyfikację, wynosi od 104 W / cm2 do 105 W / cm2 dla materiałów stalowych.

⒊ Topienie i cięcie utleniające (cięcie laserowe): Zasadniczo do topienia i cięcia stosuje się gaz obojętny. Jeśli zamiast tego zostanie użyty tlen lub inne aktywne gazy, materiał zostanie zapalony pod wpływem naświetlania wiązką lasera, a gwałtowna reakcja chemiczna z tlenem wygeneruje kolejne źródło ciepła. , Aby materiał był dalej podgrzewany, zwane cięciem utleniającym. Ze względu na ten efekt, dla stali konstrukcyjnej o tej samej grubości, prędkość skrawania, jaką można uzyskać tą metodą, jest większa niż przy cięciu topliwym. Z drugiej strony ta metoda może mieć gorszą jakość cięcia w porównaniu z cięciem metodą stapiania. W rzeczywistości spowoduje to szerszy rzaz, wyraźną szorstkość, zwiększoną strefę wpływu ciepła i gorszą jakość krawędzi. Laserowe cięcie płomieniowe nie sprawdza się przy obróbce precyzyjnych modeli i ostrych narożników (istnieje niebezpieczeństwo spalenia ostrych narożników). W celu ograniczenia wpływu termicznego można zastosować laser impulsowy, a moc lasera określa prędkość cięcia. W przypadku określonej mocy lasera czynnikiem ograniczającym jest dopływ tlenu i przewodnictwo cieplne materiału.

⒋ Kontrolowane cięcie z pękaniem: W przypadku kruchych materiałów, które są łatwo uszkodzone przez ciepło, szybkie i kontrolowane cięcie odbywa się za pomocą ogrzewania wiązką laserową, które nazywa się cięciem kontrolowanym. Głównym elementem tego procesu cięcia jest: wiązka lasera ogrzewa niewielki obszar kruchego materiału, powodując duży gradient termiczny i poważne odkształcenia mechaniczne w tym obszarze, powodując pękanie materiału. Dopóki zachowany jest jednolity gradient ogrzewania, wiązka lasera może prowadzić pęknięcia w dowolnym kierunku.

Dokładność cięcia to pierwszy element oceny jakości wycinarki laserowej CNC. Cztery czynniki wpływające na dokładność cięcia wycinarek laserowych CNC:

⒈ Wielkość laserowego generatora laserowego zagęszczonego. Jeśli plamka świetlna jest bardzo mała po zebraniu, dokładność cięcia jest bardzo wysoka, a szczelina po cięciu jest również bardzo mała. Wynika z tego, że precyzja wycinarki laserowej jest bardzo wysoka, a jakość bardzo wysoka. Ale wiązka emitowana przez laser ma kształt stożka, więc wycięta szczelina ma również kształt stożka. W tych warunkach im większa grubość obrabianego przedmiotu, tym mniejsza dokładność, a więc większa szczelina.

⒉ Dokładność stołu warsztatowego. Jeśli dokładność stołu jest bardzo wysoka, dokładność cięcia również się poprawi. Dlatego dokładność stołu warsztatowego jest również bardzo ważnym czynnikiem do pomiaru dokładności generatora laserowego.

⒊ Wiązka lasera jest zagęszczana w stożek. Podczas cięcia wiązka lasera zwęża się w dół. W tym momencie, jeśli grubość ciętego przedmiotu obrabianego jest bardzo duża, dokładność cięcia zostanie zmniejszona, a szczelina cięcia będzie bardzo duża.

⒋ Różne materiały do ​​cięcia mają również wpływ na dokładność wycinarki laserowej. W tych samych okolicznościach dokładność cięcia stali nierdzewnej i aluminium będzie bardzo różna, dokładność cięcia stali nierdzewnej będzie wyższa, a powierzchnia cięcia będzie gładsza.

Ogólnie rzecz biorąc, jakość cięcia laserowego można mierzyć według następujących 6 norm.

⒈ Chropowatość powierzchni cięcia Rz

⒉ Cięcie wielkości żużla

⒊ Prostopadłość i nachylenie krawędzi skrawającej u

⒋ Krawędź tnąca zaokrąglona rozmiar narożnika r

⒌ Przeciągnij po paskach n

⒍ Płaskość F.

Zastosowanie wycinarki laserowej do metalu jest bardzo szerokie, obejmuje wiele branż i jest jednym z niezbędnych urządzeń dla wielu firm, w tym do produkcji szyldów reklamowych (są to głównie logo ze stali nierdzewnej i wycinanie logo), obróbki blach (obróbka blach) zasadniczo obejmuje wszystkie materiały metalowe. Obejmują one zazwyczaj gięcie, polerowanie itp., a cięcie jest najważniejszym procesem), produkcję obudów i obudów (pod tym względem stal węglowa lub stal nierdzewna jest ogólnie użyteczna, ale także głównie składanie Gięcie i cięcie 2 procesy cięcia), sprężyny (należące do procesu wykończeniowego), części metra, a także produkcja obudów wind, obudów urządzeń mechanicznych i przyborów kuchennych (głównie ze stali nierdzewnej), które przewyższają lasery. w produkcji statku kosmicznego Seven Gods Eight, który w rzeczywistości obejmuje różne aspekty. Szeroko stosowane w obróbce blach, produkcji znaków reklamowych, produkcji szaf elektrycznych wysokiego i niskiego napięcia, części mechaniczne, naczynia kuchenne, samochody, maszyny, wyroby metalowe, brzeszczoty, części elektryczne, przemysł okularowy, sprężyny, płytki drukowane, czajniki elektryczne, mikro medyczne Elektronika, sprzęt, narzędzia pomiarowe noży i inne branże.

⒈Laserowa głowica tnąca z podwójnym ogniskiem jest delikatnym elementem wycinarki laserowej. Długotrwałe użytkowanie spowoduje uszkodzenie głowicy laserowej.

⒉Sprawdzaj prostoliniowość toru maszyny do cięcia laserem światłowodowym i pionowość maszyny co sześć miesięcy, a jeśli okaże się, że jest nienormalna, zostanie ona naprawiona i zdebugowana na czas. Jeśli tak się nie stanie, efekt cięcia może nie być tak dobry, błąd wzrośnie i wpłynie to na jakość cięcia. Jest to najwyższy priorytet i należy to zrobić.

⒊Raz w tygodniu użyj odkurzacza do odsysania kurzu i brudu z maszyny, a wszystkie szafki elektryczne powinny być zamknięte i pyłoszczelne.

⒋Sprawdź stalowy pas włóknamaszyna tnąca laseremczęsto, aby upewnić się, że jest szczelny. W przeciwnym razie, jeśli coś pójdzie nie tak podczas operacji, ludzie mogą zostać zranieni, a nawet śmierć może być poważna. Stalowy pas wygląda na drobiazg, ale problem jest nadal nieco poważny.

⒌Prowadnice maszyny do cięcia laserem światłowodowym należy często czyścić, aby usunąć kurz i inne zanieczyszczenia, aby zapewnić normalne działanie sprzętu. Stojak należy często wycierać i smarować, aby zapewnić smarowanie bez zanieczyszczeń. Prowadnice należy często czyścić i smarować, a silnik należy często czyścić i smarować. Maszyna może się lepiej poruszać i ciąć dokładniej, a jakość ciętych produktów ulegnie poprawie.