Laserlõikamine on täpne ja tõhus tootmisprotsess, mis kasutab materjalide lõikamiseks nähtamatut valguskiirt, pakkudes traditsiooniliste mehaaniliste lõikamismeetoditega võrreldes mitmeid eeliseid. Tänu suurele täpsusele, kiirele lõikekiirusele ja võimele lõigata keerulisi kujundeid asendab laserlõikamine järk-järgult traditsioonilisi metalli lõikamise tehnikaid.
-
Laserlõikeseadmete koostis
Laserlõikamismasin koosneb mitmest põhikomponendist, sealhulgas lasergeneraatorist, kiirte edastamise süsteemist, arvjuhtimisega liikumissüsteemist, automaatse teravustamise lõikepeast, töölauast ja kõrgsurvegaasivarustussüsteemist. Laserlõikamise protsessi mõjutavad erinevad parameetrid, millest osad sõltuvad lasergeneraatori ja masina tehnilisest jõudlusest, teised aga on muutuvad.
-
Laserlõikamise põhiparameetrid
Optimaalsete lõiketulemuste saavutamiseks on oluline mõista järgmisi põhiparameetreid:
1. Kiirrežiim
Kiirrežiim, tuntud ka kui Gaussi režiim, on ideaalne lõikamisrežiim, mida tavaliselt leidub väikese võimsusega lasergeneraatorites (<1 kW). Multi-mode, a mixture of high-order modes, has lower cutting ability and focusability compared to single-mode lasers.
| Tabel. 1 tavaliste materjalide ühemoodilise laserlõikamise protsessi parameetrid | |||||
| Materjal | Paksus (mm) | Abigaas | Lõikekiirus (cm/min) | Pilu laius (mm) | Laseri võimsus (w) |
| Madala süsinikusisaldusega teras | 3 | O2 | 60 | 0.2 | 250 |
| Roostevaba pann | 1 | O2 | 150 | 0.1 | 250 |
| Titaani sulam | 10(40) | O2 | 280(50) | 1.50(3.5) | 250 |
| Orgaaniline läbipaistev klaas | 10 | N2 | 80 | 0.7 | 250 |
| Alumiiniumoksiid | 1 | O2 | 300 | 0.1 | 250 |
| Polüester vaip | 10 | N2 | 260 | 0.5 | 250 |
| Puuvillane riie (mitmekihiline) | 15 | N2 | 90 | 0.5 | 250 |
| Papp | 0.5 | N2 | 300 | 0.4 | 250 |
| Lainepapp | 8 | N2 | 300 | 0.4 | 250 |
| Kvartsklaas | 1.9 | O2 | 60 | 0.2 | 250 |
| Polüpropüleen | 5.5 | N2 | 70 | 0.5 | 250 |
| Polüstüreen | 3.2 | N2 | 420 | 0.4 | 250 |
| Kõva polüvinüülkloriid | 7 | N2 | 120 | 0.5 | 250 |
| Kiududega tugevdatud plastid | 3 | N2 | 60 | 0.3 | 250 |
| Puit (vineer) | 18 | N2 | 20 | 0.7 | 250 |
| Madala süsinikusisaldusega teras | 1 | N2 | 450 | 中 | 500 |
| 3 | N2 | 150 | --- | 500 | |
| 6 | N2 | 50 | 0.15 | 500 | |
| 1.2 | O2 | 600 | 0.15 | 500 | |
| 2 | O2 | 400 | 0.20 | 500 | |
| 3 | O2 | 250 | --- | 500 | |
| Roostevaba teras | 1 | O2 | 300 | --- | 500 |
| 3 | O2 | 120 | --- | 500 | |
| Vineer | 18 | N2 | 350 | --- | 500 |
| Tabel. 2 tavaliste materjalide mitmerežiimilist laserlõikamise parameetrit | ||||
| Materjalid | Plaadi paksus (mm) | Lõikekiirus (cm/min) | Pilu laius (mm) | Laseri võimsus (kw) |
| Alumiinium | 12 | 230 | 1 | 15 |
| Süsinikteras | 6 | 230 | 1 | 15 |
| Roostevaba teras (0Cr18Ni9) | 4.6 | 130 | 2 | 20 |
| Boori/epoksiidi komposiit | 8 | 165 | 1 | 15 |
| Kiud/epoksükomposiidid | 12 | 460 | 0.6 | 20 |
| Vineer | 25.4 | 150 | 1.5 | 8 |
| Pleksiklaas | 25.4 | 150 | 1.5 | 8 |
| Klaas | 9.4 | 150 | 1 | 20 |
| Betoon | 38 | 5 | 6 | 8 |
2. Laseri võimsus
Vajalik laservõimsus sõltub lõigatavast materjalist, materjali paksusest ja lõikekiiruse nõuetest. Laseri võimsus mõjutab oluliselt lõike paksust, kiirust ja lõikelaiust. Üldiselt võimaldab laseri võimsuse suurendamine lõigata paksemaid materjale, suuremat lõikekiirust ja laiemat lõikelaiust.
3. Fookuse asend
Fookuse asend mõjutab oluliselt lõikelaiust. Tavaliselt on fookus seatud ligikaudu 1/3 materjali paksusest pinna all, mille tulemuseks on maksimaalne lõikesügavus ja minimaalne lõikelaius.
4. Fookuskaugus
Paksude terasplaatide lõikamisel on soovitatav kasutada pikemat fookuskaugust, et saavutada kvaliteetne vertikaalne lõikepind. Pikema fookuskauguse tulemuseks on suurem kiire diameeter, mis vähendab võimsustihedust ja lõikekiirust. Ühtse lõikekiiruse säilitamiseks on vaja suurendada laseri võimsust. Õhukeste plaatide lõikamiseks eelistatakse lühemat fookuskaugust, mille tulemuseks on väiksem kiire läbimõõt, suurem võimsustihedus ja kiirem lõikekiirus.
5. Abigaas
Madala süsinikusisaldusega terase lõikamisel kasutatakse tavaliselt abigaasina hapnikku, kuna see kasutab raua-hapniku põlemisreaktsiooni, et tõhustada lõikamisprotsessi, mille tulemuseks on kiirem lõikekiirus ja kvaliteetsed lõiked. Abigaasi rõhk mõjutab lõikamisprotsessi, kusjuures kõrgem rõhk suurendab kineetilist energiat ja räbu eemaldamise võimet.
6. Düüsi struktuur
Düüsi struktuur ja ava suurus mõjutavad ka laserlõikamise kvaliteeti ja tõhusust. Erinevad lõikenõuded nõuavad erinevate düüside kasutamist. Tavaliste düüside kujundite hulka kuuluvad ringikujulised, koonilised ja ristkülikukujulised kujundid. Laserlõikamisel kasutatakse tavaliselt koaksiaalset (gaasivoo ja valguse teljega joondatud) puhumist ning düüsi väljalaskeava ja tooriku pinna vahelise kauguse reguleerimine ({{0}}.5-2,0 mm) tagab stabiilse lõikamise. protsessi.
| Tabel. 3 näidet tavaliste metallmaterjalide laserlõikamisprotsessi parameetritest |
||||
| Materjal | Paksus mm | Abigaas | Lõikekiirus cm/min | Laseri võimsus kW |
| Madala süsinikusisaldusega teras | 1 | O2 | 900 | 1000 |
| 1.5 | 300 | 300 | ||
| 3 | 200 | 300 | ||
| 6 | 100 | 1000 | ||
| 16.2 | 114 | 4000 | ||
| 35 | 50 | 4000 | ||
| 30CrMnSi | 1 | 200 | 500 | |
| 3 | 120 | 500 | ||
| 6 | 50 | 500 | ||
| Roostevaba teras | 0.5 | 450 | 250 | |
| 1 | 800 | 1000 | ||
| 1.6 | 456 | 1000 | ||
| 3.2 | 180 | 500 | ||
| 4.8 | 400 | 2000 | ||
| 6 | 80 | 1000 | ||
| 6.3 | 150 | 2000 | ||
| 12 | 40 | 2000 | ||
| Titaani sulam | 3 | 1300 | 250 | |
| 8 | 300 | 250 | ||
| 10 | 280 | 250 | ||
| 40 | 50 | 250 | ||
