Машината за лазерно рязане е широко използвана в преподаването, военните и промишлените области поради високото си качество на рязане и висока ефективност на рязане. Машината за лазерно рязане може да реже метал и неметал, а суперенергийната лазерна машина за рязане на Han се използва главно за рязане на метални материали, така че какъв е принципът на машината за лазерно рязане?
Принцип на лазерна машина за рязане - въведение
Технологията на машината за лазерно рязане използва енергията, освободена, когато лазерният лъч удари повърхността на металната плоча. Металната плоча се топи и шлаката се издухва от газ. Тъй като мощността на лазера е толкова концентрирана, само малко количество топлина се прехвърля към други части на металната плоча, което води до малка или никаква деформация. Заготовките със сложна форма се изрязват много прецизно с лазер, като изрязаните заготовки не се нуждаят от допълнителна обработка.
Лазерният източник обикновено използва лазерен лъч с въглероден диоксид с работна мощност от 500-5000 вата. Това ниво на мощност е по-ниско от изискванията на много битови електрически нагреватели. Лазерният лъч се фокусира в малка площ през леща и рефлектор. Високата концентрация на енергия предизвиква бързо локално нагряване за разтопяване на металната плоча.
Неръждаема стомана под 16 мм може да се реже с оборудване за лазерно рязане, а неръждаема стомана с дебелина 8-10 мм може да се реже чрез добавяне на кислород към лазерния лъч, но върху режещата повърхност ще се образува тънък оксиден филм след рязане с кислород. Максималната дебелина на рязане може да бъде увеличена до 16 mm, но грешката в размерите на режещите части е голяма.
Като високотехнологична лазерна технология, от самото си създаване, тя разработва лазерни продукти, подходящи за различни индустрии според различни социални нужди, като лазерни принтери, лазерни машини за красота, лазерно маркиране CNC машини за лазерно рязане, машини за лазерно рязане и други продукти . Поради късното начало на местната лазерна индустрия, тя изостава от някои развити страни в технологичните изследвания и разработки. В момента местните производители на лазерни продукти произвеждат лазерни продукти. Някои ключови резервни части, като лазерни тръби, задвижващи двигатели, галванометри и фокусни лещи, все още се внасят. Това доведе до увеличаване на разходите и увеличаване на тежестта за потребителите.
През последните години, с напредъка на местната лазерна технология, научноизследователската и развойна дейност и производството на цялата машина и някои части постепенно се приближиха до чуждестранните модерни продукти. В някои аспекти той е дори по-добър от чуждестранните продукти. В допълнение към предимствата на Jaeger, той все още доминира на вътрешния пазар. Въпреки това, по отношение на прецизната обработка и оборудване, стабилността и издръжливостта, чуждестранните модерни продукти все още имат абсолютни предимства.
Принцип на лазерна машина за рязане - принцип.
В машината за лазерно рязане основната работа е лазерната тръба, така че е необходимо да разберем лазерната тръба.
Всички знаем значението на лазерните тръби в лазерното оборудване. Нека използваме най-често срещаните лазерни тръби, за да преценим. CO2 лазерна тръба.
Съставът на лазерната тръба е направен от твърдо стъкло, така че е крехък и чуплив материал. За да разберем CO2 лазерната тръба, първо трябва да разберем структурата на лазерната тръба. Лазерите с въглероден диоксид като този използват слоеста структура на ръкава, а най-вътрешният слой е газоразрядна тръба. Диаметърът на разрядната тръба на CO2 лазера обаче е по-дебел от самата лазерна тръба. Дебелината на газоразрядната тръба е пропорционална на реакцията на дифракция, причинена от размера на светлинното петно, а дължината на газоразрядната тръба също е свързана с изходната мощност на газоразрядната тръба. Мащабът на извадката.
По време на работа на машината за лазерно рязане лазерната тръба ще генерира голямо количество топлина, което ще повлияе на нормалната работа на машината за рязане. Следователно е необходим воден охладител в специална зона за охлаждане на лазерната тръба, за да се гарантира, че машината за лазерно рязане може да работи нормално при постоянна температура. Лазерът с мощност 200 W може да използва CW-6200, а капацитетът на охлаждане е 5,5 KW. Лазерът с мощност 650 W използва CW-7800, а капацитетът на охлаждане може да достигне 23 KW.
Принцип на лазерна машина за рязане - характеристики на рязане.
Предимства на лазерното рязане:.
Предимство 1 - висока ефективност.
Поради характеристиките на предаване на лазера, машината за лазерно рязане обикновено е оборудвана с множество работни маси с цифрово управление и целият процес на рязане може да бъде напълно цифрово контролиран. В процеса на работа, само чрез промяна на NC програмата, тя може да се приложи за рязане на детайли с различни форми, които могат да реализират както двуизмерно рязане, така и триизмерно рязане.
Предимство 2 - бързо.
1200W лазерно рязане с дебелина 2 mm нисковъглеродна стоманена плоча, скорост на рязане до 600 cm/min. Скоростта на рязане на полипропиленова смола с дебелина 5 mm може да достигне 1200 cm/min. Няма нужда да затягате и фиксирате материала по време на лазерно рязане.
Предимство 3 - добро качество на рязане.
1: Процепът за лазерно рязане е тънък и тесен, двете страни на прореза са успоредни и перпендикулярни на повърхността на рязане и точността на размерите на изрязаната част може да достигне± 0,05 мм.
2： Режещата повърхност е гладка и красива, а грапавостта на повърхността е само десетки микрони. Дори лазерното рязане може да се използва като последен процес, а частите могат да се използват директно без обработка.
3： След като материалът се нарязва с лазер, ширината на засегнатата от топлина зона е много малка и производителността на материала близо до процепа е почти незасегната, а деформацията на детайла е малка, точността на рязане е висока, геометричната форма на прорезът е добър и формата на напречното сечение на процепа е относително гладка. Правилен правоъгълник. Сравнението на методите за лазерно рязане, рязане с оксиацетилен и плазмено рязане е показано в таблица 1. Режещият материал е нисковъглеродна стоманена плоча с дебелина 6,2 mm.
Предимство IV - безконтактно рязане.
По време на лазерното рязане няма директен контакт между заваръчната горелка и детайла и няма износване на инструмента. За обработка на детайли с различни форми не е необходимо да се променя "инструмента", а само изходните параметри на лазера. Процесът на лазерно рязане има нисък шум, ниски вибрации и малко замърсяване.
Предимство 5 - могат да се режат много материали.
В сравнение с оксиацетиленовото рязане и плазменото рязане, лазерното рязане има много видове материали, включително метални, неметални, композитни материали с метална матрица и неметална матрица, кожа, дърво и влакна и др.
Принцип на лазерна машина за рязане - метод на рязане.
Кройка по поръчка.
Това означава, че отстраняването на обработения материал се извършва главно чрез изпаряване на материала.
По време на процеса на рязане с изпаряване, температурата на повърхността на детайла се повишава бързо до температурата на изпаряване под действието на фокусирания лазерен лъч и голям брой материали се изпаряват, а образуваната пара под високо налягане се разпръсква навън със свръхзвукова скорост. В същото време се образува "дупка" в зоната на действие на лазера и лазерният лъч се отразява многократно в дупката, така че абсорбцията на материала от лазера се увеличава бързо.
В процеса на впръскване на пара под високо налягане при висока скорост, стопилката в прореза се издухва от процепа едновременно, докато детайлът бъде отрязан. Вътрешното рязане чрез изпаряване се извършва главно чрез изпаряване на материала, така че изискването за плътност на мощността е много високо, което обикновено трябва да достигне повече от 108 вата на квадратен сантиметър.
Вапоризационното рязане е често срещан метод за лазерно рязане на някои материали с ниска точка на запалване (като дърво, въглерод и някои пластмаси) и огнеупорни материали (като керамика). Вапоризационното рязане също често се използва при рязане на материали с импулсен лазер.
II Реакционно топене рязане
При рязане с топене, ако спомагателният въздушен поток не само издухва разтопения материал в режещия шев, но също така може да реагира с детайла, за да промени топлината, така че да добави друг източник на топлина към процеса на рязане, такова рязане се нарича реактивно рязане на стопилка. Обикновено газът, който може да реагира с детайла, е кислород или смес, съдържаща кислород.
Когато температурата на повърхността на детайла достигне температурата на точката на запалване, ще настъпи силна екзотермична реакция на горене, която може значително да подобри способността за лазерно рязане. За нисковъглеродна стомана и неръждаема стомана енергията, осигурена от екзотермична реакция на горене, е 60%. За активни метали като титан, енергията, осигурена от горенето, е около 90%.
Следователно, в сравнение с лазерното рязане с изпаряване и общото рязане с топене, реактивното рязане с топене изисква по-малка плътност на лазерната мощност, която е само 1/20 от тази на рязане с изпаряване и 1/2 от тази на рязане с топене. Въпреки това, при реактивно топене и рязане, реакцията на вътрешно горене ще причини някои химически промени на повърхността на материала, което ще повлияе на работата на детайла.
Ⅲ Разтопяване на рязане
В процеса на лазерно рязане, ако се добави спомагателна система за издухване, която е коаксиална с лазерния лъч, отстраняването на разтопени вещества в процеса на рязане не зависи само от самото изпаряване на материала, но зависи главно от ефекта на издухване на високо - скорост на спомагателния въздушен поток за непрекъснато издухване на разтопените вещества от режещия шев, такъв процес на рязане се нарича рязане чрез топене.
В процеса на топене и рязане температурата на детайла вече не трябва да се нагрява над температурата на изпаряване, така че необходимата плътност на лазерната мощност може да бъде значително намалена. Според съотношението на латентната топлина на топенето на материала и изпаряването, мощността на лазера, необходима за топене и рязане, е само 1/10 от тази при метода на рязане с изпаряване.
Ⅳ Лазерно писане
Този метод се използва главно за: полупроводникови материали; Лазерен лъч с висока плътност на мощността се използва за начертаване на плитък канал върху повърхността на детайла от полупроводников материал. Тъй като тази бразда отслабва силата на свързване на полупроводниковия материал, тя може да бъде счупена чрез механични или вибрационни методи. Качеството на лазерното писане се измерва с размера на повърхностните остатъци и засегнатата от топлина зона.
Ⅴ Студено рязане
Това е нов метод за обработка, който се предлага с появата на високомощни ексимерни лазери в ултравиолетовия диапазон през последните години. Неговият основен принцип: енергията на ултравиолетовите фотони е подобна на енергията на свързване на много органични материали. Използвайте такива високоенергийни фотони, за да ударите свързващата връзка на органичните материали и да я разрушите. Така че да се постигне целта на рязане. Тази нова технология има широки перспективи за приложение, особено в електронната индустрия.
Ⅵ Термично рязане
При нагряване на лазерен лъч крехките материали са склонни да генерират голямо напрежение върху повърхността си, което може да причини счупване през точките на напрежение, нагрявани от лазера по чист и бърз начин. Такъв процес на рязане се нарича лазерно термично рязане. Механизмът на термичното рязане е, че лазерният лъч загрява определена област от чуплив материал, за да се получи очевиден температурен градиент.
Разширяването ще настъпи, когато температурата на повърхността на детайла е висока, докато по-ниската температура на вътрешния слой на детайла ще попречи на разширението, което води до напрежение на опън върху повърхността на детайла и радиално напрежение на екструдиране върху вътрешния слой. Когато тези две напрежения надхвърлят граничната якост на счупване на самия детайл. На детайла ще се появят пукнатини. Накарайте детайла да се счупи по протежение на пукнатината. Скоростта на термичното рязане е m/s. Този метод на рязане е подходящ за рязане на стъкло, керамика и други материали.
Резюме: Машината за лазерно рязане е технология за рязане, която използва лазерни характеристики и фокусиране на лещите, за да концентрира енергия за разтопяване или изпаряване на повърхността на материала. Той може да постигне предимствата на добро качество на рязане, бърза скорост, множество режещи материали, висока ефективност и т.н.