Laserskjæremaskin er mye brukt i undervisning, militære og industrielle felt på grunn av sin høye kuttekvalitet og høye kutteeffektivitet. Laserskjæremaskin kan kutte metall og ikke-metall, og Hans superenergilaserskjæremaskin brukes hovedsakelig til å kutte metallmaterialer, så hva er prinsippet for laserskjæremaskin?
Prinsipp for laserskjæremaskin - introduksjon
Laserskjæremaskinteknologi bruker energien som frigjøres når laserstrålen treffer metallplatens overflate. Metallplaten smelter og slagget blåses bort av gass. Fordi laserkraften er så konsentrert, overføres bare en liten mengde varme til andre deler av metallplaten, noe som resulterer i liten eller ingen deformasjon. Komplekse formede emner kan kuttes svært nøyaktig med laser, og de kuttede emnene trenger ikke ytterligere bearbeiding.
Laserkilden bruker vanligvis en karbondioksidlaserstråle med en arbeidseffekt på 500-5000 watt. Dette effektnivået er lavere enn kravene til mange elektriske husvarmeovner. Laserstrålen fokuseres i et lite område gjennom en linse og en reflektor. Den høye konsentrasjonen av energi fører til rask lokal oppvarming for å smelte metallplaten.
Rustfritt stål under 16 mm kan kuttes med laserskjæreutstyr, og rustfritt stål med 8-10 mm tykkelse kan kuttes ved å tilsette oksygen til laserstrålen, men det vil dannes en tynn oksidfilm på skjæreoverflaten etter oksygenskjæring. Maksimal tykkelse på skjæring kan økes til 16 mm, men dimensjonsfeilen på skjæredeler er stor.
Som en høyteknologisk laserteknologi har den siden oppstarten utviklet laserprodukter egnet for ulike bransjer i henhold til ulike sosiale behov, for eksempel laserskrivere, laserskjønnhetsmaskiner, lasermerking CNC laserskjæremaskiner, laserskjæremaskiner og andre produkter . På grunn av den sene starten av den innenlandske laserindustrien, har den ligget bak noen utviklede land innen teknologisk forskning og utvikling. For tiden produserer innenlandske laserproduktprodusenter laserprodukter. Noen viktige reservedeler, for eksempel laserrør, drivmotorer, galvanometre og fokuslinser, er fortsatt importert. Dette har resultert i økte kostnader og økt belastningen på forbrukerne.
De siste årene, med fremgangen innen innenlandsk laserteknologi, har FoU og produksjon av den komplette maskinen og noen deler gradvis flyttet nærmere utenlandske avanserte produkter. I noen aspekter er det enda bedre enn utenlandske produkter. I tillegg til fordelene med Jaeger, dominerer den fortsatt hjemmemarkedet. Men når det gjelder presisjonsbehandling og utstyr, stabilitet og utholdenhet, har utenlandske avanserte produkter fortsatt absolutte fordeler.
Prinsipp for laserskjæremaskin - prinsipp.
I laserskjæremaskinen er hovedarbeidet laserrøret, så det er nødvendig for oss å forstå laserrøret.
Vi vet alle viktigheten av laserrør i laserutstyr. La oss bruke de vanligste laserrørene for å bedømme. CO2 laserrør.
Sammensetningen av laserrøret er laget av hardt glass, så det er et skjørt og sprøtt materiale. For å forstå CO2-laserrøret, må vi først forstå strukturen til laserrøret. Karbondioksidlasere som denne bruker en lagdelt hylsestruktur, og det innerste laget er et utladningsrør. Imidlertid er diameteren på CO2-laserutladningsrøret tykkere enn selve laserrøret. Tykkelsen på utladningsrøret er proporsjonal med diffraksjonsreaksjonen forårsaket av lysflekkens størrelse, og lengden på utladningsrøret er også relatert til utgangseffekten til utladningsrøret. Skalaen til prøven.
Under driften av laserskjæremaskinen vil laserrøret generere en stor mengde varme, noe som påvirker den normale driften av skjæremaskinen. Derfor trengs det en vannkjøler i et spesielt område for å kjøle ned laserrøret for å sikre at laserskjæremaskinen kan fungere normalt ved konstant temperatur. 200W laseren kan bruke CW-6200, og kjølekapasiteten er 5,5 KW. 650W laseren bruker CW-7800, og kjølekapasiteten kan nå 23KW.
Prinsipp for laserskjæremaskin - skjæreegenskaper.
Fordeler med laserskjæring:.
Fordel 1 - høy effektivitet.
På grunn av overføringsegenskapene til laseren er laserskjæremaskinen generelt utstyrt med flere numeriske kontrollarbeidsbord, og hele skjæreprosessen kan styres fullstendig digitalt. I operasjonsprosessen, bare ved å endre NC-programmet, kan det brukes til kutting av deler med forskjellige former, som kan realisere både todimensjonal kutting og tredimensjonal kutting.
Fordel 2 - raskt.
1200W laserskjærende 2mm tykk lavkarbonstålplate, skjærehastighet opptil 600cm/min. Kuttehastigheten til 5 mm tykk polypropylenharpiksplate kan nå 1200 cm/min. Det er ikke nødvendig å klemme og fikse materialet under laserskjæring.
Fordel 3 - god skjærekvalitet.
1: Laserskjæringsspalten er tynn og smal, begge sider av slissen er parallelle og vinkelrett på snittflaten, og dimensjonsnøyaktigheten til snittdelen kan nå± 0,05 mm.
2： Skjæreflaten er glatt og vakker, og overflateruheten er bare titalls mikron. Selv laserskjæring kan brukes som siste prosess, og deler kan brukes direkte uten bearbeiding.
3： Etter at materialet er kuttet med laser, er bredden på den varmepåvirkede sonen veldig liten, og ytelsen til materialet nær spalten er nesten upåvirket, og arbeidsstykkedeformasjonen er liten, skjærenøyaktigheten er høy, geometriformen til slissen er god, og tverrsnittsformen på slissen er relativt jevn. Vanlig rektangel. Sammenligning av laserskjæring, oksyacetylenskjæring og plasmaskjæringsmetoder er vist i tabell 1. Skjærematerialet er 6,2 mm tykk lavkarbonstålplate.
Fordel IV - berøringsfri skjæring.
Under laserskjæring er det ingen direkte kontakt mellom sveisebrenneren og arbeidsstykket, og det er ingen verktøyslitasje. For å behandle deler med forskjellige former, er det ikke nødvendig å endre "verktøyet", men bare utgangsparametrene til laseren. Laserskjæringsprosessen har lav støy, liten vibrasjon og liten forurensning.
Fordel 5 - mange materialer kan kuttes.
Sammenlignet med oksyacetylenskjæring og plasmaskjæring har laserskjæring mange typer materialer, inkludert metall, ikke-metall, metallmatrise og ikke-metalliske matrisekomposittmaterialer, lær, tre og fiber, etc.
Prinsipp for laserskjæremaskin - skjæremetode.
Tilpasset kutt.
Dette betyr at fjerningen av det behandlede materialet hovedsakelig utføres ved å fordampe materialet.
Under fordampningsskjæringsprosessen stiger temperaturen på arbeidsstykkets overflate raskt til fordampningstemperaturen under påvirkning av den fokuserte laserstrålen, og et stort antall materialer fordamper, og høytrykksdampen som dannes sprøytes utover med supersonisk hastighet. Samtidig dannes det et "hull" i laseraksjonsområdet, og laserstrålen reflekteres i hullet i mange ganger, slik at absorpsjonen av materialet til laseren øker raskt.
I prosessen med høytrykksdampinjeksjon ved høy hastighet, blåses smelten i spalten bort fra spalten samtidig inntil arbeidsstykket kuttes av. Den iboende fordampningsskjæringen utføres hovedsakelig ved å fordampe materialet, så kravet til effekttetthet er veldig høyt, som generelt bør nå mer enn 108 watt per kvadratcentimeter.
Fordampningsskjæring er en vanlig metode for laserskjæring av materialer med lavt tenningspunkt (som tre, karbon og noe plast) og ildfaste materialer (som keramikk). Fordampingsskjæring brukes også ofte ved skjæring av materialer med pulserende laser.
II Reaksjonssmeltende skjæring
Ved smelteskjæring, hvis hjelpeluftstrømmen ikke bare blåser bort det smeltede materialet i skjæresømmen, men også kan reagere med arbeidsstykket for å endre varmen, for å legge til en annen varmekilde til skjæreprosessen, kalles slik skjæring reaktiv. smelteskjæring. Generelt er gassen som kan reagere med arbeidsstykket oksygen eller blanding som inneholder oksygen.
Når overflatetemperaturen til arbeidsstykket når tennpunkttemperaturen, vil det oppstå en sterk eksoterm forbrenningsreaksjon, noe som i stor grad kan forbedre evnen til laserskjæring. For lavkarbonstål og rustfritt stål er energien fra eksoterm forbrenningsreaksjon 60 %. For aktive metaller som titan er energien som gis ved forbrenning omtrent 90 %.
Derfor, sammenlignet med laserfordampingsskjæring og generell smelteskjæring, krever reaktiv smelteskjæring mindre lasereffekttetthet, som bare er 1/20 av fordampningsskjæringen og 1/2 av den for smelteskjæring. Ved reaktiv smelting og skjæring vil imidlertid den indre forbrenningsreaksjonen forårsake noen kjemiske endringer på overflaten av materialet, noe som vil påvirke arbeidsstykkets ytelse.
Ⅲ Smelte skjæring
I prosessen med laserskjæring, hvis et hjelpeblåsesystem som er koaksialt med laserstrålen legges til, er fjerningen av smeltede stoffer i skjæreprosessen ikke bare avhengig av selve materialets fordampning, men avhenger hovedsakelig av blåseeffekten av høy -hastighets hjelpeluftstrøm for kontinuerlig å blåse smeltede stoffer bort fra skjæresømmen, en slik skjæreprosess kalles smelteskjæring.
I prosessen med smelting og skjæring trenger ikke lenger arbeidsstykketemperaturen å varmes opp over fordampningstemperaturen, slik at den nødvendige lasereffekttettheten kan reduseres kraftig. I henhold til det latente varmeforholdet mellom materialsmelting og fordampning, er laserkraften som kreves for smelting og skjæring bare 1/10 av fordampningsskjæremetoden.
Ⅳ Laserskriving
Denne metoden brukes hovedsakelig for: halvledermaterialer; En laserstråle med høy effekttetthet brukes til å tegne et grunt spor på overflaten av halvledermaterialets arbeidsstykke. Fordi dette sporet svekker bindekraften til halvledermaterialet, kan det brytes av mekaniske eller vibrasjonsmetoder. Kvaliteten på laserskriving måles ved størrelsen på overflateavfall og varmepåvirket sone.
Ⅴ Kaldskjæring
Dette er en ny prosesseringsmetode, som er foreslått med fremveksten av høyeffekts excimer-lasere i det ultrafiolette båndet de siste årene. Dets grunnleggende prinsipp: energien til ultrafiolette fotoner ligner på bindingsenergien til mange organiske materialer. Bruk slike høyenergifotoner for å treffe bindingen til organiske materialer og bryte den. For å oppnå formålet med å kutte. Denne nye teknologien har brede anvendelsesmuligheter, spesielt i den elektroniske industrien.
Ⅵ Termisk spenningsskjæring
Under oppvarming av laserstrålen er sprø materialer tilbøyelige til å generere store belastninger på overflaten, noe som kan forårsake brudd gjennom spenningspunktene oppvarmet av laser på en pen og rask måte. En slik skjæreprosess kalles termisk laserskjæring. Mekanismen for termisk spenningsskjæring er at laserstrålen varmer opp et visst område med sprøtt materiale for å produsere åpenbar temperaturgradient.
Ekspansjonen vil skje når overflatetemperaturen til arbeidsstykket er høy, mens den lavere temperaturen i det indre laget av arbeidsstykket vil hindre ekspansjonen, noe som resulterer i strekkspenning på overflaten av arbeidsstykket og radiell ekstruderingsspenning på det indre laget. Når disse to spenningene overskrider bruddgrensen, styrken til selve arbeidsstykket. Det vil oppstå sprekker på arbeidsstykket. Få arbeidsstykket til å knekke langs sprekken. Hastigheten på termisk spenningsskjæring er m/s. Denne skjæremetoden er egnet for skjæring av glass, keramikk og andre materialer.
Sammendrag: Laserskjæremaskin er en skjæreteknologi som bruker laseregenskaper og linsefokusering for å konsentrere energi for å smelte eller fordampe materialets overflate. Det kan oppnå fordelene med god skjærekvalitet, høy hastighet, flere skjærematerialer, høy effektivitet og så videre.