Kuna tööriistade töötlemise kulud puuduvad, sobivad laserlõikamisseadmed ka väikeste partiide tootmiseks erineva suurusega detaile, mida varem ei olnud võimalik töödelda. Laserlõikusseadmed kasutavad tavaliselt arvutipõhiseid arvjuhtimistehnoloogia (CNC) seadmeid. Pärast selle seadme kasutamist saate telefoniliinide abil vastu võtta lõikeandmeid arvutipõhise projekteerimise (CAD) tööjaamadest.
Põhimõte
Laserlõikamisel kasutatakse tooriku kiiritamiseks fokuseeritud suure võimsusega laserkiirt, mis põhjustab kiiritatud materjali kiire sulamise, aurustumise, tuhmumise või süttimispunkti jõudmise ning samal ajal puhutakse sulamaterjal suurel kiirusel minema. õhuvool koaksiaalne talaga, saavutades seeläbi tooriku lõikamise. Laserlõikamine on üks termilise lõikamise meetodeid.
Laserlõikamise põhimõte on näidatud alloleval joonisel.
Klassifikatsioon
Laserlõikamine võib jagada nelja kategooriasse: laseriga aurustuslõikamine, lasersulatuslõikamine, laserhapniku lõikamine ning laserkirje ja kontrollitud murd.
1. Laser-aurustamine lõikamine
Toorikut kuumutatakse suure energiatihedusega laserkiirega, mille tulemusel temperatuur tõuseb kiiresti, saavutades materjali keemistemperatuuri väga lühikese aja jooksul ning materjal hakkab aurustuma ja moodustama auru. Aurud väljutatakse suurel kiirusel ja materjalile tekib auru väljutamise ajal sisselõige. Materjalide aurustumissoojus on üldiselt väga suur, nii et laseriga aurustuslõikamine nõuab palju võimsust ja võimsustihedust.
Laseri aurustuslõikust kasutatakse enamasti üliõhukeste metallmaterjalide ja mittemetalliliste materjalide (nagu paber, riie, puit, plast ja kumm jne) lõikamiseks.
2. Lasersulatuslõikamine
Lasersulatuslõikamisel kasutatakse metallmaterjali sulatamiseks laserkuumutamist ja seejärel pihustatakse läbi kiirega koaksiaalse düüsi mitteoksüdeerivat gaasi (Ar, He, N jne). Vedel metall väljastatakse gaasi tugeva rõhu toimel, moodustades sisselõige. Lasersulatuslõikamine ei nõua metalli täielikku aurustumist ja vajaminev energia on vaid 1/10 aurustuslõikamisest.
Lasersulatuslõikamist kasutatakse peamiselt teatud materjalide, mida ei ole kerge oksüdeeruda, või aktiivsete metallide, näiteks roostevaba terase, titaani, alumiiniumi ja selle sulamid lõikamiseks.
3. Laserhapniku lõikamine
Laserhapniku lõikamise põhimõte on sarnane oksüatsetüleenlõikamisega. See kasutab laserit eelsoojendussoojuse allikana ja aktiivseid gaase, nagu hapnik, lõikegaasina. Ühest küljest reageerib pihustatud gaas lõikemetalliga, tekitades oksüdatsioonireaktsiooni ja vabastades suure hulga oksüdatsioonisoojust; teisest küljest puhutakse sula oksiid ja sulam reaktsioonitsoonist välja, et moodustada metalli sisselõige. Kuna lõikamisprotsessi käigus oksüdatsioonireaktsioon tekitab palju soojust, moodustab laserhapniku lõikamiseks kuluv energia vaid 1/2 sulatuslõikamise energiast ning lõikekiirus on palju suurem kui laseraurustuslõikamisel ja sulatuslõikamisel. Laserhapniklõikamist kasutatakse peamiselt kergesti oksüdeeruvate metallmaterjalide jaoks, nagu süsinikteras, titaanteras ja kuumtöödeldud teras.
4. Laserkriipsutamine ja kontrollitud luumurd
Laserkriipsutamine kasutab suure energiatihedusega laserit hapra materjali pinna skaneerimiseks, mille tulemusena aurustub materjal kuumutamisel väikese soone ja seejärel rakendatakse teatud survet, nii et habras materjal praguneb mööda väikest soont. Laserkirjutamiseks kasutatavad laserid on üldiselt Q-lülitusega laserid ja CO2 laserid.
Kontrollitud purunemine kasutab lasersoonte tekitatud järsku temperatuurijaotust, et tekitada rabedas materjalis kohalik termiline pinge, mis põhjustab materjali purunemise mööda väikest soont.
Funktsioonid
Võrreldes teiste termilise lõikamise meetoditega on laserlõikuse üldomadused kiire lõikekiirus ja kõrge kvaliteet. Selle võib kokku võtta järgmiselt.
⑴ Hea lõikekvaliteet
Tänu väikesele laserpunktile, suurele energiatihedusele ja kiirele lõikekiirusele saab laserlõikamisega saavutada parema lõikekvaliteedi.
① Laserlõike sisselõige on kitsas, pilu kaks külge on paralleelsed ja pinnaga risti ning lõigatud osade mõõtmete täpsus võib ulatuda ±0,05 mm-ni.
② Lõikepind on sile ja ilus, pinna karedus on vaid kümneid mikroneid. Laserlõikamist saab kasutada isegi viimase protsessina ilma mehaanilise töötlemiseta ja osi saab kasutada otse.
③ Pärast materjali laserlõikamist on kuumusest mõjutatud tsooni laius väga väike, materjali jõudlus pilu lähedal on peaaegu muutumatu ja tooriku deformatsioon on väike, lõikamise täpsus on kõrge, pilu geomeetria on hea ja pilu ristlõike kuju on suhteliselt korrapärane ristkülikukujuline. Laserlõikamise, oksüatsetüleenlõikamise ja plasma lõikamise meetodite võrdlus on toodud tabelis 1. Lõikematerjaliks on 6,2 mm paksune madala süsinikusisaldusega terasplaat.
⑵ Kõrge lõikamise efektiivsus Laseri ülekandeomaduste tõttu on laserlõikamismasin üldiselt varustatud mitme CNC-töölauaga ja kogu lõikamisprotsessi saab täielikult CNC-ga juhtida. Töötamise ajal peate muutma ainult CNC programmi, et rakendada erineva kujuga detailide lõikamist, mis suudab teostada nii kahemõõtmelist lõikamist kui ka ruumilist lõikamist.
⑶ Kiire lõikekiirus
2 mm paksuse madala süsinikusisaldusega terasplaadi lõikamisel 1200 W laseriga võib lõikekiirus ulatuda 600 cm/min; 5mm paksuse polüpropüleenvaigust plaadi lõikamisel võib lõikekiirus ulatuda 1200cm/min. Materjali ei ole vaja laserlõikamisel klambriga kinnitada ja kinnitada, mis võib säästa nii tööriistu ja kinnitusi kui ka lisaaega peale- ja mahalaadimiseks.
⑷ Kontaktivaba lõikamine
Laserlõikamise ajal ei puutu lõikepõleti töödeldava detailiga kokku ja tööriist ei kulu. Erineva kujuga detailide töötlemiseks ei ole vaja "tööriista" välja vahetada, tuleb muuta vaid laseri väljundparameetreid. Laserlõikamisprotsessil on madal müratase, madal vibratsioon ja saastevaba.
⑸ Mitut tüüpi lõikematerjalid
Võrreldes oksüatsetüleen- ja plasmalõikamisega on laserlõikusmaterjale mitut tüüpi, sealhulgas metallid, mittemetallid, metallipõhised ja mittemetallipõhised komposiitmaterjalid, nahk, puit ja kiud. Erinevate materjalide puhul näitavad need aga nende endi termofüüsikaliste omaduste ja laserite erineva neeldumiskiiruse tõttu erinevat laserlõikamisvõimet. CO2 laserit kasutades on erinevate materjalide laserlõikamise jõudlus näidatud tabelis 2.
(6) Puudused: laseri võimsuse ja seadmete suuruse piirangute tõttu saab laserlõikamisega lõigata ainult keskmise ja väikese paksusega plaate ja torusid ning töödeldava detaili paksuse kasvades väheneb lõikekiirus oluliselt.
