Laserskärmaskin används ofta inom undervisning, militära och industriella områden på grund av dess höga skärkvalitet och höga skäreffektivitet. Laserskärmaskin kan skära metall och icke-metall, och Hans superenergilaserskärmaskin används främst för att skära metallmaterial, så vad är principen för laserskärmaskin?
Principen för laserskärmaskin - introduktion
Laserskärningstekniken använder den energi som frigörs när laserstrålen träffar metallplattans yta. Metallplattan smälter och slaggen blåses bort av gas. Eftersom laserkraften är så koncentrerad överförs endast en liten mängd värme till andra delar av metallplattan, vilket resulterar i liten eller ingen deformation. Komplext formade ämnen kan skäras mycket exakt med laser, och de skurna ämnena behöver ingen ytterligare bearbetning.
Laserkällan använder i allmänhet en koldioxidlaserstråle med en arbetseffekt på 500-5000 watt. Denna effektnivå är lägre än kraven för många hushållsvärmare. Laserstrålen fokuseras på ett litet område genom en lins och en reflektor. Den höga koncentrationen av energi orsakar snabb lokal uppvärmning för att smälta metallplattan.
Rostfritt stål under 16 mm kan skäras med laserskärningsutrustning och rostfritt stål med 8-10 mm tjocklek kan skäras genom att tillsätta syre till laserstrålen, men en tunn oxidfilm kommer att bildas på skärytan efter syreskärning. Den maximala skärtjockleken kan ökas till 16 mm, men dimensionsfelet på skärande delar är stort.
Som en högteknologisk laserteknik, sedan starten, har den utvecklat laserprodukter som är lämpliga för olika branscher enligt olika sociala behov, såsom laserskrivare, laserskönhetsmaskiner, lasermärkning CNC-laserskärmaskiner, laserskärmaskiner och andra produkter . På grund av den sena starten av den inhemska laserindustrin har den släpat efter vissa utvecklade länder i teknisk forskning och utveckling. För närvarande tillverkar inhemska tillverkare av laserprodukter laserprodukter. Vissa viktiga reservdelar, såsom laserrör, drivmotorer, galvanometrar och fokuslinser, importeras fortfarande. Detta har resulterat i ökade kostnader och ökat bördan för konsumenterna.
Under de senaste åren, med framstegen inom inhemsk laserteknik, har FoU och produktion av hela maskinen och vissa delar gradvis flyttat närmare utländska avancerade produkter. I vissa avseenden är det till och med bättre än utländska produkter. Förutom fördelarna med Jaeger dominerar den fortfarande hemmamarknaden. Men när det gäller precisionsbearbetning och utrustning, stabilitet och uthållighet har utländska avancerade produkter fortfarande absoluta fördelar.
Princip för laserskärmaskin - princip.
I laserskärmaskinen är det huvudsakliga arbetet laserröret, så det är nödvändigt för oss att förstå laserröret.
Vi vet alla vikten av laserrör i laserutrustning. Låt oss använda de vanligaste laserrören för att bedöma. CO2 laserrör.
Laserrörets sammansättning är gjord av hårt glas, så det är ett bräckligt och sprött material. För att förstå CO2-laserröret måste vi först förstå laserrörets struktur. Koldioxidlasrar som denna använder en skiktad hylsstruktur, och det innersta lagret är ett urladdningsrör. Diametern på CO2-laserurladdningsröret är dock tjockare än själva laserröret. Urladdningsrörets tjocklek är proportionell mot diffraktionsreaktionen som orsakas av ljusfläckens storlek, och längden på urladdningsröret är också relaterad till urladdningsrörets uteffekt. Provets skala.
Under driften av laserskärmaskinen kommer laserröret att generera en stor mängd värme, vilket påverkar skärmaskinens normala drift. Därför behövs en vattenkylare i ett speciellt område för att kyla laserröret för att säkerställa att laserskärmaskinen kan arbeta normalt vid konstant temperatur. 200W-lasern kan använda CW-6200, och kylkapaciteten är 5,5 KW. Lasern på 650W använder CW-7800, och kylkapaciteten kan nå 23KW.
Princip för laserskärmaskin - skäregenskaper.
Fördelar med laserskärning:.
Fördel 1 - hög effektivitet.
På grund av laserns transmissionsegenskaper är laserskärmaskinen i allmänhet utrustad med flera numeriska kontrollarbetsbord, och hela skärprocessen kan styras helt digitalt. Under driften, endast genom att ändra NC-programmet, kan det tillämpas på skärning av delar med olika former, vilket kan realisera både tvådimensionell skärning och tredimensionell skärning.
Fördel 2 - snabbt.
1200W laserskärande 2 mm tjock stålplåt med låg kolhalt, skärhastighet upp till 600 cm/min. Skärhastigheten för 5 mm tjock polypropenhartsskiva kan nå 1200 cm/min. Det finns ingen anledning att klämma fast och fixera materialet under laserskärning.
Fördel 3 - bra skärkvalitet.
1: Laserskärslitsen är tunn och smal, båda sidorna av skåran är parallella och vinkelräta mot snittytan, och den skurna delens dimensionella noggrannhet kan nå± 0,05 mm.
2： Skärytan är slät och vacker och ytråheten är bara tiotals mikron. Även laserskärning kan användas som den sista processen, och delar kan användas direkt utan bearbetning.
3： Efter att materialet har skurits med laser är bredden på den värmepåverkade zonen mycket liten, och prestandan hos materialet nära slitsen är nästan opåverkad, och arbetsstyckets deformation är liten, skärnoggrannheten är hög, geometriformen på slitsen är bra och slitsens tvärsnittsform är relativt slät. Vanlig rektangel. Jämförelse av metoder för laserskärning, oxyacetylenskärning och plasmaskärning visas i tabell 1. Skärmaterialet är 6,2 mm tjock stålplåt med låg kolhalt.
Fördel IV - beröringsfri skärning.
Under laserskärning finns det ingen direkt kontakt mellan svetsbrännaren och arbetsstycket och det finns inget verktygsslitage. För att bearbeta delar med olika former är det inte nödvändigt att ändra "verktyget", utan bara utmatningsparametrarna för lasern. Laserskärningsprocessen har lågt ljud, små vibrationer och liten förorening.
Fördel 5 - många material kan skäras.
Jämfört med oxyacetylenskärning och plasmaskärning har laserskärning många typer av material, inklusive metall, icke-metall, metallmatris och icke-metalliska matriskompositmaterial, läder, trä och fiber, etc.
Princip för laserskärmaskin - skärmetod.
Custom cut.
Detta innebär att avlägsnandet av det behandlade materialet huvudsakligen sker genom att materialet förångas.
Under förångningsskärningsprocessen stiger temperaturen på arbetsstyckets yta snabbt till förångningstemperaturen under inverkan av den fokuserade laserstrålen, och ett stort antal material förångas, och den bildade högtrycksångan sprutas utåt med överljudshastighet. Samtidigt bildas ett "hål" i laserverkansområdet och laserstrålen reflekteras i hålet många gånger, så att absorptionen av materialet till lasern ökar snabbt.
I processen med högtrycksånginsprutning vid hög hastighet, blåses smältan i slitsen bort från slitsen samtidigt tills arbetsstycket skärs av. Den inneboende förångningsskärningen utförs huvudsakligen genom att förånga materialet, så kravet på effekttäthet är mycket högt, vilket i allmänhet bör nå mer än 108 watt per kvadratcentimeter.
Förångningsskärning är en vanlig metod för laserskärning av vissa material med låg antändningspunkt (som trä, kol och vissa plaster) och eldfasta material (som keramik). Förångningsskärning används också ofta vid skärning av material med pulsad laser.
II Reaktionssmältande skärning
Vid smältskärning, om hjälpluftflödet inte bara blåser bort det smälta materialet i skärsömmen, utan också kan reagera med arbetsstycket för att ändra värmen, för att lägga till en annan värmekälla till skärprocessen, kallas sådan skärning reaktiv smältskärning. I allmänhet är gasen som kan reagera med arbetsstycket syre eller blandning som innehåller syre.
När arbetsstyckets yttemperatur når antändningspunktstemperaturen uppstår en stark förbränningsexoterm reaktion, vilket avsevärt kan förbättra laserskärningsförmågan. För lågkolhaltigt stål och rostfritt stål är energin som tillhandahålls av exoterm förbränningsreaktion 60 %. För aktiva metaller som titan är energin från förbränning cirka 90 %.
Jämfört med laserförångningsskärning och allmän smältskärning kräver därför reaktiv smältskärning mindre lasereffekttäthet, som bara är 1/20 av den för förångningsskärning och 1/2 av den för smältskärning. Men vid reaktiv smältning och skärning kommer den interna förbränningsreaktionen att orsaka vissa kemiska förändringar på ytan av materialet, vilket kommer att påverka arbetsstyckets prestanda.
Ⅲ Smältskärning
I processen för laserskärning, om ett extra blåssystem som är koaxiellt med laserstrålen läggs till, är avlägsnandet av smälta ämnen i skärprocessen inte bara beroende av själva materialets förångning, utan beror huvudsakligen på blåseffekten av hög -hastighet hjälpluftflöde för att kontinuerligt blåsa bort smälta ämnen från skärsömmen, en sådan skärprocess kallas smältskärning.
I processen för smältning och skärning behöver arbetsstyckets temperatur inte längre värmas över förångningstemperaturen, så den erforderliga lasereffekttätheten kan reduceras avsevärt. Enligt det latenta värmeförhållandet mellan materialsmältning och förångning är lasereffekten som krävs för smältning och skärning endast 1/10 av den för förångningsskärningsmetoden.
Ⅳ Laserritning
Denna metod används huvudsakligen för: halvledarmaterial; En laserstråle med hög effekttäthet används för att rita ett grunt spår på ytan av halvledarmaterialets arbetsstycke. Eftersom detta spår försvagar bindningskraften hos halvledarmaterialet, kan det brytas av mekaniska eller vibrationsmetoder. Kvaliteten på laserritning mäts av storleken på ytskräp och värmepåverkad zon.
Ⅴ Kallstyckning
Detta är en ny bearbetningsmetod, som föreslås med uppkomsten av högeffekts excimerlasrar i det ultravioletta bandet under de senaste åren. Dess grundläggande princip: energin hos ultravioletta fotoner liknar bindningsenergin hos många organiska material. Använd sådana högenergifotoner för att träffa bindningsbindningen av organiska material och bryta den. För att uppnå syftet med skärning. Denna nya teknik har breda tillämpningsmöjligheter, särskilt inom elektronikindustrin.
Ⅵ Termisk spänningsskärning
Under uppvärmning av laserstrålen är spröda material benägna att generera stor spänning på sin yta, vilket kan orsaka brott genom spänningspunkterna som värms upp av laser på ett snyggt och snabbt sätt. Sådan skärprocess kallas termisk laserskärning. Mekanismen för termisk spänningsskärning är att laserstrålen värmer ett visst område av sprött material för att producera en tydlig temperaturgradient.
Expansionen kommer att inträffa när yttemperaturen på arbetsstycket är hög, medan den lägre temperaturen på det inre skiktet av arbetsstycket kommer att hindra expansionen, vilket resulterar i dragspänning på ytan av arbetsstycket och radiell extrudering på det inre skiktet. När dessa två spänningar överskrider brottgränsen för hållfastheten för själva arbetsstycket. Sprickor kommer att uppstå på arbetsstycket. Få arbetsstycket att gå sönder längs sprickan. Hastigheten för termisk spänningsskärning är m/s. Denna skärmetod är lämplig för skärning av glas, keramik och andra material.
Sammanfattning: Laserskärmaskin är en skärteknik som använder laseregenskaper och linsfokusering för att koncentrera energi för att smälta eller förånga materialytan. Det kan uppnå fördelarna med god skärkvalitet, snabb hastighet, flera skärmaterial, hög effektivitet och så vidare.