Gennemgå princippet og fordelene ved laserskæremaskine

Laserskæremaskine er meget udbredt inden for undervisning, militære og industrielle områder på grund af dens høje skærekvalitet og høje skæreeffektivitet. Laserskæremaskine kan skære metal og ikke-metal, og Hans superenergilaserskæremaskine bruges hovedsageligt til at skære metalmaterialer, så hvad er princippet om laserskæremaskine?

Princip for laserskæremaskine - introduktion

Laserskæremaskineteknologi bruger den energi, der frigives, når laserstrålen rammer metalpladens overflade. Metalpladen smelter, og slaggen blæses væk af gas. Fordi laserkraften er så koncentreret, overføres kun en lille mængde varme til andre dele af metalpladen, hvilket resulterer i ringe eller ingen deformation. Komplekse formede emner kan skæres meget nøjagtigt med laser, og de udskårne emner behøver ikke yderligere bearbejdning.

Laserkilden bruger generelt en kuldioxidlaserstråle med en arbejdseffekt på 500-5000 watt. Dette effektniveau er lavere end kravene til mange elektriske boligvarmere. Laserstrålen fokuseres i et lille område gennem en linse og en reflektor. Den høje koncentration af energi forårsager hurtig lokal opvarmning til at smelte metalpladen.

Rustfrit stål under 16 mm kan skæres af laserskæreudstyr, og rustfrit stål med 8-10 mm tykkelse kan skæres ved at tilføre ilt til laserstrålen, men en tynd oxidfilm vil blive dannet på skærefladen efter oxygenskæring. Den maksimale skæretykkelse kan øges til 16 mm, men dimensionsfejlen på skærende dele er stor.

Som en højteknologisk laserteknologi har den siden starten udviklet laserprodukter, der er egnede til forskellige industrier i henhold til forskellige sociale behov, såsom laserprintere, laserskønhedsmaskiner, lasermarkerings-CNC-laserskæremaskiner, laserskæremaskiner og andre produkter . På grund af den sene start af den indenlandske laserindustri har den haltet bagud i nogle udviklede lande inden for teknologisk forskning og udvikling. På nuværende tidspunkt producerer indenlandske producenter af laserprodukter laserprodukter. Nogle vigtige reservedele, såsom laserrør, drivmotorer, galvanometre og fokuslinser, importeres stadig. Dette har resulteret i øgede omkostninger og øget byrden for forbrugerne.

I de senere år, med fremskridtene inden for indenlandsk laserteknologi, er R&D og produktion af den komplette maskine og nogle dele gradvist rykket tættere på udenlandske avancerede produkter. I nogle aspekter er det endda bedre end udenlandske produkter. Ud over fordelene ved Jaeger dominerer den stadig hjemmemarkedet. Men med hensyn til præcisionsbehandling og udstyr, stabilitet og udholdenhed har udenlandske avancerede produkter stadig absolutte fordele.

Princip for laserskæremaskine - princip.

I laserskæremaskinen er hovedarbejdet laserrøret, så det er nødvendigt for os at forstå laserrøret.

Vi kender alle vigtigheden af ​​laserrør i laserudstyr. Lad os bruge de mest almindelige laserrør til at bedømme. CO2 laserrør.

Laserrørets sammensætning er lavet af hårdt glas, så det er et skrøbeligt og skørt materiale. For at forstå CO2-laserrøret skal vi først forstå laserrørets struktur. Kuldioxidlasere som denne bruger en lagdelt ærmestruktur, og det inderste lag er et udledningsrør. Diameteren af ​​CO2-laserudladningsrøret er dog tykkere end selve laserrøret. Tykkelsen af ​​udladningsrøret er proportional med diffraktionsreaktionen forårsaget af lysplettens størrelse, og længden af ​​udladningsrøret er også relateret til udgangseffekten af ​​udladningsrøret. Prøvens skala.

Under driften af ​​laserskæremaskinen vil laserrøret generere en stor mængde varme, hvilket påvirker den normale drift af skæremaskinen. Derfor er der behov for en vandkøler i et særligt område til at køle laserrøret for at sikre, at laserskæremaskinen kan arbejde normalt ved en konstant temperatur. 200W laseren kan bruge CW-6200, og kølekapaciteten er 5,5 KW. 650W laseren bruger CW-7800, og kølekapaciteten kan nå op på 23KW.

Princip for laserskæremaskine - skæreegenskaber.

Fordele ved laserskæring:.

Fordel 1 - høj effektivitet.

På grund af laserens transmissionskarakteristika er laserskæremaskinen generelt udstyret med flere numeriske styreborde, og hele skæreprocessen kan styres fuldt digitalt. I driftsprocessen kan det kun ved at ændre NC-programmet anvendes til skæring af dele med forskellige former, som kan realisere både todimensionel skæring og tredimensionel skæring.

Fordel 2 - hurtigt.

1200W laserskærende 2mm tyk lavkulstofstålplade, skærehastighed op til 600cm/min. Skærehastigheden på 5 mm tyk polypropylenharpiksplade kan nå 1200 cm/min. Der er ingen grund til at klemme og fiksere materialet under laserskæring.

Fordel 3 - god skærekvalitet.

1: Laserskærespalten er tynd og smal, begge sider af spalten er parallelle og vinkelrette på skærefladen, og dimensionsnøjagtigheden af ​​den udskårne del kan nå± 0,05 mm.

2： Skæreoverfladen er glat og smuk, og overfladeruheden er kun titusinder af mikron. Selv laserskæring kan bruges som sidste proces, og dele kan bruges direkte uden forarbejdning.

3： Efter at materialet er skåret med laser, er bredden af ​​den varmepåvirkede zone meget lille, og ydeevnen af ​​materialet nær spalten er næsten upåvirket, og emnedeformationen er lille, skærenøjagtigheden er høj, geometriformen af slidsen er god, og slidsens tværsnitsform er forholdsvis glat. Almindelig rektangel. Sammenligning af laserskæring, oxyacetylenskæring og plasmaskæringsmetoder er vist i tabel 1. Skærematerialet er en 6,2 mm tyk lavkulstofstålplade.

Fordel IV - berøringsfri skæring.

Under laserskæring er der ingen direkte kontakt mellem svejsebrænderen og emnet, og der er ingen værktøjsslid. For at behandle dele med forskellige former er det ikke nødvendigt at ændre "værktøjet", men kun laserens outputparametre. Laserskæringsprocessen har lav støj, små vibrationer og lille forurening.

Fordel 5 - mange materialer kan skæres.

Sammenlignet med oxyacetylenskæring og plasmaskæring har laserskæring mange slags materialer, herunder metal, ikke-metal, metalmatrix og ikke-metalliske matrixkompositmaterialer, læder, træ og fiber osv.

Princip for laserskæremaskine - skæremetode.

Brugerdefineret snit.

Det betyder, at fjernelsen af ​​det behandlede materiale hovedsageligt udføres ved at fordampe materialet.

Under fordampningsskæringsprocessen stiger temperaturen på emnets overflade hurtigt til fordampningstemperaturen under påvirkning af den fokuserede laserstråle, og et stort antal materialer fordamper, og den dannede højtryksdamp sprøjtes udad med supersonisk hastighed. Samtidig dannes der et "hul" i laseraktionsområdet, og laserstrålen reflekteres i hullet i mange gange, så absorptionen af ​​materialet til laseren øges hurtigt.

I processen med højtryksdampindsprøjtning ved høj hastighed blæses smelten i spalten væk fra spalten på samme tid, indtil arbejdsemnet skæres af. Den iboende fordampningsskæring udføres hovedsageligt ved at fordampe materialet, så kravet til effekttæthed er meget højt, hvilket generelt bør nå mere end 108 watt pr. kvadratcentimeter.

Fordampningsskæring er en almindelig metode til laserskæring af materialer med lavt antændelsespunkt (såsom træ, kulstof og nogle plastik) og ildfaste materialer (såsom keramik). Fordampningsskæring bruges også ofte ved skæring af materialer med pulserende laser.

II Reaktionssmeltende skæring

Ved smelteskæring, hvis hjælpeluftstrømmen ikke kun blæser det smeltede materiale væk i skæresømmen, men også kan reagere med emnet for at ændre varmen, for at tilføje en anden varmekilde til skæreprocessen, kaldes en sådan skæring reaktiv smelteskæring. Generelt er gassen, der kan reagere med emnet, oxygen eller blanding, der indeholder oxygen.

Når overfladetemperaturen på emnet når antændelsespunktstemperaturen, vil der opstå en kraftig forbrændingseksoterm reaktion, som i høj grad kan forbedre laserskæringsevnen. For stål med lavt kulstofindhold og rustfrit stål er energien tilvejebragt ved eksoterm forbrændingsreaktion 60%. For aktive metaller som titanium er energien fra forbrændingen omkring 90 %.

Sammenlignet med laserfordampningsskæring og generel smelteskæring kræver reaktiv smelteskæring derfor mindre lasereffekttæthed, som kun er 1/20 af fordampningsskæringen og 1/2 af den for smelteskæring. Men ved reaktiv smeltning og skæring vil den indre forbrændingsreaktion forårsage nogle kemiske ændringer på overfladen af ​​materialet, hvilket vil påvirke arbejdsemnets ydeevne.

Ⅲ Smelte skæring

I processen med laserskæring, hvis der tilføjes et hjælpeblæsesystem, som er koaksialt med laserstrålen, er fjernelsen af ​​smeltede stoffer i skæreprocessen ikke kun afhængig af selve materialets fordampning, men afhænger hovedsageligt af blæseeffekten af ​​høj -hastighed hjælpeluftstrøm til kontinuerligt at blæse smeltede stoffer væk fra skæresømmen, en sådan skæreproces kaldes smelteskæring.

I processen med smeltning og skæring skal emnetemperaturen ikke længere opvarmes til over fordampningstemperaturen, så den nødvendige lasereffekttæthed kan reduceres kraftigt. Ifølge det latente varmeforhold mellem materialesmeltning og fordampning er den lasereffekt, der kræves til smeltning og skæring, kun 1/10 af fordampningsskæremetoden.

Ⅳ Laserskrivning

Denne metode bruges hovedsageligt til: halvledermaterialer; En laserstråle med høj effekttæthed bruges til at tegne en lav rille på overfladen af ​​halvledermaterialets arbejdsemne. Fordi denne rille svækker bindekraften af ​​halvledermaterialet, kan den brydes ved mekaniske eller vibrationsmetoder. Kvaliteten af ​​laserritning måles ved størrelsen af ​​overfladeaffald og varmepåvirket zone.

Ⅴ Koldskæring

Dette er en ny behandlingsmetode, som er foreslået med fremkomsten af ​​højeffekt excimer-lasere i det ultraviolette bånd i de senere år. Dens grundlæggende princip: energien af ​​ultraviolette fotoner svarer til bindingsenergien af ​​mange organiske materialer. Brug sådanne højenergifotoner til at ramme organiske materialers bindende binding og bryde den. For at opnå formålet med at skære. Denne nye teknologi har brede anvendelsesmuligheder, især i den elektroniske industri.

Ⅵ Termisk spændingsskæring

Under opvarmning af laserstråle er skøre materialer tilbøjelige til at generere store belastninger på deres overflade, hvilket kan forårsage brud gennem spændingspunkterne opvarmet af laser på en pæn og hurtig måde. En sådan skæreproces kaldes laser termisk spændingsskæring. Mekanismen for termisk spændingsskæring er, at laserstrålen opvarmer et bestemt område af skørt materiale for at producere tydelig temperaturgradient.

Ekspansionen vil ske, når overfladetemperaturen på emnet er høj, mens den lavere temperatur i det indre lag af emnet vil hindre udvidelsen, hvilket resulterer i trækspænding på overfladen af ​​emnet og radial ekstruderingsspænding på det indre lag. Når disse to spændinger overstiger brudgrænsen for selve emnets styrke. Der vil opstå revner på emnet. Få emnet til at knække langs revnen. Hastigheden af ​​termisk spændingsskæring er m/s. Denne skæremetode er velegnet til skæring af glas, keramik og andre materialer.

Resumé: Laserskæremaskine er en skæreteknologi, der bruger laseregenskaber og linsefokusering til at koncentrere energi til at smelte eller fordampe materialets overflade. Det kan opnå fordelene ved god skærekvalitet, hurtig hastighed, flere skærematerialer, høj effektivitet og så videre.