Määritelmä
Laserleikkaus on lämpöleikkausmenetelmä, joka käyttää kohdistettua suuritehoista lasersädettä säteilyttämään leikattavaa materiaalia, jolloin materiaali lämpenee nopeasti ja saavuttaa syttymispisteen, minkä jälkeen se sulaa, haihtuu, höyrystyy ja haihtuu muodostaen reikiä. Kun säde liikkuu materiaalin poikki, reiät kasvavat muodostaen kapeampia rakoja, ja samaan aikaan sula materiaali puhalletaan pois korkeapaineisella työkaasulla, jolloin saadaan tasainen ja puhdas leikkaus.
Periaate
Laser käyttää aineen viritystä säteen muodostamiseen. Tällä palkilla on voimakas lämpötila. Koskettaessa materiaalia se voi nopeasti sulaa materiaalin pinnalle muodostaen reiän. Kohdistuspisteen liikkeen mukaan leikkaus muodostuu. Perinteiseen leikkausmenetelmään verrattuna leikkausmenetelmässä on pienempi rako ja se voi säästää suurimman osan materiaalista. Analyysi määritellään kuitenkin leikkausvaikutuksen mukaan. Laserin mukaan leikatulla materiaalilla on tyydyttävä leikkausteho ja korkea tarkkuus. Tämä on peritty Laserin etujen lisäksi se on vertaansa vailla myös tavallisissa leikkausmenetelmissä.
Tyypit
Laserleikkaus on jaettu 4 luokkaan: höyrystysleikkaus, sulatusleikkaus, happileikkaus, piirustus ja kontrolloitu murtuma.
1. Laserhöyrystysleikkaus
Käyttämällä korkean energiatiheyden lasersädettä työkappaleen lämmittämiseen, lämpötila nousee nopeasti, saavuttaa materiaalin kiehumispisteen hyvin lyhyessä ajassa ja materiaali alkaa höyrystyä muodostaen höyryä. Näiden höyryjen poistonopeus on erittäin suuri, ja samalla kun höyryt poistuvat, materiaaliin muodostuu viilto. Materiaalien höyrystymislämpö on yleensä erittäin suuri, joten laserhöyrystys ja -leikkaus vaatii paljon tehoa ja tehotiheyttä.
Höyrystysleikkausta käytetään enimmäkseen erittäin ohuille metallimateriaaleille ja ei-metallimateriaaleille (kuten paperi, kangas, puu, muovi ja kumi jne.).
2. Lasersulatusleikkaus
Sulatusleikkauksessa metallimateriaali sulatetaan laserlämmityksellä ja sitten hapettumaton kaasu (Ar, He, N jne.) ruiskutetaan suuttimen läpi koaksiaalisesti säteen kanssa ja nestemäinen metalli poistetaan voimakkaalla paineella. kaasusta leikkauksen muodostamiseksi. Lasersulatusleikkauksen ei tarvitse höyrystää metallia kokonaan ja tarvittava energia on vain 1/10 höyrystysleikkauksesta.
Sulatusleikkausta käytetään enimmäkseen materiaaleille, jotka eivät ole helposti hapettuvia tai aktiivisia metalleja, kuten ruostumaton teräs, titaani, alumiini ja niiden seokset.
3. Laserhappileikkaus
Laserhappileikkauksen periaate on samanlainen kuin oksiasetyleenileikkauksen. Se käyttää lasersädettä esilämmityslämmönlähteenä ja aktiivista kaasua, kuten happea, leikkauskaasuna. Toisaalta puhallettu kaasu on vuorovaikutuksessa leikkausmetallin kanssa aiheuttaen hapetusreaktion ja vapauttaen suuren määrän hapetuslämpöä; toisaalta sula oksidi ja sula puhalletaan ulos reaktiovyöhykkeestä metalliin leikkauksen muodostamiseksi. Koska leikkausprosessin hapetusreaktio tuottaa paljon lämpöä, laserhappileikkaukseen tarvitaan vain energiaa 1/2 ja leikkausnopeus on paljon nopeampi kuin höyrystysleikkaus ja sulatusleikkaus. Laserhappileikkausta käytetään enimmäkseen helposti hapettuville metallimateriaaleille, kuten hiiliteräs, titaaniteräs ja lämpökäsitelty teräs.
4. Laserkirjoitus ja kontrolloitu murtuma
Laserkirjoituksessa käytetään korkean energiatiheyden laseria hauraan materiaalin pinnan skannaamiseen niin, että materiaalia kuumennetaan pienen uran haihduttamiseksi, ja sitten käytetään tiettyä painetta, jolloin hauras materiaali halkeilee pientä uraa pitkin. Scribing laserit ovat yleensä Q-kytkettyjä ja CO2 laserit.
Murtumanhallinta on laserurituksen synnyttämän jyrkän lämpötilajakauman käyttöä, joka synnyttää hauraassa materiaalissa paikallista lämpöjännitystä ja rikkoo materiaalin pientä uraa pitkin.
Ominaisuudet
Verrattuna muihin lämpöleikkausmenetelmiin, laserleikkausominaisuudet nopealla leikkausnopeudella ja korkealla laadulla. Erityisesti tiivistettynä seuraaviin näkökohtiin.
1. Hyvä leikkauslaatu
Pienen leikkauspisteen, korkean energiatiheyden ja nopean leikkausnopeuden ansiosta se voi saavuttaa korkean leikkauslaadun.
a. Leikkausviilto on kapea, raon molemmat puolet ovat yhdensuuntaisia ja kohtisuorassa pintaan nähden ja leikattujen osien mittatarkkuus voi olla ±0.05mm.
b. Leikkauspinta on sileä ja puhdas, pinnan karheus on vain kymmeniä mikroneja, ilman mekaanista käsittelyä ja osia voidaan käyttää suoraan.
c. Materiaalin laserleikkauksen jälkeen lämmön vaikutuksen vyöhykkeen leveys on hyvin pieni, materiaalin suorituskyky raon lähellä ei vaikuta läheskään ja työkappaleen muodonmuutos on pieni, leikkaustarkkuus on korkea, raon geometria on hyvä, ja raon poikkileikkausmuoto on enemmän Säännöllinen suorakulmio.
2. Korkea leikkausteho
Lähetyksen ominaisuuksien vuoksi laserleikkuri on yleensä varustettu useilla CNC-työpöydällä, ja koko leikkausprosessi voidaan ohjata täysin CNC-ohjauksella. Käytön aikana tarvitsee vain muuttaa numeerista ohjausohjelmaa, sitä voidaan soveltaa erimuotoisten osien leikkaamiseen, sekä 2-ulotteiseen leikkaukseen että 3-ulotteiseen leikkaukseen.
3. Nopea leikkausnopeus
Käytä laseria, jonka teho on 1200W leikata a 2mm paksu vähähiilinen teräslevy, leikkausnopeus voi olla 600 cm / min; leikkaaminen a 5mm paksu polypropeenihartsilevy, leikkausnopeus voi olla 1200 cm / min. Materiaalia ei tarvitse puristaa ja kiinnittää leikkauksen aikana, mikä voi paitsi säästää työkalun kiinnikkeitä, myös säästää lastaus- ja purkuaikaa.
4. Kosketukseton leikkaus
Leikkauspoltin ei ole kosketuksissa työkappaleeseen, eikä työkalu ole kulunut. Erimuotoisten osien käsittelyssä ei tarvitse muuttaa "työkalua", vain muuta laserin lähtöparametreja. Leikkausprosessissa on alhainen melu, pieni tärinä ja ei saasteita.
5. Leikkausmateriaaleja on monenlaisia
Verrattuna oksiasetyleenileikkaukseen ja plasmaleikkaukseen on olemassa monenlaisia laserleikkausmateriaaleja, mukaan lukien metalli, ei-metalliset, metallipohjaiset ja ei-metallipohjaiset komposiittimateriaalit, nahka, puu ja kuitu. Mutta eri materiaaleille, niiden erilaisista lämpöfysikaalisista ominaisuuksista ja lasereiden eri absorptionopeudesta johtuen, niillä on erilainen sopeutumiskyky laserleikkaukseen.
Sovellukset
Useimpia laserleikkureita ohjataan CNC-ohjelmilla tai niistä tehdään leikkausrobotteja. Tarkana käsittelymenetelmänä laserilla voidaan leikata lähes kaikkia materiaaleja, mukaan lukien 2-ulotteinen leikkaus tai ohuiden metallilevyjen 3-ulotteinen leikkaus.
Autoteollisuudessa avaruuskäyrien, kuten auton yläikkunoiden, leikkaustekniikkaa on käytetty laajalti. Saksalainen Volkswagen-yhtiö käyttää laseria, jonka teho on 500W monimutkaisten runkolevyjen ja erilaisten kaarevien osien leikkaamiseen. Ilmailu- ja avaruusalalla laserteknologiaa käytetään ilmailun erikoismateriaalien, kuten titaaniseosten, alumiiniseosten, nikkeliseosten, kromiseosten, ruostumattoman teräksen, berylliumoksidin, komposiittimateriaalien, muovien, keramiikan ja kvartsin leikkaamiseen. Laserilla leikattuja ilmailu-osia ovat moottorin liekkiputki, titaaniseoksesta valmistettu ohutseinäinen kotelo, lentokoneen runko, titaaniseoksesta valmistettu pinta, siipiristikko, häntäsiipipaneeli, helikopterin pääroottori, avaruussukkulan keraaminen lämmöneristyslaatta jne.
Laserleikkaustekniikkaa käytetään myös ei-metallisten materiaalien alalla. Ei vain voi leikata materiaaleja, joilla on korkea kovuus ja hauraus, kuten piinitridi, keramiikka, kvartsi jne.; mutta voi myös leikata ja käsitellä joustavia materiaaleja, kuten kangasta, paperia, muovilevyjä, kumia jne., kuten leikata vaatteita laserilla, säästää vaatteita 10 %～ 12 %, parantaa tehokkuutta yli 3 kertaa.
Trendit
1. Laserleikkurikone jatkaa käänteentekevän tuotteen vallankumousta.
Laserlähde on leikkurin ydinkomponentti ja myös tärkeä indikaattori, joka määrittää laserleikkurin tyypin ja leikkauskyvyn. Sanomattakin on selvää, että laserleikkureiden tulevia muutoksia tapahtuu myös laserlähteissä. Kuten edellä mainittiin, korvaaminen CO2 laserleikkaus kone by fiber laser cutter on tärkein teknologinen vallankumous 40 vuoden aikana laserleikkurin syntymästä, mikä on tuonut käänteentekeviä taloudellisia etuja alan valmistajille sekä uusille ja vanhoille käyttäjille. Tuleeko siis tulevaisuudessa uutta valonlähdettä, joka on halvempi kuin kuitulaserit, jolla on parempi suorituskyky, erinomaisempi sädetila, korkeampi sähköoptinen muunnosnopeus tai alhaisemmat kokonaiskustannukset? Vastaus on tietysti kyllä. Sitten kysy, millainen laser? Tietysti on mahdotonta antaa tarkkaa vastausta nyt. Tiede ja teknologia välillä horjuvat, joskus tuhansia kilometrejä päivässä.
2. Tehokas kuitulaser tulee päävoimaksi laserleikkausmarkkinoilla.
Nykyään eri teholuokkien valokuituleikkauskoneet ovat johtaneet suureen kehitykseen. Mutta missä on laserleikkurikoneiden valtavirta tulevaisuudessa? Vaikka jokaisen tehoalueen koneilla on oma käyttötarkoituksensa, mutta suuritehoisista kuitulasereista alkanut ja maailmanlaajuisen laserteknologian vallankumouksen käynnistänyt laserperhe pitää suurempaa tehoa, tarkkuutta ja leikkauskapasiteettia yhtenä tärkeimmistä kehityksestä. kuitulaserleikkurin suunnat. STYLECNC lanseerasi äskettäin 15KW erittäin nopea kuidullisen laserleikkuukoneen, joka on saavuttanut ennennäkemättömän läpimurron leikkausnopeudessa ja leikkauspaksuudessa, mikä on herättänyt alan huomion. Sisältääkö tämä laserleikkurien tulevan kehitystrendin? Kannattaa odottaa alan asiantuntijoita, tutkijoita ja käyttäjien ystäviä. Lisäksi voimme luottaa siihen, että lähitulevaisuudessa monet kotimaiset ja ulkomaiset kuitulaserleikkurivalmistajat tuovat markkinoille kovaa kilpailua. Vain yritykset, joilla on erinomainen tuotteiden laatu, keskittyvät jatkuvasti T&K-investointeihin ja hallitsevat kilpailukykyisen ydinteknologian, voivat tehdä niin ja olla voittamattomia.
3. Älykkyyden aikakausi on tulossa.
Olipa kyseessä teollisuus 4.0 Saksassa tai älykäs valmistus Kiinassa, teollisuuden neljäs teollinen vallankumous on tulossa. Kuten korkean tarkkuuden CNC-laserleikkauskone, laserleikkuri pysyy varmasti ajan tahdissa ja lentää tekniikan mukana. Laserleikkuriautomaation kehitys on parantanut merkittävästi ohutlevypajan tuotantokapasiteettia ja automaatiotasoa.
Tulevaisuudessa tältä pohjalta on tulossa älykkään laserleikkurien valmistuksen aikakausi verkkotekniikan, viestintätekniikan, tietokoneohjelmistotekniikan ja muilla aloilla. On ennakoitavissa, että se tulee väistämättä käyttämään omia verkkoviestintäkykyjään kommunikoidakseen tehtaan levynpurkauslinjan, taivutuskoneen, CNC-lävistyskoneen, hitsausliitosyksikön, ruiskupuhallus- ja pinnoituslinjan kanssa. . Muut laitteet, jotka on upotettu yhtenäiseen tuotantosuunnitelmaan, tehtävien ja arvioinnin hallintajärjestelmään, on noussut tärkeäksi osaksi peltipajan hallintajärjestelmää. Tämän seurauksena laservalmistajat muuttuvat vähitellen ohutlevyjen valmistusurakoitsijoiksi.
