Pjovimas lazeriu yra kone pažangiausias pjovimo procesas pasaulyje. Jis gali pjaustyti daugumą metalinių ir nemetalinių medžiagų ir gali būti naudojamas daugelyje pramonės šakų. Jis turi tikslios gamybos, lankstaus pjovimo, specialios formos apdorojimo, vienkartinio formavimo, didelio greičio, didelio efektyvumo privalumų ir gali išspręsti daugybę problemų, kurių negalima išspręsti įprastais metodais. Šiame straipsnyje su jumis bus kalbama apie šią mašiną.
Pjovimas lazeriu – tai procesas, kurio metu lazerio generatoriaus skleidžiamas lazerio spindulys sufokusuojamas lęšiu, kad židinyje susidarytų maža didelės energijos taškelė, kad taškas būtų sufokusuotas tinkamoje medžiagos vietoje, kurią sugeria medžiaga, greitai išgaruoja, išsilydo, abliuojasi arba pasiekė užsidegimo tašką, o išsilydžiusios atliekos nupučiamos aukšto slėgio pagalbinėmis dujomis (įskaitant anglies dioksidą, deguonį, azotą ir kt.). Lazerio galvutę varo programuojamas servovariklis, o pjovimo galvutė juda iš anksto nustatytu maršrutu, o spindulys juda ant medžiagos, kad būtų supjaustyti įvairių formų ruošiniai.
Šviesa yra raudona, oranžinė, geltona ir žalia, kurią gali sugerti arba atspindėti objektai; Lazeris taip pat yra lengvas, kuris parodys skirtingas charakteristikas pagal skirtingus bangos ilgius. Lazerio generatoriaus stiprinimo terpė (ty terpė, galinti elektros energiją paversti lazeriu) nustato lazerio bangos ilgį, išėjimo galią ir taikymo lauką. Lazerio stiprinimo terpę galima suskirstyti į dujinę, skystą ir kietą. Tipiškos dujos yra CO2 dujų lazeris; Tipiškos kietosios medžiagos yra pluošto lazeris, YAG lazeris, rubino lazeris, puslaidininkinis lazeris ir kt. Skystieji lazeriai naudoja kai kuriuos skysčius (dažniausiai organinius tirpiklius, pvz., dažus) kaip darbo terpę lazeriams generuoti ir skleidžia lazerius.
Skirtingos pjovimo objektų medžiagos gali sugerti skirtingus lazerio bangos ilgius, todėl reikia pritaikyti atitinkamus lazerinius generatorius. Šiuo metu šviesolaidinis lazerinis generatorius yra plačiausiai naudojamas automobilių pramonėje.
Pjovimo lazeriu metodai daugiausia apima pjovimą lydant, oksidacinį pjovimą, pjovimą garinant, valdomąjį pjūvį ir kt. Renkantis pjovimo būdus, reikia atsižvelgti į jų charakteristikas, plokštelių medžiagas ir kartais pjovimo formas. Pjovimas lazeriu reikalauja daugiau šilumos nei lydymas ir tinka itin plonoms metalinėms ir nemetalinėms medžiagoms pjauti. Deguonies ir metalo reakcijos šilumos pagalba oksidacinis pjovimas lazeriu yra greitesnis, o pjovimo kokybė yra gana prasta, todėl tinka storų plokščių pjovimui. Pjovimas lazeriu yra plačiai naudojamas automobilių ir lakštinio metalo pramonėje, nes naudojamos apsauginės dujos, apsaugančios nuo šlako purslų, sklandžiai pjovimo siūlė ir gera pjovimo kokybė. Be to, lydant pjovimą ir pjovimą dujofikuojant galima gauti neoksidacinę pjovimo siūlę, o tai labai svarbu pjaustant su specialiais reikalavimais.
Pjovimo lazeriu technologinis procesas yra gana paprastas. Pjovimo lazeriu kelias ir parametrų programa nustatomi iš anksto pagal skirtingus gaminius. Paprastai pirmiausia išpjaunamos skylės, o po to išpjaunami kraštai. Pjovimo gamyba gali būti atliekama tiesiogiai po to, kai pirmasis gabalas yra atiduotas naudoti. Tačiau pjaustyti geriausios kokybės gaminius nėra lengva. Tai glaudžiai susiję su pjovimo medžiagomis, lazerio režimu, galia, pjovimo greičiu, pagalbinių dujų slėgiu ir kt.
Lazeris paprastai turi tris darbo režimus: nuolatinį režimą, moduliavimo režimą ir impulsinį režimą.
Nepertraukiamu režimu lazerio išėjimo galia yra pastovi, todėl šiluma patenka į lapą tolygiau. Jis tinka greitam pjovimui apskritai. Viena vertus, tai gali pagerinti darbo efektyvumą, kita vertus, taip pat būtina vengti piktybinio karščio poveikio zonos pasikeitimo, kurį sukelia šilumos koncentracija.
Moduliavimo režimo lazerio galia priklauso nuo pjovimo greičio. Jis gali išlaikyti santykinai žemą šilumą, patenkančią į lakštinį metalą, ribojant galią kiekviename taške, kad būtų išvengta nudegimo pjovimo siūlės krašte. Dėl sudėtingo valdymo jis nėra labai efektyvus ir gali būti naudojamas tik trumpą laiką.
Nors impulsinį režimą galima suskirstyti į tris atvejus, iš tikrųjų tai tik stiprumo skirtumas, dažnai parenkamas pagal medžiagų charakteristikas ir konstrukcijų tikslumą.
Lazeris dažnai veikia nepertraukiamo išvesties režimu. Norint gauti geriausią pjovimo kokybę, būtina reguliuoti tam tikros medžiagos pastūmą, pvz., pagreitį, lėtėjimą ir delsą sukant. Todėl nepertraukiamo išvesties režimu mažinti galią nepakanka, o lazerio galią reikia reguliuoti keičiant impulsą.
Lazerinio pjovimo įrangai naudojamos dujos apima lazerio darbo dujas, apsaugines dujas ir pagalbines dujas.
Azotas paprastai naudojamas pjaustyti nerūdijantį plieną ir kai kuriuos didelio stiprumo plienus, kurie naudojami siekiant užkirsti kelią oksidacijos reakcijai ir nupūsti išlydytas medžiagas. Azoto grynumas turi būti aukštas. Nerūdijančio plieno, kurio skersmuo didesnis nei 8 mm, grynumas paprastai yra 99,999 proc. Deguonis tinka storų plokščių pjovimui, pjovimui dideliu greičiu ir ypač plonų plokščių pjovimui. Oras tinka aliuminio, nemetalinių ir cinkuoto plieno plokščių pjovimui. Tam tikru mastu tai gali sumažinti oksido plėvelę ir sutaupyti išlaidų. Kalbant apie kainą, anglies plieno pjovimui naudojamas deguonis yra palyginti pigus, o anglinio plieno pjovimui naudojamas azotas yra didelis. Kuo storesnis nerūdijantis plienas, tuo didesnis azoto kiekis ir grynumas, tuo didesnė kaina. Šiuo metu didelio grynumo azoto pjovimo kaina yra apie 35-40CNY/h, o tai yra didesnė nei deguonies, apie 10-15CNY/h.
Maksimalus pjovimo lazeriu greitis gali siekti 40 m/min, o tikrasis apdorojimas paprastai yra tik 1/3 - 1/2 maksimalaus greičio. Nes kuo didesnis greitis, tuo mažesnis servo mechanizmo dinaminis tikslumas, kuris tiesiogiai veikia pjovimo kokybę. Pjaunant apvalias skylutes, kuo didesnis pjovimo greitis, tuo mažesnis skylės skersmuo ir prastesnis apvalumas. Maksimalus pjovimo greitis gali būti naudojamas tik siekiant pagerinti ilgo tiesiojo pjovimo efektyvumą. Pjovimo procese būtina reguliuoti lazerio galią, oro slėgį ir kitus svarbius parametrus, kad būtų pasiektas optimalus gaminiui tinkamas pjovimo greitis pagal medžiagą, storį ir atitinkamus gaminio techninius reikalavimus.
Atsižvelgiant į skirtingus gaminio reikalavimus, būtina nuolat reguliuoti parametrus skirtingomis darbo sąlygomis, kad būtų pasiekti geriausi proceso parametrai. Nominalus padėties nustatymo tikslumas, kurį galima pasiekti pjovimu lazeriu, yra {{0}}.08 mm, o kartotinis padėties nustatymo tikslumas yra 0,03 mm. Tiesą sakant, minimali tolerancija, kurią galima pasiekti, yra: diafragma ± 0,05 mm, skylės vieta ± 0,2 mm.
Skirtingoms medžiagoms ir skirtingiems storiams reikalinga skirtinga lydymosi energija, o reikalinga lazerio išėjimo galia taip pat skiriasi. Gamybos metu būtina subalansuoti gamybos greitį ir kokybę, parinkti ir nustatyti tinkamą išėjimo galią ir pjovimo greitį, užtikrinti, kad pjovimo srityje būtų atitinkama energija, o medžiagos būtų efektyviai išlydytos ir laiku išpūstos.
Lazerio efektyvumas paverčiant elektros energiją į lazerio energiją yra apie 30–35 procentų, išėjimo galia yra 1500 W, o įvesties galia yra apie 4285 W ~ 5000 W. Tikrasis įvesties energijos suvartojimas yra daug didesnis nei vardinė išėjimo galia. Be to, pagal energijos taupymo principą kitos energijos yra paverčiamos šilumos energija emisijai, todėl lazeryje turi būti aušintuvas, kad jis atvėstų.
Apie HGTECH: HGTECH yra lazerių pramoninio taikymo pradininkas ir lyderis Kinijoje bei autoritetingas pasaulinių lazerinio apdorojimo sprendimų tiekėjas. Turime visapusiškai sutvarkytą išmaniąją lazerinę įrangą, matavimo ir automatizavimo gamybos linijas bei išmanią gamyklos konstrukciją, kad pateiktume bendrus protingos gamybos sprendimus.
