La macchina da taglio laser è ampiamente utilizzata nei campi dell'insegnamento, militare e industriale grazie alla sua elevata qualità di taglio e all'elevata efficienza di taglio. La macchina da taglio laser può tagliare metallo e non metallo e la macchina da taglio laser a super energia di Han viene utilizzata principalmente per tagliare materiali metallici, quindi qual è il principio della macchina da taglio laser?
Principio della macchina da taglio laser - introduzione
La tecnologia delle macchine da taglio laser utilizza l'energia rilasciata quando il raggio laser colpisce la superficie della piastra metallica. La piastra metallica si scioglie e le scorie vengono spazzate via dal gas. Poiché la potenza del laser è così concentrata, solo una piccola quantità di calore viene trasferita ad altre parti della piastra metallica, provocando una deformazione minima o nulla. Gli sbozzati di forma complessa possono essere tagliati in modo molto preciso con il laser e gli sbozzati tagliati non necessitano di ulteriore lavorazione.
La sorgente laser utilizza generalmente un raggio laser ad anidride carbonica con una potenza di lavoro di 500-5000 watt. Questo livello di potenza è inferiore ai requisiti di molti riscaldatori elettrici domestici. Il raggio laser viene focalizzato in una piccola area attraverso una lente e un riflettore. L'elevata concentrazione di energia provoca un rapido riscaldamento locale per fondere la piastra metallica.
L'acciaio inossidabile inferiore a 16 mm può essere tagliato con apparecchiature di taglio laser e l'acciaio inossidabile con uno spessore di 8-10 mm può essere tagliato aggiungendo ossigeno al raggio laser, ma dopo il taglio con ossigeno si formerà un sottile film di ossido sulla superficie di taglio. Lo spessore massimo del taglio può essere aumentato a 16 mm, ma l'errore dimensionale delle parti di taglio è elevato.
Come tecnologia laser ad alta tecnologia, sin dal suo inizio, ha sviluppato prodotti laser adatti a vari settori in base alle diverse esigenze sociali, come stampanti laser, macchine laser per la bellezza, marcatura laser Macchine per taglio laser CNC, macchine per taglio laser e altri prodotti . A causa dell'inizio tardivo dell'industria laser domestica, è rimasta indietro rispetto ad alcuni paesi sviluppati nella ricerca e sviluppo tecnologico. Attualmente, i produttori nazionali di prodotti laser producono prodotti laser, alcuni pezzi di ricambio chiave, come tubi laser, motori di azionamento, galvanometri e lenti di messa a fuoco, sono ancora importati. Ciò ha comportato un aumento dei costi e ha aumentato l'onere per i consumatori.
Negli ultimi anni, con il progresso della tecnologia laser domestica, la ricerca e sviluppo e la produzione della macchina completa e di alcune parti si sono gradualmente avvicinate ai prodotti avanzati stranieri. In alcuni aspetti, è persino migliore dei prodotti stranieri. Oltre ai vantaggi di Jaeger, domina ancora il mercato interno. Tuttavia, in termini di lavorazione e attrezzature di precisione, stabilità e resistenza, i prodotti avanzati stranieri presentano ancora vantaggi assoluti.
Principio della macchina da taglio laser - principio.
Nella macchina per il taglio laser, il lavoro principale è il tubo laser, quindi è necessario per noi capire il tubo laser.
Conosciamo tutti l'importanza dei tubi laser nelle apparecchiature laser. Usiamo i tubi laser più comuni per giudicare. Tubo laser CO2.
La composizione del tubo laser è realizzata in vetro duro, quindi è un materiale fragile e fragile. Per comprendere il tubo laser CO2, dobbiamo prima capire la struttura del tubo laser. I laser ad anidride carbonica come questo utilizzano una struttura a manicotto a strati e lo strato più interno è un tubo di scarica. Tuttavia, il diametro del tubo di scarica laser CO2 è più spesso del tubo laser stesso. Lo spessore del tubo a scarica è proporzionale alla reazione di diffrazione causata dalla dimensione del punto luminoso e la lunghezza del tubo a scarica è anche correlata alla potenza di uscita del tubo a scarica. La scala del campione.
Durante il funzionamento della macchina da taglio laser, il tubo laser genererà una grande quantità di calore, influenzando il normale funzionamento della macchina da taglio. Pertanto, è necessario un refrigeratore d'acqua in un'area speciale per raffreddare il tubo laser per garantire che la macchina per il taglio laser possa funzionare normalmente a temperatura costante. Il laser da 200 W può utilizzare CW-6200 e la capacità di raffreddamento è di 5,5 KW. Il laser da 650 W utilizza CW-7800 e la capacità di raffreddamento può raggiungere i 23 kW.
Principio della macchina da taglio laser - caratteristiche di taglio.
Vantaggi del taglio laser:.
Vantaggio 1 - alta efficienza.
A causa delle caratteristiche di trasmissione del laser, la macchina per il taglio laser è generalmente dotata di più piani di lavoro a controllo numerico e l'intero processo di taglio può essere controllato completamente in modo digitale. Nel processo di funzionamento, solo modificando il programma NC, può essere applicato al taglio di parti con forme diverse, che possono realizzare sia il taglio bidimensionale che il taglio tridimensionale.
Vantaggio 2: veloce.
Taglio laser da 1200 W piastra in acciaio a basso tenore di carbonio spessa 2 mm, velocità di taglio fino a 600 cm/min. La velocità di taglio del pannello in resina di polipropilene spesso 5 mm può raggiungere i 1200 cm/min. Non è necessario bloccare e fissare il materiale durante il taglio laser.
Vantaggio 3 - buona qualità di taglio.
1: la fessura di taglio laser è sottile e stretta, entrambi i lati della fessura sono paralleli e perpendicolari alla superficie tagliata e la precisione dimensionale della parte tagliata può raggiungere± 0,05 mm.
2： La superficie di taglio è liscia e bella e la rugosità superficiale è solo di decine di micron. Anche il taglio laser può essere utilizzato come ultimo processo e le parti possono essere utilizzate direttamente senza elaborazione.
3： Dopo che il materiale è stato tagliato dal laser, la larghezza della zona interessata dal calore è molto piccola e le prestazioni del materiale vicino alla fessura sono quasi inalterate e la deformazione del pezzo è piccola, la precisione di taglio è elevata, la forma geometrica del la fessura è buona e la forma della sezione trasversale della fessura è relativamente liscia. Rettangolo regolare. Il confronto tra i metodi di taglio laser, taglio ossiacetilenico e taglio al plasma è mostrato nella Tabella 1. Il materiale di taglio è una piastra di acciaio a basso tenore di carbonio spessa 6,2 mm.
Vantaggio IV - taglio senza contatto.
Durante il taglio laser, non c'è contatto diretto tra la torcia di saldatura e il pezzo e non c'è usura dell'utensile. Per lavorare pezzi con forme diverse non è necessario cambiare lo "strumento", ma solo i parametri di uscita del laser. Il processo di taglio laser ha basso rumore, piccole vibrazioni e piccolo inquinamento.
Vantaggio 5: molti materiali possono essere tagliati.
Rispetto al taglio ossiacetilenico e al taglio al plasma, il taglio laser ha molti tipi di materiali, tra cui metallo, non metallo, matrice metallica e materiali compositi a matrice non metallica, pelle, legno e fibra, ecc.
Principio della macchina da taglio laser - metodo di taglio.
Taglio personalizzato.
Ciò significa che l'asportazione del materiale trattato avviene principalmente per evaporazione del materiale.
Durante il processo di taglio a vaporizzazione, la temperatura della superficie del pezzo sale rapidamente alla temperatura di vaporizzazione sotto l'azione del raggio laser focalizzato e un gran numero di materiali vaporizza e il vapore ad alta pressione formato viene spruzzato verso l'esterno a velocità supersonica. Allo stesso tempo, si forma un "buco" nell'area di azione del laser e il raggio laser viene riflesso nel foro per molte volte, in modo che l'assorbimento del materiale da parte del laser aumenti rapidamente.
Nel processo di iniezione di vapore ad alta pressione ad alta velocità, la massa fusa nella fessura viene contemporaneamente soffiata via dalla fessura finché il pezzo non viene tagliato. Il taglio di vaporizzazione intrinseca viene effettuato principalmente vaporizzando il materiale, quindi il requisito di densità di potenza è molto elevato, che dovrebbe generalmente raggiungere più di 108 watt per centimetro quadrato.
Il taglio a vaporizzazione è un metodo comune per il taglio laser di alcuni materiali a basso punto di infiammabilità (come legno, carbonio e alcune materie plastiche) e materiali refrattari (come la ceramica). Il taglio a vaporizzazione viene spesso utilizzato anche quando si tagliano materiali con laser pulsato.
II Reazione fusione taglio
Nel taglio a fusione, se il flusso d'aria ausiliario non solo soffia via il materiale fuso nel cordone di taglio, ma può anche reagire con il pezzo in lavorazione per modificare il calore, in modo da aggiungere un'altra fonte di calore al processo di taglio, tale taglio è chiamato reattivo taglio a fusione. Generalmente il gas che può reagire con il pezzo è ossigeno o una miscela contenente ossigeno.
Quando la temperatura superficiale del pezzo raggiunge la temperatura del punto di accensione, si verificherà una forte reazione esotermica di combustione, che può migliorare notevolmente la capacità del taglio laser. Per l'acciaio a basso tenore di carbonio e l'acciaio inossidabile, l'energia fornita dalla reazione esotermica di combustione è del 60%. Per metalli attivi come il titanio, l'energia fornita dalla combustione è di circa il 90%.
Pertanto, rispetto al taglio a vaporizzazione laser e al taglio a fusione generale, il taglio a fusione reattiva richiede una minore densità di potenza del laser, che è solo 1/20 di quella del taglio a vaporizzazione e 1/2 di quella del taglio a fusione. Tuttavia, nella fusione e nel taglio reattivi, la reazione di combustione interna provocherà alcuni cambiamenti chimici sulla superficie del materiale, che influiranno sulle prestazioni del pezzo.
Ⅲ Taglio di fusione
Nel processo di taglio laser, se si aggiunge un sistema di soffiaggio ausiliario coassiale al raggio laser, l'asportazione delle sostanze fuse nel processo di taglio non dipende solo dalla vaporizzazione del materiale stesso, ma dipende principalmente dall'effetto di soffiaggio dell'alto -velocità del flusso d'aria ausiliario per soffiare continuamente sostanze fuse lontano dalla giunzione di taglio, tale processo di taglio è chiamato taglio per fusione.
Nel processo di fusione e taglio, la temperatura del pezzo non deve più essere riscaldata al di sopra della temperatura di vaporizzazione, quindi la densità di potenza del laser richiesta può essere notevolmente ridotta. In base al rapporto di calore latente della fusione e della vaporizzazione del materiale, la potenza del laser richiesta per la fusione e il taglio è solo 1/10 di quella del metodo di taglio per vaporizzazione.
Ⅳ Incisione laser
Questo metodo è utilizzato principalmente per: materiali semiconduttori; Un raggio laser ad alta densità di potenza viene utilizzato per disegnare una scanalatura poco profonda sulla superficie del pezzo di materiale semiconduttore. Poiché questa scanalatura indebolisce la forza vincolante del materiale semiconduttore, può essere rotta con metodi meccanici o di vibrazione. La qualità dell'incisione laser è misurata dalla dimensione dei detriti superficiali e dalla zona interessata dal calore.
Ⅴ Taglio a freddo
Questo è un nuovo metodo di elaborazione, proposto con l'emergere di laser ad eccimeri ad alta potenza nella banda ultravioletta negli ultimi anni. Il suo principio di base: l'energia dei fotoni ultravioletti è simile all'energia di legame di molti materiali organici. Usa tali fotoni ad alta energia per colpire il legame di legame dei materiali organici e romperlo. In modo da raggiungere lo scopo del taglio. Questa nuova tecnologia ha ampie prospettive applicative, soprattutto nell'industria elettronica.
Ⅵ Taglio dello stress termico
Sotto il riscaldamento del raggio laser, i materiali fragili tendono a generare grandi sollecitazioni sulla loro superficie, che possono causare fratture attraverso i punti di sollecitazione riscaldati dal laser in modo netto e rapido. Tale processo di taglio è chiamato taglio di sollecitazione termica laser. Il meccanismo del taglio dello stress termico è che il raggio laser riscalda una certa area di materiale fragile per produrre un evidente gradiente di temperatura.
L'espansione si verificherà quando la temperatura superficiale del pezzo è elevata, mentre la temperatura inferiore dello strato interno del pezzo ostacolerà l'espansione, con conseguente sollecitazione di trazione sulla superficie del pezzo e sollecitazione di estrusione radiale sullo strato interno. Quando queste due sollecitazioni superano la resistenza limite alla frattura del pezzo stesso. Appariranno delle crepe sul pezzo. Fai rompere il pezzo lungo la fessura. La velocità di taglio della sollecitazione termica è m/s. Questo metodo di taglio è adatto per tagliare vetro, ceramica e altri materiali.
Riepilogo: la macchina da taglio laser è una tecnologia di taglio che utilizza le caratteristiche del laser e la messa a fuoco dell'obiettivo per concentrare l'energia per fondere o vaporizzare la superficie del materiale. Può ottenere i vantaggi di una buona qualità di taglio, velocità elevata, materiali da taglio multipli, alta efficienza e così via.