Tinjau prinsip dan keunggulan mesin pemotong laser

Mesin pemotong laser banyak digunakan dalam bidang pengajaran, militer, dan industri karena kualitas pemotongannya yang tinggi dan efisiensi pemotongan yang tinggi. Mesin pemotong laser dapat memotong logam dan bukan logam, dan mesin pemotong laser energi super Han terutama digunakan untuk memotong bahan logam, jadi apa prinsip mesin pemotong laser?

Prinsip mesin pemotong laser - pengantar

Teknologi mesin pemotong laser menggunakan energi yang dilepaskan saat sinar laser mengenai permukaan pelat logam. Pelat logam meleleh dan terak tertiup oleh gas. Karena daya laser sangat terkonsentrasi, hanya sejumlah kecil panas yang ditransfer ke bagian lain dari pelat logam, sehingga sedikit atau tidak ada deformasi. Blanko berbentuk kompleks dapat dipotong dengan sangat akurat oleh laser, dan blanko potong tidak perlu diproses lebih lanjut.

Sumber laser umumnya menggunakan sinar laser karbondioksida dengan daya kerja 500-5000 watt. Tingkat daya ini lebih rendah dari persyaratan banyak pemanas listrik domestik. Sinar laser difokuskan di area kecil melalui lensa dan reflektor. Konsentrasi energi yang tinggi menyebabkan pemanasan lokal yang cepat untuk melelehkan pelat logam.

Baja tahan karat di bawah 16 mm dapat dipotong dengan peralatan pemotongan laser, dan baja tahan karat dengan ketebalan 8-10 mm dapat dipotong dengan menambahkan oksigen ke sinar laser, tetapi film oksida tipis akan terbentuk pada permukaan pemotongan setelah pemotongan oksigen. Ketebalan pemotongan maksimum dapat ditingkatkan menjadi 16mm, tetapi kesalahan dimensi bagian pemotongan besar.

Sebagai teknologi laser berteknologi tinggi, sejak awal, telah mengembangkan produk laser yang cocok untuk berbagai industri sesuai dengan kebutuhan sosial yang berbeda, seperti printer laser, mesin kecantikan laser, mesin pemotong laser penandaan laser CNC, mesin pemotong laser dan produk lainnya . Karena terlambatnya industri laser dalam negeri, ia tertinggal dari beberapa negara maju dalam penelitian dan pengembangan teknologi. Saat ini, produsen produk laser dalam negeri memproduksi produk laser. Beberapa suku cadang utama, seperti tabung laser, motor penggerak, galvanometer, dan lensa fokus, masih diimpor. Hal ini mengakibatkan kenaikan biaya dan menambah beban konsumen.

Dalam beberapa tahun terakhir, dengan kemajuan teknologi laser dalam negeri, R&D dan produksi mesin lengkap dan beberapa bagian secara bertahap bergerak mendekati produk canggih asing. Dalam beberapa aspek bahkan lebih baik dari produk luar negeri. Selain keunggulan Jaeger, masih menguasai pasar domestik. Namun, dalam hal pemrosesan dan peralatan presisi, stabilitas dan daya tahan, produk canggih asing masih memiliki keunggulan absolut.

Prinsip mesin pemotong laser - prinsip.

Pada mesin laser cutting, pekerjaan utamanya adalah tabung laser, sehingga perlu bagi kita untuk memahami tabung laser.

Kita semua tahu pentingnya tabung laser dalam peralatan laser. Mari gunakan tabung laser yang paling umum untuk menilai. tabung laser CO2.

Komposisi tabung laser terbuat dari kaca keras, sehingga merupakan bahan yang rapuh dan rapuh. Untuk memahami tabung laser CO2, pertama-tama kita harus memahami struktur tabung laser. Laser karbon dioksida seperti ini menggunakan struktur selongsong berlapis, dan lapisan paling dalam adalah tabung pelepasan. Namun, diameter tabung pelepasan laser CO2 lebih tebal daripada tabung laser itu sendiri. Ketebalan tabung pelepasan sebanding dengan reaksi difraksi yang disebabkan oleh ukuran titik cahaya, dan panjang tabung pelepasan juga terkait dengan daya keluaran tabung pelepasan. Skala sampel.

Selama pengoperasian mesin pemotong laser, tabung laser akan menghasilkan panas dalam jumlah besar, yang memengaruhi pengoperasian normal mesin pemotong. Oleh karena itu, diperlukan pendingin air di area khusus untuk mendinginkan tabung laser agar mesin laser cutting dapat bekerja secara normal pada suhu konstan. Laser 200W dapat menggunakan CW-6200, dan kapasitas pendinginannya adalah 5,5 KW. Laser 650W menggunakan CW-7800, dan kapasitas pendinginannya bisa mencapai 23KW.

Prinsip mesin pemotong laser - karakteristik pemotongan.

Keuntungan pemotongan laser:.

Keuntungan 1 - efisiensi tinggi.

Karena karakteristik transmisi laser, mesin pemotong laser umumnya dilengkapi dengan beberapa meja kerja kontrol numerik, dan seluruh proses pemotongan dapat dikontrol sepenuhnya secara digital. Dalam proses operasi, hanya dengan mengubah program NC, itu dapat diterapkan pada pemotongan bagian dengan bentuk berbeda, yang dapat mewujudkan pemotongan dua dimensi dan pemotongan tiga dimensi.

Keuntungan 2 - cepat.

Laser 1200W memotong pelat baja karbon rendah setebal 2mm, kecepatan potong hingga 600cm/menit. Kecepatan potong papan resin polipropilena setebal 5mm dapat mencapai 1200cm/menit. Tidak perlu menjepit dan memperbaiki material selama pemotongan laser.

Keuntungan 3 - kualitas pemotongan yang baik.

1: Celah pemotongan laser tipis dan sempit, kedua sisi celah sejajar dan tegak lurus terhadap permukaan potongan, dan akurasi dimensi bagian potongan dapat mencapai± 0,05 mm.

2： Permukaan pemotongannya halus dan indah, dan kekasaran permukaannya hanya puluhan mikron. Bahkan pemotongan laser dapat digunakan sebagai proses terakhir, dan suku cadang dapat langsung digunakan tanpa diproses.

3： Setelah material dipotong oleh laser, lebar zona yang terkena panas sangat kecil, dan kinerja material di dekat celah hampir tidak terpengaruh, dan deformasi benda kerja kecil, akurasi pemotongan tinggi, bentuk geometri dari celahnya bagus, dan bentuk penampang celahnya relatif mulus. Persegi panjang biasa. Perbandingan pemotongan laser, pemotongan oxyacetylene dan metode pemotongan plasma ditunjukkan pada Tabel 1. Bahan pemotongan adalah pelat baja karbon rendah setebal 6,2 mm.

Keuntungan IV - pemotongan tanpa kontak.

Selama pemotongan laser, tidak ada kontak langsung antara obor las dan benda kerja, dan tidak ada keausan pahat. Untuk memproses bagian dengan bentuk berbeda, tidak perlu mengubah "alat", tetapi hanya parameter keluaran laser. Proses pemotongan laser memiliki kebisingan yang rendah, getaran kecil dan polusi kecil.

Keuntungan 5 - banyak bahan yang bisa dipotong.

Dibandingkan dengan pemotongan oxyacetylene dan pemotongan plasma, pemotongan laser memiliki banyak jenis bahan, termasuk logam, non-logam, matriks logam dan bahan komposit matriks non-logam, kulit, kayu dan serat, dll.

Prinsip mesin pemotong laser - metode pemotongan.

Potongan khusus.

Ini berarti bahwa penghilangan bahan yang dirawat terutama dilakukan dengan menguapkan bahan tersebut.

Selama proses pemotongan penguapan, suhu permukaan benda kerja naik dengan cepat ke suhu penguapan di bawah aksi sinar laser terfokus, dan sejumlah besar bahan menguap, dan uap bertekanan tinggi yang terbentuk disemprotkan ke luar dengan kecepatan supersonik. Pada saat yang sama, sebuah "lubang" terbentuk di area aksi laser, dan sinar laser dipantulkan di dalam lubang berkali-kali, sehingga penyerapan material ke laser meningkat dengan cepat.

Dalam proses injeksi uap bertekanan tinggi dengan kecepatan tinggi, lelehan pada celah dihembuskan dari celah pada saat yang sama hingga benda kerja terpotong. Pemotongan penguapan intrinsik terutama dilakukan dengan menguapkan material, sehingga persyaratan kerapatan daya sangat tinggi, yang umumnya harus mencapai lebih dari 108 watt per sentimeter persegi.

Pemotongan penguapan adalah metode umum untuk pemotongan laser beberapa bahan dengan titik nyala rendah (seperti kayu, karbon, dan beberapa plastik) dan bahan tahan api (seperti keramik). Pemotongan penguapan juga sering digunakan saat memotong bahan dengan laser berdenyut.

II Reaksi peleburan pemotongan

Dalam pemotongan leleh, jika aliran udara tambahan tidak hanya menerbangkan bahan cair di lapisan pemotongan, tetapi juga dapat bereaksi dengan benda kerja untuk mengubah panas, sehingga menambahkan sumber panas lain ke proses pemotongan, pemotongan seperti itu disebut reaktif pemotongan leleh. Umumnya gas yang dapat bereaksi dengan benda kerja adalah oksigen atau campuran yang mengandung oksigen.

Ketika suhu permukaan benda kerja mencapai suhu titik penyalaan, reaksi eksotermik pembakaran yang kuat akan terjadi, yang dapat sangat meningkatkan kemampuan pemotongan laser. Untuk baja karbon rendah dan baja tahan karat, energi yang diberikan oleh reaksi eksoterm pembakaran adalah 60%. Untuk logam aktif seperti titanium, energi yang dihasilkan oleh pembakaran sekitar 90%.

Oleh karena itu, dibandingkan dengan pemotongan penguapan laser dan pemotongan peleburan umum, pemotongan peleburan reaktif membutuhkan kerapatan daya laser yang lebih sedikit, yaitu hanya 1/20 dari pemotongan penguapan dan 1/2 dari pemotongan peleburan. Namun, dalam peleburan dan pemotongan reaktif, reaksi pembakaran internal akan menyebabkan beberapa perubahan kimiawi pada permukaan material, yang akan mempengaruhi kinerja benda kerja.

Ⅲ Pemotongan leleh

Dalam proses pemotongan laser, jika sistem peniupan tambahan yang koaksial dengan sinar laser ditambahkan, penghilangan zat cair dalam proses pemotongan tidak hanya bergantung pada penguapan material itu sendiri, tetapi terutama tergantung pada efek tiupan tinggi -mempercepat aliran udara tambahan untuk terus-menerus meniup zat cair menjauh dari lapisan pemotongan, proses pemotongan seperti itu disebut pemotongan leleh.

Dalam proses peleburan dan pemotongan, suhu benda kerja tidak perlu lagi dipanaskan di atas suhu penguapan, sehingga kerapatan daya laser yang dibutuhkan dapat sangat dikurangi. Menurut rasio panas laten dari peleburan dan penguapan material, daya laser yang diperlukan untuk peleburan dan pemotongan hanya 1/10 dari metode pemotongan penguapan.

Ⅳ Pemotongan laser

Metode ini terutama digunakan untuk: bahan semikonduktor; Sinar laser dengan kerapatan daya tinggi digunakan untuk menggambar alur dangkal pada permukaan benda kerja bahan semikonduktor. Karena alur ini melemahkan kekuatan pengikat bahan semikonduktor, maka dapat dipatahkan dengan metode mekanis atau getaran. Kualitas pemotongan laser diukur dengan ukuran puing-puing permukaan dan zona yang terkena panas.

Ⅴ Pemotongan dingin

Ini adalah metode pemrosesan baru, yang diusulkan dengan munculnya laser excimer berkekuatan tinggi di pita ultraviolet dalam beberapa tahun terakhir. Prinsip dasarnya: energi foton ultraviolet mirip dengan energi ikat banyak bahan organik. Gunakan foton berenergi tinggi untuk memukul ikatan pengikat bahan organik dan memutuskannya. Sehingga mencapai tujuan pemotongan. Teknologi baru ini memiliki prospek aplikasi yang luas, terutama di industri elektronik.

Ⅵ Pemotongan tegangan termal

Di bawah pemanasan sinar laser, bahan rapuh cenderung menghasilkan tegangan besar pada permukaannya, yang dapat menyebabkan patah tulang melalui titik tegangan yang dipanaskan oleh laser secara rapi dan cepat. Proses pemotongan seperti itu disebut pemotongan tegangan termal laser. Mekanisme pemotongan tegangan termal adalah bahwa sinar laser memanaskan area tertentu dari bahan rapuh untuk menghasilkan gradien suhu yang jelas.

Pemuaian akan terjadi bila suhu permukaan benda kerja tinggi, sedangkan suhu lapisan dalam benda kerja yang lebih rendah akan menghambat pemuaian, mengakibatkan tegangan tarik pada permukaan benda kerja dan tegangan ekstrusi radial pada lapisan dalam. Ketika kedua tegangan ini melebihi kekuatan batas patahan benda kerja itu sendiri. Retakan akan muncul pada benda kerja. Buat benda kerja pecah di sepanjang celah. Kecepatan pemotongan tegangan termal adalah m/s. Metode pemotongan ini cocok untuk memotong kaca, keramik, dan material lainnya.

Ringkasan: Mesin pemotong laser adalah teknologi pemotongan yang menggunakan karakteristik laser dan pemfokusan lensa untuk memusatkan energi untuk melelehkan atau menguapkan permukaan material. Itu dapat mencapai keunggulan kualitas pemotongan yang baik, kecepatan cepat, banyak bahan pemotongan, efisiensi tinggi dan sebagainya.