Siden det ikke er noen kostnad for verktøybehandling, er laserskjæreutstyr også egnet for å produsere små partier av deler av forskjellige størrelser som ikke kunne behandles før. Laserskjæreutstyr bruker vanligvis datastyrt numerisk kontrollteknologi (CNC) enheter. Etter å ha brukt denne enheten, kan du bruke telefonlinjer til å motta skjæredata fra datamaskinstøttet design (CAD) arbeidsstasjoner.
Prinsipp
Laserskjæring bruker en fokusert laserstråle med høy effekttetthet for å bestråle arbeidsstykket, noe som får det bestrålte materialet til å raskt smelte, fordampe, able eller nå tenningspunktet, og samtidig blåses det smeltede materialet bort av en høyhastighets luftstrøm koaksial med strålen, for derved å oppnå kutting av arbeidsstykket. Laserskjæring er en av de termiske kuttemetodene.
Prinsippet for laserskjæring er vist i figuren nedenfor.
Klassifisering
Laserskjæring kan deles inn i fire kategorier: laserfordampningsskjæring, lasersmelteskjæring, laseroksygenskjæring og laserskjæring og kontrollert fraktur.
1. Laserskjæring
Arbeidsstykket varmes opp av en laserstråle med høy energitetthet, noe som får temperaturen til å stige raskt, når materialets kokepunkt på svært kort tid, og materialet begynner å fordampe og danne damp. Dampene støtes ut med høy hastighet, og det dannes et kutt på materialet mens dampen støtes ut. Fordampningsvarmen til materialer er generelt veldig stor, så laserfordampingsskjæring krever mye kraft og krafttetthet.
Laserskjæring brukes mest til å kutte ekstremt tynne metallmaterialer og ikke-metalliske materialer (som papir, tøy, tre, plast og gummi, etc.).
2. Laserskjæring
Ved lasersmelteskjæring brukes laseroppvarming for å smelte metallmaterialet, og deretter sprøytes ikke-oksiderende gass (Ar, He, N, etc.) gjennom en dyse koaksial med strålen. Det flytende metallet slippes ut av det sterke trykket fra gassen for å danne et snitt. Laserskjæring krever ikke at metallet fordampes fullstendig, og energien som kreves er bare 1/10 av fordampningsskjæringen.
Laserskjæring brukes hovedsakelig til å kutte noen materialer som ikke er lett å oksidere eller aktive metaller, for eksempel rustfritt stål, titan, aluminium og dets legeringer.
3. Laserskjæring av oksygen
Prinsippet for laserskjæring av oksygen ligner på oksyacetylenskjæring. Den bruker laser som forvarmingsvarmekilde og aktive gasser som oksygen som skjæregass. På den ene siden reagerer den sprayede gassen med skjæremetallet for å produsere en oksidasjonsreaksjon og frigjøre en stor mengde oksidasjonsvarme; på den annen side blåses det smeltede oksydet og smelten ut av reaksjonssonen for å danne et snitt i metallet. Siden oksidasjonsreaksjonen under skjæreprosessen genererer mye varme, er energien som kreves for laseroksygenskjæring bare 1/2 av den for smelteskjæring, og skjærehastigheten er mye høyere enn for laserfordampingsskjæring og smelteskjæring. Laserskjæring brukes hovedsakelig for lett oksiderte metallmaterialer som karbonstål, titanstål og varmebehandlet stål.
4. Laserskriving og kontrollert fraktur
Laserskriving bruker en laser med høy energitetthet for å skanne overflaten av et sprøtt materiale, noe som får materialet til å fordampe et lite spor når det varmes opp, og deretter påføres et visst trykk, slik at det sprø materialet vil sprekke langs det lille sporet. Laserne som brukes til laserskriving er vanligvis Q-svitsjede lasere og CO2-lasere.
Kontrollert brudd bruker den bratte temperaturfordelingen generert av lasersporing for å generere lokal termisk spenning i det sprø materialet, noe som får materialet til å bryte langs det lille sporet.
Egenskaper
Sammenlignet med andre termiske skjæremetoder, er de generelle egenskapene til laserskjæring rask skjærehastighet og høy kvalitet. Det kan oppsummeres som følger.
⑴ God skjærekvalitet
På grunn av den lille laserflekken, høy energitetthet og rask skjærehastighet, kan laserskjæring oppnå bedre skjærekvalitet.
① Laserskjæringssnittet er smalt, de to sidene av spalten er parallelle og vinkelrett på overflaten, og dimensjonsnøyaktigheten til de kuttede delene kan nå ±0.05 mm.
② Skjærflaten er glatt og vakker, med en overflateruhet på bare titalls mikron. Laserskjæring kan til og med brukes som siste prosess uten mekanisk bearbeiding, og delene kan brukes direkte.
③ Etter at materialet er laserkuttet, er bredden på den varmepåvirkede sonen veldig liten, ytelsen til materialet nær spalten er nesten upåvirket, og arbeidsstykkedeformasjonen er liten, skjærenøyaktigheten er høy, spaltens geometri er god, og tverrsnittsformen til spalten har en relativt regelmessig rektangulær form. Sammenligningen av laserskjæring, oksyacetylenskjæring og plasmaskjæringsmetoder er vist i tabell 1. Skjærematerialet er en 6,2 mm tykk lavkarbonstålplate.
⑵ Høy skjæreeffektivitet På grunn av overføringsegenskapene til laseren er laserskjæremaskinen generelt utstyrt med flere CNC-arbeidsbenker, og hele skjæreprosessen kan være fullstendig CNC-kontrollert. Under drift trenger du bare å endre CNC-programmet for å bruke kutting av deler av forskjellige former, som kan utføre både todimensjonal kutting og tredimensjonal kutting.
⑶ Rask skjærehastighet
Når du skjærer en 2 mm tykk lavkarbonstålplate med en 1200W laser, kan skjærehastigheten nå 600 cm/min; når du skjærer en 5 mm tykk polypropylenharpiksplate, kan skjærehastigheten nå 1200 cm/min. Materialet trenger ikke å klemmes og festes under laserskjæring, noe som kan spare både verktøy og inventar og hjelpetid for lasting og lossing.
⑷ Berøringsfri skjæring
Under laserskjæring kommer ikke skjærebrenneren i kontakt med arbeidsstykket, og det er ingen slitasje på verktøyet. For å behandle deler av forskjellige former er det ikke nødvendig å erstatte "verktøyet", bare utgangsparametrene til laseren må endres. Laserskjæringsprosessen har lav støy, lav vibrasjon og ingen forurensning.
⑸ Mange typer skjærematerialer
Sammenlignet med oksyacetylenskjæring og plasmaskjæring, er laserskjæringsmaterialer av mange typer, inkludert metaller, ikke-metaller, metallbaserte og ikke-metallbaserte komposittmaterialer, lær, tre og fiber. Men for forskjellige materialer, på grunn av deres egne termofysiske egenskaper og forskjellige absorpsjonshastigheter for lasere, viser de forskjellig tilpasningsevne til laserskjæring. Ved bruk av CO2-laser er laserskjæreytelsen til ulike materialer vist i tabell 2.
(6) Ulemper: På grunn av begrensningene til laserkraft og utstyrsstørrelse, kan laserskjæring kun kutte plater og rør med middels og liten tykkelse, og når tykkelsen på arbeidsstykket øker, reduseres skjærehastigheten betydelig.
