ידע בסיסי בטכנולוגיית חיתוך לייזר

עקרון העבודה של חיתוך לייזר

חיתוך בלייזר מצויד בגנרטור לייזר הפולט קרן לייזר בעלת אנרגיה גבוהה. קרן הלייזר תתמקד לאחר מכן על ידי העדשה ותיצור נקודת אור זעירה מאוד בעלת אנרגיה גבוהה. על ידי מיקוד נקודת האור במיקומים המתאימים, החומרים יספגו את האנרגיה מאור הלייזר ולאחר מכן יתאדו, יימסו, יתפרקו או יגיעו לנקודת ההצתה. לאחר מכן, אוויר עזר בלחץ גבוה (CO2, חמצן, חנקן) יניף את שאריות הפסולת. ראש הלייזר מונע על ידי מנוע סרוו הנשלט על ידי תוכנה והוא נע לאורך המסלול שנקבע מראש על גבי החומרים על מנת לחתוך חלקי עבודה בצורות שונות. 

קטגוריות של גנרטורי לייזר (מקורות לייזר)

ניתן לסווג אור לפי אור אדום, אור כתום, אור צהוב, אור ירוק וכן הלאה. זה יכול להיספג או להשתקף על ידי עצמים. אור לייזר הוא גם אור. ולאור לייזר עם אורך גל שונה יש תכונות שונות. תווך ההגבר של מחולל הלייזר, שהוא התווך שהופך חשמל ללייזר, קובע את אורך הגל, עוצמת המוצא והיישום של הלייזר. ותווך ההגבר יכול להיות במצב גז, מצב נוזלי ומצב מוצק 

1. לייזר מצב הגז האופייני ביותר הוא לייזר CO2;

2. לייזר מצב מוצק האופייני ביותר כולל לייזר סיבים, לייזר YAG, לייזר דיודה ולייזר רובי;

3. לייזר במצב נוזלי משתמש בנוזלים מסוימים כמו ממס אורגני כמדיום עבודה כדי לייצר אור לייזר 

חומרים שונים סופגים אור לייזר באורכי גל שונים. לכן, יש לבחור בקפידה את מחולל הלייזר. עבור תעשיית הרכב, הלייזר הנפוץ ביותר הוא לייזר סיבים 

מצבי העבודה של מקור הלייזר

למקור לייזר יש לרוב 3 מצבי עבודה: מצב רציף, מצב אפנון ומצב דופק 

במצב רציף, עוצמת המוצא של הלייזר קבועה. זה הופך את החום הנכנס לחומרים לאחיד יחסית, ולכן הוא מתאים לחיתוך מהיר. זה יכול לא רק לשפר את יעילות העבודה אלא גם להחמיר את ההשפעה של אזור המשפיע על החום. 

במצב אפנון, עוצמת המוצא של הלייזר שווה לפונקציית מהירות החיתוך. זה יכול לשמור על החום הנכנס לחומרים ברמה נמוכה יחסית על ידי הגבלת ההספק בכל נקודה על מנת למנוע קצה חיתוך לא אחיד. מכיוון שהשליטה בו מעט מסובכת, יעילות העבודה אינה גבוהה וניתן להשתמש בה רק לזמן קצר.

ניתן לחלק את מצב הדופק למצב דופק רגיל, מצב דופק סופר ומצב דופק סופר אינטנסיבי. אבל ההבדלים העיקריים ביניהם הם רק הבדלי העוצמה. משתמשים יכולים לקבל החלטה על סמך מאפייני החומרים ודיוק המבנה 

לסיכום, לייזר עובד לרוב במצב רציף. אבל כדי לקבל את איכות החיתוך האופטימלית, עבור סוגים מסוימים של חומרים, יש צורך להתאים את מהירות ההזנה, כגון הגברת המהירות, מהירות החיתוך והשהיית הסיבוב. לכן, במצב רציף, לא מספיק רק להוריד את ההספק. יש לכוונן את עוצמת הלייזר על ידי שינוי הפולס 

חיתוך בלייזר עם הגדרת פרמטרים

בהתאם לדרישות מוצר שונות, יש צורך להמשיך להתאים את הפרמטרים תחת תנאי עבודה שונים כדי לקבל את הפרמטרים הטובים ביותר. דיוק המיקום הנומינלי של חיתוך לייזר יכול להיות עד 0.08 מ"מ ודיוק המיקום החוזר יכול להיות עד 0.03 מ"מ. אבל במצב בפועל, הסבילות המינימלית היא כמו ±0.05 מ"מ עבור צמצם ו ±0.2 מ"מ לאתר החור.

חומרים שונים ועוביים שונים דורשים אנרגיית התכה שונה. לכן, עוצמת המוצא הנדרשת של הלייזר שונה. בייצור, בעלי מפעלים צריכים לאזן בין מהירות ייצור לאיכות ולבחור את עוצמת המוצא ומהירות החיתוך המתאימים. לכן, אזור החיתוך יכול להיות בעל אנרגיה מתאימה והחומרים יכולים להתיך בצורה יעילה מאוד. 

היעילות שבה לייזר הופך חשמל לאנרגיית לייזר היא כ-30%-35%. משמעות הדבר היא שעם הספק קלט של כ-4285W~5000W, הספק המוצא הוא רק כ-1500W. צריכת החשמל בפועל גדולה בהרבה מהספק המוצא הנומינלי. חוץ מזה, לפי חוק שימור האנרגיה, אנרגיה אחרת הופכת לחום, לכן יש צורך להוסיף צ'ילר מים תעשייתי  

S&A היא יצרנית צ'ילרים אמינה בעלת 19 שנות ניסיון בתעשיית הלייזר. מצנני המים התעשייתיים שהיא מייצרת מתאימים לקירור מגוון רחב של לייזרים. לייזר סיב, לייזר CO2, לייזר UV, לייזר אולטרה מהיר, דיודת לייזר, לייזר YAG, אם למנות רק כמה. כל ה-S&צ'ילרים בנויים עם רכיבים שנבדקו בזמן כדי להבטיח פעולה ללא בעיות כך שמשתמשים יכולים להיות שקטים בעת השימוש בהם.