Podstawowa wiedza na temat technologii cięcia laserowego

Zasada działania cięcia laserowego

Cięcie laserowe jest wyposażone w generator laserowy, który emituje wiązkę laserową o wysokiej energii. Wiązka laserowa jest następnie skupiana przez soczewkę, tworząc bardzo małą plamkę światła o wysokiej energii. Poprzez skupienie plamki światła w odpowiednich miejscach, materiały absorbują energię światła laserowego, a następnie odparowują, topią się, ulegają ablacji lub osiągają punkt zapłonu. Następnie powietrze pomocnicze pod wysokim ciśnieniem (CO2, tlen, azot) zdmuchuje pozostałości. Głowica laserowa jest napędzana serwosilnikiem sterowanym programowo i porusza się po wstępnie ustalonej trasie, wycinając elementy o różnych kształtach.

Kategorie generatorów laserowych (źródeł laserowych)

Światło można podzielić na światło czerwone, pomarańczowe, żółte, zielone itd. Może być absorbowane lub odbijane przez obiekty. Światło laserowe to również światło. Światło laserowe o różnych długościach fali ma różne właściwości. Ośrodek wzmocnienia generatora laserowego, czyli ośrodek, który przetwarza energię elektryczną w laser, decyduje o długości fali, mocy wyjściowej i zastosowaniu lasera. Ośrodek wzmocnienia może być w stanie gazowym, ciekłym i stałym.

1. Najbardziej typowym laserem gazowym jest laser CO2;

2. Najbardziej typowe lasery półprzewodnikowe obejmują lasery światłowodowe, lasery YAG, lasery diodowe i lasery rubinowe;

3. Laser ciekły wykorzystuje ciecze, na przykład rozpuszczalnik organiczny, jako ośrodek roboczy w celu generowania światła laserowego.

Różne materiały absorbują światło laserowe o różnych długościach fal. Dlatego generator laserowy musi być starannie dobrany. W przemyśle motoryzacyjnym najczęściej stosowanym laserem jest laser światłowodowy.

Tryby pracy źródła laserowego

Źródło laserowe zazwyczaj posiada 3 tryby pracy: tryb ciągły, tryb modulacyjny i tryb impulsowy.

W trybie ciągłym moc wyjściowa lasera jest stała. Dzięki temu ciepło docierające do materiałów jest stosunkowo równomierne, co czyni je idealnym rozwiązaniem do cięcia szybkiego. Może to nie tylko poprawić wydajność pracy, ale także pogorszyć efekt strefy oddziaływania ciepła.

W trybie modulacji moc wyjściowa lasera jest równa funkcji prędkości cięcia. Pozwala to utrzymać ciepło wnikające do materiału na stosunkowo niskim poziomie poprzez ograniczenie mocy w każdym punkcie, aby uniknąć nierównej krawędzi cięcia. Ze względu na skomplikowaną regulację, wydajność pracy lasera nie jest wysoka i może być on używany tylko przez krótki czas.

Tryb pulsacyjny można podzielić na tryb pulsacyjny normalny, tryb superpulsacyjny i tryb pulsacyjny superintensywny. Różnią się one jednak głównie intensywnością. Użytkownicy mogą podjąć decyzję na podstawie właściwości materiałów i precyzji konstrukcji.

Podsumowując, laser często pracuje w trybie ciągłym. Jednak aby uzyskać optymalną jakość cięcia, w przypadku niektórych rodzajów materiałów konieczna jest regulacja prędkości posuwu, takiej jak przyspieszenie, prędkość cięcia i opóźnienie podczas toczenia. Dlatego w trybie ciągłym samo obniżenie mocy nie wystarczy. Moc lasera należy regulować poprzez zmianę impulsu.

Ustawianie parametrów cięcia laserowego

W zależności od wymagań produktu, konieczne jest ciągłe dostosowywanie parametrów w różnych warunkach pracy, aby uzyskać najlepsze parametry. Nominalna dokładność pozycjonowania cięcia laserowego może wynosić do 0,08 mm, a powtarzalna dokładność pozycjonowania do 0,03 mm. Jednak w praktyce minimalna tolerancja wynosi około ±0,05 mm dla apertury i ±0,2 mm dla otworu.

Różne materiały i grubości wymagają różnej energii topienia. W związku z tym wymagana moc wyjściowa lasera jest różna. Podczas produkcji właściciele fabryk muszą znaleźć równowagę między szybkością produkcji a jakością oraz dobrać odpowiednią moc wyjściową i prędkość cięcia. Dzięki temu obszar cięcia może mieć odpowiednią energię, a materiały mogą być bardzo efektywnie topione.

Sprawność lasera, który przetwarza energię elektryczną w energię laserową, wynosi około 30-35%. Oznacza to, że przy mocy wejściowej rzędu 4285 W–5000 W, moc wyjściowa wynosi zaledwie około 1500 W. Rzeczywisty pobór mocy wejściowej jest znacznie wyższy niż nominalna moc wyjściowa. Ponadto, zgodnie z zasadą zachowania energii, energia zamienia się w ciepło, dlatego konieczne jest zastosowanie przemysłowego agregatu wody lodowej .

S&A to niezawodny producent agregatów chłodniczych z 19-letnim doświadczeniem w branży laserowej. Produkowane przez firmę przemysłowe agregaty chłodnicze nadają się do chłodzenia szerokiej gamy laserów. Lasery światłowodowe, lasery CO2, lasery UV, lasery ultrakrótkie, lasery diodowe, lasery YAG, żeby wymienić tylko kilka. Wszystkie agregaty chłodnicze S&A są zbudowane z sprawdzonych komponentów, co zapewnia bezawaryjną pracę i daje użytkownikom poczucie bezpieczeństwa.