Необходимы базовые знания технологии лазерной резки.

Принцип работы лазерной резки

Лазерная резка оснащена лазерным генератором, излучающим высокоэнергетический лазерный луч. Затем лазерный луч фокусируется линзой, образуя очень маленькое высокоэнергетическое световое пятно. Фокусируя световое пятно в соответствующих местах, материалы поглощают энергию лазерного излучения, а затем испаряются, плавятся, абляционно обрабатываются или воспламеняются. После этого вспомогательный воздух высокого давления (CO2, кислород, азот) сдувает отходы. Лазерная головка приводится в движение сервомотором, управляемым программой, и перемещается по заданному маршруту на обрабатываемом материале для вырезания заготовок различной формы.

Категории лазерных генераторов (источников лазерного излучения)

Свет можно классифицировать как красный, оранжевый, желтый, зеленый и так далее. Он может поглощаться или отражаться от объектов. Лазерный свет также является светом. И лазерный свет с разной длиной волны имеет разные характеристики. Активная среда лазерного генератора, то есть среда, которая преобразует электричество в лазерное излучение, определяет длину волны, выходную мощность и область применения лазера. Активной средой может быть газообразное, жидкое или твердое состояние.

1. Наиболее типичным газообразным лазером является CO2-лазер;

2. К наиболее типичным твердотельным лазерам относятся волоконный лазер, YAG-лазер, лазерный диод и рубиновый лазер;

3. В жидкостных лазерах в качестве рабочей среды используются жидкости, например, органические растворители, для генерации лазерного излучения.

Различные материалы поглощают лазерный свет разных длин волн. Поэтому лазерный генератор необходимо тщательно выбирать. В автомобильной промышленности наиболее часто используется волоконный лазер.

Режимы работы лазерного источника

Лазерный источник часто имеет 3 режима работы: непрерывный режим, режим модуляции и импульсный режим.

В непрерывном режиме выходная мощность лазера остается постоянной. Это обеспечивает относительно равномерное распределение тепла, поступающего в материал, что делает его подходящим для быстрой резки. Однако это не только повышает эффективность работы, но и снижает эффект зоны термического воздействия.

В режиме модуляции выходная мощность лазера равна функции скорости резки. Это позволяет поддерживать относительно низкий уровень тепла, поступающего в материал, за счет ограничения мощности в каждой точке, чтобы избежать неровностей режущей кромки. Однако, поскольку управление несколько сложное, эффективность работы невысока, и лазер может использоваться лишь короткое время.

Импульсный режим можно разделить на обычный импульсный режим, сверхмощный импульсный режим и сверхмощный импульсный режим. Но их основные различия заключаются только в интенсивности. Пользователи могут принимать решение, исходя из характеристик материалов и точности конструкции.

В заключение, лазер часто работает в непрерывном режиме. Но для достижения оптимального качества резки для определенных типов материалов необходимо регулировать скорость подачи, например, скорость ускорения, скорость резки и задержку при повороте. Поэтому в непрерывном режиме недостаточно просто снизить мощность. Мощность лазера необходимо регулировать путем изменения импульса.

Настройка параметров лазерной резки

В зависимости от требований к изделию необходимо постоянно корректировать параметры в различных условиях эксплуатации для достижения оптимальных результатов. Номинальная точность позиционирования при лазерной резке может достигать 0,08 мм, а точность повторного позиционирования — до 0,03 мм. Однако в реальных условиях минимальный допуск составляет ±0,05 мм для отверстия и ±0,2 мм для зазора.

Для разных материалов и разной толщины требуется разная энергия плавления. Следовательно, необходимая выходная мощность лазера также различна. В процессе производства владельцам предприятий необходимо найти баланс между скоростью и качеством продукции, а также выбрать подходящую выходную мощность и скорость резки. Таким образом, зона резки будет обладать необходимой энергией, а материалы будут плавиться максимально эффективно.

Эффективность преобразования электроэнергии в лазерную энергию составляет около 30-35%. Это означает, что при входной мощности около 4285–5000 Вт выходная мощность составляет всего около 1500 Вт. Фактическое потребление входной мощности значительно превышает номинальную выходную мощность. Кроме того, согласно закону сохранения энергии, другая энергия преобразуется в тепло, поэтому необходимо использовать промышленный водоохладитель .

Компания S&A — надёжный производитель чиллеров с 19-летним опытом работы в лазерной индустрии. Производимые ею промышленные водоохладители подходят для охлаждения широкого спектра лазеров: волоконных лазеров, CO2-лазеров, УФ-лазеров, сверхбыстрых лазеров, диодных лазеров, YAG-лазеров и многих других. Все чиллеры S&A изготовлены из проверенных временем компонентов, что гарантирует бесперебойную работу, поэтому пользователи могут быть уверены в их надежности.