มีความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับเทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์บ้าง

หลักการทำงานของการตัดด้วยเลเซอร์

การตัดด้วยเลเซอร์นั้นประกอบด้วยเครื่องกำเนิดเลเซอร์ที่ปล่อยลำแสงเลเซอร์พลังงานสูง ลำแสงเลเซอร์จะถูกโฟกัสโดยเลนส์และสร้างจุดแสงพลังงานสูงขนาดเล็กมาก โดยการโฟกัสจุดแสงไปยังตำแหน่งที่เหมาะสม วัสดุจะดูดซับพลังงานจากแสงเลเซอร์แล้วระเหย หลอมเหลว สึกกร่อน หรือถึงจุดติดไฟ จากนั้นอากาศเสริมแรงดันสูง (CO2 ออกซิเจน ไนโตรเจน) จะเป่าเศษวัสดุที่เหลือออกไป หัวเลเซอร์ถูกขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์เซอร์โวซึ่งควบคุมด้วยโปรแกรม และจะเคลื่อนที่ไปตามเส้นทางที่กำหนดไว้ล่วงหน้าบนวัสดุเพื่อตัดชิ้นงานรูปทรงต่างๆ

ประเภทของเครื่องกำเนิดเลเซอร์ (แหล่งกำเนิดเลเซอร์)

แสงสามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ ได้ เช่น แสงสีแดง แสงสีส้ม แสงสีเหลือง แสงสีเขียว และอื่นๆ แสงสามารถถูกดูดซับหรือสะท้อนโดยวัตถุได้ แสงเลเซอร์ก็เป็นแสงเช่นกัน และแสงเลเซอร์ที่มีความยาวคลื่นต่างกันจะมีคุณสมบัติต่างกัน ตัวกลางเพิ่มกำลังของเครื่องกำเนิดเลเซอร์ ซึ่งเป็นตัวกลางที่เปลี่ยนไฟฟ้าให้เป็นแสงเลเซอร์ จะเป็นตัวกำหนดความยาวคลื่น กำลังเอาต์พุต และการใช้งานของเลเซอร์ และตัวกลางเพิ่มกำลังนี้สามารถอยู่ในสถานะก๊าซ ของเหลว หรือของแข็งได้

1. เลเซอร์ในสถานะก๊าซที่พบได้บ่อยที่สุดคือเลเซอร์ CO2;

2. เลเซอร์โซลิดสเตทที่พบได้ทั่วไป ได้แก่ เลเซอร์ไฟเบอร์ เลเซอร์ YAG เลเซอร์ไดโอด และเลเซอร์ทับทิม

3. เลเซอร์ชนิดของเหลวใช้ของเหลวบางชนิด เช่น ตัวทำละลายอินทรีย์ เป็นตัวกลางในการทำงานเพื่อสร้างแสงเลเซอร์

วัสดุต่างชนิดกันจะดูดซับแสงเลเซอร์ที่มีความยาวคลื่นต่างกัน ดังนั้นจึงต้องเลือกเครื่องกำเนิดเลเซอร์อย่างระมัดระวัง สำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์ เลเซอร์ที่ใช้กันมากที่สุดคือเลเซอร์ไฟเบอร์

โหมดการทำงานของแหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์

แหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์มักมีโหมดการทำงาน 3 โหมด ได้แก่ โหมดต่อเนื่อง โหมดปรับความถี่ และโหมดพัลส์

ในโหมดการทำงานต่อเนื่อง กำลังส่งออกของเลเซอร์จะคงที่ ทำให้ความร้อนที่เข้าสู่ชิ้นงานค่อนข้างสม่ำเสมอ จึงเหมาะสำหรับการตัดด้วยความเร็วสูง ซึ่งไม่เพียงแต่จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงาน แต่ยังช่วยลดผลกระทบจากความร้อนในบริเวณที่เกิดการตัดด้วย

ในโหมดการปรับกำลังแสง กำลังเอาต์พุตของเลเซอร์จะแปรผันตามความเร็วในการตัด โดยสามารถรักษาระดับความร้อนที่เข้าสู่ชิ้นงานให้อยู่ในระดับต่ำได้ ด้วยการจำกัดกำลังแสงในแต่ละจุดเพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดขอบตัดที่ไม่สม่ำเสมอ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากระบบควบคุมค่อนข้างซับซ้อน ประสิทธิภาพการทำงานจึงไม่สูงนัก และสามารถใช้งานได้ในระยะเวลาสั้นๆ เท่านั้น

โหมดพัลส์สามารถแบ่งออกเป็นโหมดพัลส์ปกติ โหมดพัลส์ความเร็วสูง และโหมดพัลส์ความเข้มสูงพิเศษ แต่ความแตกต่างหลักๆ นั้นอยู่ที่ความเข้มเท่านั้น ผู้ใช้สามารถตัดสินใจได้ตามคุณสมบัติของวัสดุและความแม่นยำของโครงสร้าง

โดยสรุปแล้ว เลเซอร์มักทำงานในโหมดต่อเนื่อง แต่เพื่อให้ได้คุณภาพการตัดที่ดีที่สุดสำหรับวัสดุบางชนิด จำเป็นต้องปรับความเร็วในการป้อน เช่น ความเร็วในการเพิ่ม ความเร็วในการตัด และระยะเวลาหน่วงเมื่อหมุน ดังนั้น ในโหมดต่อเนื่อง การลดกำลังไฟเพียงอย่างเดียวจึงไม่เพียงพอ ต้องปรับกำลังไฟของเลเซอร์โดยการเปลี่ยนพัลส์ด้วย

การตั้งค่าพารามิเตอร์สำหรับการตัดด้วยเลเซอร์

ตามข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกัน จำเป็นต้องปรับพารามิเตอร์อย่างต่อเนื่องภายใต้สภาวะการทำงานที่แตกต่างกันเพื่อให้ได้พารามิเตอร์ที่ดีที่สุด ความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่งของการตัดด้วยเลเซอร์โดยทั่วไปสามารถสูงถึง 0.08 มม. และความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่งซ้ำสามารถสูงถึง 0.03 มม. แต่ในสถานการณ์จริง ค่าความคลาดเคลื่อนขั้นต่ำอยู่ที่ประมาณ ±0.05 มม. สำหรับช่องเปิด และ ±0.2 มม. สำหรับตำแหน่งรู

วัสดุที่แตกต่างกันและความหนาที่แตกต่างกันนั้นต้องการพลังงานในการหลอมละลายที่แตกต่างกัน ดังนั้นกำลังเอาต์พุตของเลเซอร์ที่ต้องการจึงแตกต่างกัน ในกระบวนการผลิต เจ้าของโรงงานจำเป็นต้องสร้างสมดุลระหว่างความเร็วในการผลิตและคุณภาพ และเลือกกำลังเอาต์พุตและความเร็วในการตัดที่เหมาะสม เพื่อให้บริเวณที่ตัดได้รับพลังงานที่เหมาะสมและวัสดุสามารถหลอมละลายได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ประสิทธิภาพในการเปลี่ยนไฟฟ้าเป็นพลังงานเลเซอร์ของเลเซอร์นั้นอยู่ที่ประมาณ 30%-35% นั่นหมายความว่าด้วยกำลังไฟฟ้าขาเข้าประมาณ 4285W~5000W กำลังไฟฟ้าขาออกจะอยู่ที่ประมาณ 1500W เท่านั้น การใช้พลังงานขาเข้าจริงนั้นมากกว่ากำลังไฟฟ้าขาออกที่ระบุไว้มาก นอกจากนี้ ตามกฎการอนุรักษ์พลังงาน พลังงานส่วนเกินจะเปลี่ยนเป็นความร้อน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเพิ่ม เครื่องทำความเย็นด้วยน้ำในระดับอุตสาหกรรมด้วย

S&A เป็นผู้ผลิตเครื่องทำความเย็นที่เชื่อถือได้ ซึ่งมีประสบการณ์ในอุตสาหกรรมเลเซอร์มานานถึง 19 ปี เครื่องทำความเย็นน้ำอุตสาหกรรมที่ผลิตนั้นเหมาะสมสำหรับการระบายความร้อนเลเซอร์หลากหลายประเภท เช่น เลเซอร์ไฟเบอร์ เลเซอร์ CO2 เลเซอร์ UV เลเซอร์ความเร็วสูง เลเซอร์ไดโอด เลเซอร์ YAG เป็นต้น เครื่องทำความเย็นของ S&A ทุกรุ่นสร้างขึ้นจากชิ้นส่วนที่ผ่านการทดสอบมาแล้ว เพื่อให้มั่นใจได้ว่าการทำงานจะราบรื่น ผู้ใช้จึงมั่นใจได้ในการใช้งาน