ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับเทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์

หลักการทำงานของการตัดด้วยเลเซอร์

การตัดด้วยเลเซอร์มีการติดตั้งเครื่องกำเนิดเลเซอร์ซึ่งปล่อยลำแสงเลเซอร์พลังงานสูง จากนั้นลำแสงเลเซอร์จะถูกโฟกัสโดยเลนส์และสร้างจุดแสงพลังงานสูงขนาดเล็กมาก โดยการโฟกัสจุดแสงในตำแหน่งที่เหมาะสม วัสดุจะดูดซับพลังงานจากแสงเลเซอร์ จากนั้นระเหย ละลาย ระเหย หรือไปถึงจุดติดไฟ จากนั้นอากาศเสริมที่มีแรงดันสูง (CO2, ออกซิเจน, ไนโตรเจน) จะพัดเอาของเสียที่เหลือออกไป หัวเลเซอร์ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์เซอร์โวซึ่งควบคุมด้วยโปรแกรมและเคลื่อนที่ไปตามเส้นทางที่กำหนดไว้ล่วงหน้าบนวัสดุเพื่อตัดชิ้นงานที่มีรูปร่างต่างๆ 

หมวดหมู่ของเครื่องกำเนิดเลเซอร์ (แหล่งกำเนิดเลเซอร์)

แสงสามารถแบ่งประเภทได้เป็นแสงสีแดง แสงสีส้ม แสงสีเหลือง แสงสีเขียว เป็นต้น มันสามารถดูดซับหรือสะท้อนจากวัตถุได้ แสงเลเซอร์ก็เป็นแสงเช่นกัน และแสงเลเซอร์ที่มีความยาวคลื่นต่างกันก็จะมีคุณสมบัติต่างกัน ตัวกลางรับของเครื่องกำเนิดเลเซอร์ซึ่งเป็นตัวกลางที่เปลี่ยนไฟฟ้าให้เป็นเลเซอร์ จะกำหนดความยาวคลื่น กำลังเอาต์พุต และการใช้งานของเลเซอร์ และตัวกลางที่ได้รับสามารถเป็นสถานะก๊าซ สถานะของเหลว และสถานะของแข็ง 

1.เลเซอร์สถานะก๊าซที่พบมากที่สุดคือเลเซอร์ CO2

2.เลเซอร์โซลิดสเตตที่พบมากที่สุดได้แก่ เลเซอร์ไฟเบอร์ เลเซอร์ YAG เลเซอร์ไดโอด และเลเซอร์รูบี้

3.เลเซอร์สถานะของเหลวใช้ของเหลวบางชนิด เช่น ตัวทำละลายอินทรีย์ เป็นตัวกลางการทำงานเพื่อสร้างแสงเลเซอร์ 

วัสดุต่างชนิดกันจะดูดซับแสงเลเซอร์ที่มีความยาวคลื่นต่างกัน ดังนั้นจึงต้องเลือกเครื่องกำเนิดเลเซอร์อย่างระมัดระวัง สำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์ เลเซอร์ที่ใช้กันมากที่สุดคือเลเซอร์ไฟเบอร์ 

โหมดการทำงานของแหล่งกำเนิดเลเซอร์

แหล่งกำเนิดเลเซอร์มักจะมีโหมดการทำงาน 3 โหมด: โหมดต่อเนื่อง โหมดปรับเปลี่ยน และโหมดพัลส์ 

ภายใต้โหมดต่อเนื่อง กำลังเอาต์พุตของเลเซอร์จะคงที่ ทำให้ความร้อนที่เข้าสู่เนื้อวัสดุมีปริมาณค่อนข้างสม่ำเสมอ จึงเหมาะกับการตัดแบบเร็ว สิ่งนี้ไม่เพียงแต่ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานเท่านั้น แต่ยังทำให้ผลกระทบของโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนแย่ลงอีกด้วย 

ภายใต้โหมดปรับเปลี่ยน กำลังเอาต์พุตของเลเซอร์จะเท่ากับฟังก์ชันของความเร็วในการตัด สามารถรักษาความร้อนที่เข้าสู่วัสดุได้ในระดับที่ค่อนข้างต่ำโดยการจำกัดพลังงานในแต่ละจุดเพื่อหลีกเลี่ยงคมตัดที่ไม่สม่ำเสมอ เนื่องจากการควบคุมค่อนข้างซับซ้อน ประสิทธิภาพการทำงานจึงไม่สูงและใช้งานได้เพียงช่วงสั้นๆ เท่านั้น

โหมดพัลส์สามารถแบ่งได้เป็นโหมดพัลส์ปกติ โหมดพัลส์ซุปเปอร์ และโหมดพัลส์เข้มข้นพิเศษ แต่ความแตกต่างหลักๆ ของพวกเขามีเพียงความแตกต่างของความเข้มข้นเท่านั้น ผู้ใช้สามารถตัดสินใจโดยพิจารณาจากคุณสมบัติของวัสดุและความแม่นยำของโครงสร้าง 

สรุปแล้วเลเซอร์มักทำงานในโหมดต่อเนื่อง แต่เพื่อให้ได้คุณภาพการตัดที่เหมาะสมที่สุด สำหรับวัสดุบางประเภท จำเป็นต้องปรับความเร็วการป้อน เช่น ความเร็วที่เพิ่มขึ้น ความเร็วการตัด และความล่าช้าในการกลึง ดังนั้นในโหมดต่อเนื่อง การลดพลังงานเพียงอย่างเดียวจึงไม่เพียงพอ กำลังเลเซอร์ต้องปรับโดยการเปลี่ยนพัลส์ 

การตั้งค่าพารามิเตอร์การตัดด้วยเลเซอร์

ตามความต้องการของผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกัน จำเป็นต้องปรับพารามิเตอร์ภายใต้สภาวะการทำงานที่แตกต่างกันเพื่อให้ได้พารามิเตอร์ที่ดีที่สุด ความแม่นยำในการวางตำแหน่งตามชื่อของการตัดด้วยเลเซอร์สามารถสูงถึง 0.08 มม. และความแม่นยำในการวางตำแหน่งซ้ำสามารถสูงถึง 0.03 มม. แต่ในสถานการณ์จริงความอดทนขั้นต่ำก็ประมาณนี้ ±0.05 มม. สำหรับรูรับแสงและ ±0.2 มม. สำหรับตำแหน่งรู

วัสดุที่แตกต่างกันและความหนาที่แตกต่างกันต้องใช้พลังงานในการหลอมละลายที่แตกต่างกัน ดังนั้นกำลังเอาต์พุตที่ต้องการของเลเซอร์จึงแตกต่างกัน ในการผลิต เจ้าของโรงงานจำเป็นต้องสร้างสมดุลระหว่างความเร็วในการผลิตและคุณภาพ และเลือกกำลังเอาต์พุตและความเร็วในการตัดที่เหมาะสม ดังนั้นพื้นที่การตัดจึงสามารถมีพลังงานที่เหมาะสมและวัสดุสามารถหลอมละลายได้อย่างมีประสิทธิภาพมาก 

ประสิทธิภาพในการเปลี่ยนไฟฟ้าเป็นพลังงานเลเซอร์อยู่ที่ประมาณ 30%-35% นั่นหมายความว่าเมื่อมีกำลังไฟเข้าประมาณ 4,285W~5,000W กำลังไฟออกจะมีเพียงประมาณ 1,500W เท่านั้น การใช้พลังงานอินพุตจริงนั้นสูงกว่าการใช้พลังงานเอาต์พุตปกติมาก นอกจากนี้ตามกฎการอนุรักษ์พลังงาน พลังงานอื่นจะเปลี่ยนเป็นความร้อน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเพิ่ม เครื่องทำน้ำเย็นอุตสาหกรรม  

S&A เป็นผู้ผลิตเครื่องทำความเย็นที่เชื่อถือได้ซึ่งมีประสบการณ์ในอุตสาหกรรมเลเซอร์มามากกว่า 19 ปี เครื่องทำน้ำเย็นทางอุตสาหกรรมที่ผลิตนั้นเหมาะสำหรับการทำความเย็นเลเซอร์หลายประเภท เลเซอร์ไฟเบอร์ เลเซอร์ CO2 เลเซอร์ UV เลเซอร์อัลตราฟาสต์ เลเซอร์ไดโอด เลเซอร์ YAG เป็นต้น ทั้งหมดของ S&เครื่องทำความเย็นถูกสร้างขึ้นด้วยส่วนประกอบที่ผ่านการทดสอบตามเวลาเพื่อให้มั่นใจว่าการทำงานจะปราศจากปัญหา ดังนั้นผู้ใช้จึงวางใจได้ในการใช้งาน