ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับเทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์

หลักการทำงานของการตัดด้วยเลเซอร์

การตัดด้วยเลเซอร์ติดตั้งเครื่องกำเนิดเลเซอร์ซึ่งปล่อยลำแสงเลเซอร์พลังงานสูง จากนั้นลำแสงเลเซอร์จะถูกโฟกัสโดยเลนส์และก่อตัวเป็นจุดแสงพลังงานสูงขนาดเล็กมาก โดยการโฟกัสจุดแสงไปยังตำแหน่งที่เหมาะสม วัสดุจะดูดซับพลังงานจากแสงเลเซอร์ จากนั้นจะระเหย หลอมละลาย หลุดออก หรือถึงจุดติดไฟ จากนั้นอากาศเสริมแรงดันสูง (CO2, ออกซิเจน, ไนโตรเจน) จะพัดเอาเศษวัสดุที่เหลือออก หัวเลเซอร์ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์เซอร์โวซึ่งควบคุมด้วยโปรแกรม และเคลื่อนที่ไปตามเส้นทางที่กำหนดไว้ล่วงหน้าบนวัสดุเพื่อตัดชิ้นงานที่มีรูปร่างแตกต่างกัน

หมวดหมู่ของเครื่องกำเนิดเลเซอร์ (แหล่งกำเนิดเลเซอร์)

แสงสามารถจำแนกได้เป็นแสงสีแดง แสงสีส้ม แสงสีเหลือง แสงสีเขียว และอื่นๆ แสงเลเซอร์สามารถถูกดูดกลืนหรือสะท้อนโดยวัตถุได้ แสงเลเซอร์ก็เป็นแสงเช่นกัน แสงเลเซอร์ที่มีความยาวคลื่นต่างกันก็มีคุณสมบัติที่แตกต่างกัน ตัวกลางที่ทำหน้าที่เปลี่ยนไฟฟ้าเป็นเลเซอร์เป็นตัวกำหนดความยาวคลื่น กำลังขับ และการใช้งานของเลเซอร์ ตัวกลางที่ทำหน้าที่รับค่าเกนสามารถมีสถานะเป็นก๊าซ สถานะของเหลว และสถานะของแข็ง

1.เลเซอร์สถานะก๊าซที่พบมากที่สุดคือเลเซอร์ CO2

2.เลเซอร์โซลิดสเตตที่พบมากที่สุดได้แก่ เลเซอร์ไฟเบอร์ เลเซอร์ YAG เลเซอร์ไดโอด และเลเซอร์รูบี้

3.เลเซอร์สถานะของเหลวใช้ของเหลวบางชนิด เช่น ตัวทำละลายอินทรีย์ เป็นตัวกลางในการทำงานเพื่อสร้างแสงเลเซอร์

วัสดุต่างชนิดกันจะดูดซับแสงเลเซอร์ที่มีความยาวคลื่นต่างกัน ดังนั้นจึงต้องเลือกเครื่องกำเนิดเลเซอร์อย่างระมัดระวัง สำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์ เลเซอร์ที่นิยมใช้มากที่สุดคือเลเซอร์ไฟเบอร์

โหมดการทำงานของแหล่งกำเนิดเลเซอร์

แหล่งกำเนิดเลเซอร์มักจะมีโหมดการทำงาน 3 โหมด: โหมดต่อเนื่อง โหมดปรับเปลี่ยน และโหมดพัลส์

ในโหมดต่อเนื่อง กำลังขับของเลเซอร์จะคงที่ ทำให้ความร้อนที่เข้าสู่วัสดุค่อนข้างสม่ำเสมอ จึงเหมาะสำหรับการตัดแบบเร็ว ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานเท่านั้น แต่ยังช่วยลดผลกระทบของบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนได้อีกด้วย

ในโหมดมอดูเลต กำลังขับของเลเซอร์จะเท่ากับฟังก์ชันของความเร็วในการตัด เลเซอร์สามารถรักษาความร้อนที่เข้าสู่วัสดุให้อยู่ในระดับต่ำได้โดยการจำกัดกำลังในแต่ละจุดเพื่อหลีกเลี่ยงการคมตัดที่ไม่เรียบ เนื่องจากการควบคุมค่อนข้างซับซ้อน ประสิทธิภาพการทำงานจึงไม่สูงนักและใช้งานได้เพียงระยะเวลาสั้นๆ

โหมดพัลส์สามารถแบ่งออกได้เป็นโหมดพัลส์ปกติ โหมดซูเปอร์พัลส์ และโหมดซูเปอร์อินเทนซ์พัลส์ แต่ความแตกต่างหลักๆ มีเพียงความแตกต่างของความเข้มข้นเท่านั้น ผู้ใช้สามารถตัดสินใจโดยพิจารณาจากคุณสมบัติของวัสดุและความแม่นยำของโครงสร้าง

สรุปแล้ว เลเซอร์มักทำงานในโหมดต่อเนื่อง แต่เพื่อให้ได้คุณภาพการตัดที่ดีที่สุด สำหรับวัสดุบางประเภท จำเป็นต้องปรับความเร็วการป้อน เช่น การเพิ่มความเร็ว การตัดความเร็ว และการหน่วงเวลาขณะกลึง ดังนั้น ในโหมดต่อเนื่อง การลดกำลังงานเพียงอย่างเดียวจึงไม่เพียงพอ ต้องปรับกำลังงานเลเซอร์โดยการเปลี่ยนพัลส์

การตั้งค่าพารามิเตอร์การตัดด้วยเลเซอร์

ตามความต้องการของผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกัน จำเป็นต้องปรับพารามิเตอร์อย่างต่อเนื่องภายใต้สภาวะการทำงานที่แตกต่างกันเพื่อให้ได้พารามิเตอร์ที่ดีที่สุด ความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่งปกติของการตัดด้วยเลเซอร์อาจสูงถึง 0.08 มม. และความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่งซ้ำอาจสูงถึง 0.03 มม. แต่ในสถานการณ์จริง ความคลาดเคลื่อนขั้นต่ำคือ ±0.05 มม. สำหรับช่องเปิด และ ±0.2 มม. สำหรับตำแหน่งรู

วัสดุและความหนาที่ต่างกันต้องการพลังงานหลอมละลายที่แตกต่างกัน ดังนั้น กำลังไฟฟ้าที่ต้องการของเลเซอร์จึงแตกต่างกัน ในการผลิต เจ้าของโรงงานจำเป็นต้องสร้างสมดุลระหว่างความเร็วและคุณภาพการผลิต รวมถึงเลือกกำลังไฟฟ้าและความเร็วในการตัดที่เหมาะสม เพื่อให้พื้นที่ตัดมีพลังงานที่เหมาะสม และสามารถหลอมวัสดุได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ประสิทธิภาพในการเปลี่ยนไฟฟ้าเป็นพลังงานเลเซอร์ของเลเซอร์อยู่ที่ประมาณ 30%-35% ซึ่งหมายความว่าเมื่อกำลังไฟฟ้าเข้าอยู่ที่ประมาณ 4,285-5,000 วัตต์ กำลังไฟฟ้าออกจะอยู่ที่ประมาณ 1,500 วัตต์เท่านั้น การใช้พลังงานไฟฟ้าเข้าจริงนั้นสูงกว่ากำลังไฟฟ้าออกที่กำหนดไว้มาก นอกจากนี้ ตามกฎการอนุรักษ์พลังงาน พลังงานอื่นๆ จะถูกเปลี่ยนเป็นความร้อน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องติดตั้ง เครื่องทำน้ำเย็นสำหรับอุตสาหกรรม

S&A เป็นผู้ผลิตเครื่องทำความเย็นที่เชื่อถือได้ มีประสบการณ์ในอุตสาหกรรมเลเซอร์มากว่า 19 ปี เครื่องทำน้ำเย็นสำหรับอุตสาหกรรมที่ผลิตขึ้นนั้นเหมาะสำหรับการทำความเย็นเลเซอร์หลากหลายประเภท เช่น เลเซอร์ไฟเบอร์ เลเซอร์ CO2 เลเซอร์ UV เลเซอร์อัลตราฟาสต์ เลเซอร์ไดโอด เลเซอร์ YAG เป็นต้น เครื่องทำความเย็น S&A ทุกชิ้นผลิตจากส่วนประกอบที่ผ่านการทดสอบตามระยะเวลา เพื่อให้มั่นใจว่าการทำงานจะปราศจากปัญหา ผู้ใช้งานจึงมั่นใจได้ในคุณภาพ