Деякі базові знання технології лазерного різання

Принцип роботи лазерного різання

Лазерне різання оснащене лазерним генератором, який випромінює високоенергетичний лазерний промінь. Лазерний промінь потім фокусується лінзою та утворює дуже крихітну світлову пляму високої енергії. Фокусуючи світлову пляму на відповідних місцях, матеріали поглинають енергію лазерного світла, а потім випаровуються, плавляться, аблятуються або досягають точки займання. Потім допоміжне повітря високого тиску (CO2, кисень, азот) видує залишки відходів. Лазерна головка приводиться в рух серводвигуном, який керується програмою, і рухається вздовж заздалегідь визначеного маршруту на матеріалах, щоб вирізати деталі різної форми. 

Категорії лазерних генераторів (лазерних джерел)

Світло можна класифікувати на червоне, помаранчеве, жовте, зелене тощо. Він може поглинатися або відбиватися об'єктами. Лазерне світло — це також світло. А лазерне світло з різною довжиною хвилі має різні характеристики. Підсилювальне середовище лазерного генератора, яке перетворює електрику в лазер, визначає довжину хвилі, вихідну потужність та застосування лазера. А середовище посилення може бути в газоподібному, рідкому та твердому стані 

1. Найтиповішим газофазним лазером є CO2-лазер;

2. Найтиповіші твердотільні лазери включають волоконний лазер, YAG-лазер, лазерний діод та рубіновий лазер;

3. Рідкофазний лазер використовує деякі рідини, такі як органічний розчинник, як робоче середовище для генерації лазерного світла. 

Різні матеріали поглинають лазерне світло різної довжини хвилі. Тому лазерний генератор потрібно ретельно вибирати. Для автомобільної промисловості найпоширенішим лазером є волоконний лазер. 

Режими роботи лазерного джерела

Лазерне джерело часто має 3 режими роботи: безперервний режим, режим модуляції та імпульсний режим. 

У безперервному режимі вихідна потужність лазера постійна. Це робить тепло, яке потрапляє в матеріали, відносно рівномірним, що підходить для швидкісного різання. Це може не тільки покращити ефективність роботи, але й погіршити вплив зони теплового впливу. 

У режимі модуляції вихідна потужність лазера дорівнює функції швидкості різання. Він може підтримувати тепло, яке потрапляє в матеріали, на відносно низькому рівні, обмежуючи потужність у кожній точці, щоб уникнути нерівномірного різання. Оскільки його керування дещо складне, ефективність роботи невисока, і його можна використовувати лише короткий час.

Імпульсний режим можна розділити на звичайний імпульсний режим, режим суперімпульсу та режим суперінтенсивного імпульсу. Але їхні основні відмінності полягають лише в різниці інтенсивності. Користувачі можуть приймати рішення на основі характеристик матеріалів та точності конструкції 

Підсумовуючи, лазер часто працює в безперервному режимі. Але для досягнення оптимізованої якості різання, для певних видів матеріалів, необхідно регулювати швидкість подачі, таку як збільшення швидкості, швидкість різання та затримка під час токарного обробки. Тому в безперервному режимі недостатньо просто знизити потужність. Потужність лазера необхідно регулювати, змінюючи імпульс 

Налаштування параметрів лазерного різання

Відповідно до різних вимог до продукту, необхідно постійно регулювати параметри за різних робочих умов, щоб отримати найкращі параметри. Номінальна точність позиціонування лазерного різання може сягати 0,08 мм, а точність повторного позиціонування — до 0,03 мм. Але в реальній ситуації мінімальна толерантність така ±0,05 мм для діафрагми та ±0,2 мм для місця отвору.

Різні матеріали та різна товщина вимагають різної енергії плавлення. Отже, необхідна вихідна потужність лазера різна. У виробництві власникам фабрик необхідно знайти баланс між швидкістю виробництва та якістю, а також вибрати відповідну вихідну потужність та швидкість різання. Таким чином, зона різання може мати відповідну енергію, і матеріали можуть бути дуже ефективно розплавлені. 

Ефективність перетворення лазером електрики на лазерну енергію становить близько 30%-35%. Це означає, що при вхідній потужності близько 4285 Вт ~ 5000 Вт вихідна потужність становить лише близько 1500 Вт. Фактична споживана потужність на вході значно більша за номінальну вихідну потужність. Крім того, згідно із законом збереження енергії, інша енергія перетворюється на тепло, тому необхідно додати промисловий чилер води  

S&A — надійний виробник чилерів з 19-річним досвідом роботи в лазерній галузі. Промислові водяні чилери, які виробляє компанія, підходять для охолодження широкого спектру лазерів. Волоконні лазери, CO2-лазери, УФ-лазери, надшвидкісні лазери, лазерні діоди, YAG-лазери, і це лише деякі з них. Всі S&Чилери виготовлені з перевірених часом компонентів, що забезпечує безпроблемну роботу, щоб користувачі могли бути впевнені в їх використанні.