Một số kiến ​​thức cơ bản về công nghệ cắt laser.

Nguyên lý hoạt động của máy cắt laser

Máy cắt laser được trang bị máy phát laser phát ra chùm tia laser năng lượng cao. Chùm tia laser sau đó sẽ được hội tụ bởi thấu kính và tạo thành một điểm sáng năng lượng cao rất nhỏ. Bằng cách hội tụ điểm sáng vào các vị trí thích hợp, vật liệu sẽ hấp thụ năng lượng từ ánh sáng laser và sau đó bay hơi, nóng chảy, bị bào mòn hoặc đạt đến điểm bắt lửa. Sau đó, không khí phụ trợ áp suất cao (CO2, Oxy, Nitơ) sẽ thổi bay phần chất thải còn lại. Đầu laser được điều khiển bởi một động cơ servo được lập trình và di chuyển dọc theo lộ trình đã được xác định trước trên vật liệu để cắt các chi tiết có hình dạng khác nhau.

Các loại máy phát laser (nguồn laser)

Ánh sáng có thể được phân loại thành ánh sáng đỏ, ánh sáng cam, ánh sáng vàng, ánh sáng xanh lá cây, v.v. Nó có thể bị hấp thụ hoặc phản xạ bởi các vật thể. Ánh sáng laser cũng là ánh sáng. Và ánh sáng laser với các bước sóng khác nhau có các đặc điểm khác nhau. Môi trường khuếch đại của máy phát laser, tức là môi trường chuyển đổi điện năng thành tia laser, quyết định bước sóng, công suất đầu ra và ứng dụng của laser. Và môi trường khuếch đại có thể ở trạng thái khí, trạng thái lỏng và trạng thái rắn.

1. Loại laser trạng thái khí điển hình nhất là laser CO2;

2. Các loại laser trạng thái rắn điển hình nhất bao gồm laser sợi quang, laser YAG, laser diode và laser ruby;

3. Laser trạng thái lỏng sử dụng một số chất lỏng như dung môi hữu cơ làm môi trường hoạt động để tạo ra ánh sáng laser.

Các vật liệu khác nhau hấp thụ ánh sáng laser có bước sóng khác nhau. Do đó, cần phải lựa chọn máy phát laser một cách cẩn thận. Đối với ngành công nghiệp ô tô, loại laser được sử dụng phổ biến nhất là laser sợi quang.

Các chế độ hoạt động của nguồn laser

Nguồn laser thường có 3 chế độ hoạt động: chế độ liên tục, chế độ điều biến và chế độ xung.

Ở chế độ liên tục, công suất đầu ra của laser không đổi. Điều này làm cho nhiệt lượng truyền vào vật liệu tương đối đồng đều, do đó phù hợp với việc cắt nhanh. Điều này không chỉ giúp cải thiện hiệu quả làm việc mà còn làm giảm ảnh hưởng của vùng nhiệt.

Ở chế độ điều biến, công suất đầu ra của laser bằng với hàm số của tốc độ cắt. Nó có thể duy trì nhiệt lượng truyền vào vật liệu ở mức tương đối thấp bằng cách giới hạn công suất tại mỗi điểm để tránh tạo ra cạnh cắt không đều. Vì việc điều khiển hơi phức tạp, hiệu suất làm việc không cao và chỉ có thể sử dụng trong thời gian ngắn.

Chế độ xung có thể được chia thành chế độ xung bình thường, chế độ xung siêu mạnh và chế độ xung siêu mạnh. Nhưng sự khác biệt chính giữa chúng chỉ nằm ở cường độ. Người dùng có thể đưa ra quyết định dựa trên đặc tính của vật liệu và độ chính xác của cấu trúc.

Tóm lại, laser thường hoạt động ở chế độ liên tục. Nhưng để đạt được chất lượng cắt tối ưu, đối với một số loại vật liệu nhất định, cần phải điều chỉnh tốc độ cấp liệu, chẳng hạn như tăng tốc, cắt nhanh và độ trễ khi quay. Do đó, ở chế độ liên tục, chỉ giảm công suất là không đủ. Công suất laser phải được điều chỉnh bằng cách thay đổi xung.

Cài đặt thông số cắt laser

Tùy thuộc vào yêu cầu sản phẩm khác nhau, cần phải liên tục điều chỉnh các thông số trong các điều kiện làm việc khác nhau để đạt được thông số tối ưu. Độ chính xác định vị danh nghĩa của cắt laser có thể lên đến 0,08mm và độ chính xác định vị lặp lại có thể lên đến 0,03mm. Nhưng trong điều kiện thực tế, dung sai tối thiểu là khoảng ±0,05mm đối với khẩu độ và ±0,2mm đối với vị trí lỗ.

Các vật liệu khác nhau và độ dày khác nhau đòi hỏi năng lượng nóng chảy khác nhau. Do đó, công suất đầu ra cần thiết của laser cũng khác nhau. Trong sản xuất, chủ nhà máy cần cân bằng giữa tốc độ sản xuất và chất lượng, đồng thời lựa chọn công suất đầu ra và tốc độ cắt phù hợp. Nhờ đó, vùng cắt có thể nhận được năng lượng thích hợp và vật liệu có thể được nóng chảy một cách hiệu quả.

Hiệu suất chuyển đổi điện năng thành năng lượng laser của laser chỉ khoảng 30%-35%. Điều đó có nghĩa là với công suất đầu vào khoảng 4285W~5000W, công suất đầu ra chỉ khoảng 1500W. Công suất tiêu thụ thực tế lớn hơn nhiều so với công suất đầu ra danh nghĩa. Ngoài ra, theo định luật bảo toàn năng lượng, một phần năng lượng sẽ chuyển hóa thành nhiệt, vì vậy cần phải bổ sung thêm máy làm lạnh nước công nghiệp .

S&A là nhà sản xuất máy làm lạnh đáng tin cậy với 19 năm kinh nghiệm trong ngành công nghiệp laser. Các máy làm lạnh nước công nghiệp do hãng sản xuất phù hợp để làm mát nhiều loại laser khác nhau, bao gồm laser sợi quang, laser CO2, laser UV, laser siêu nhanh, laser diode, laser YAG, và nhiều loại khác nữa. Tất cả các máy làm lạnh của S&A đều được chế tạo bằng các linh kiện đã được kiểm chứng qua thời gian để đảm bảo hoạt động không gặp sự cố, giúp người dùng yên tâm sử dụng.