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

Nguyên lý hoạt động của máy cắt laser

Cắt laser được trang bị một máy phát laser phát ra chùm tia laser năng lượng cao. Chùm tia laser sau đó được hội tụ bởi thấu kính và tạo thành một điểm sáng năng lượng cao cực nhỏ. Bằng cách hội tụ điểm sáng vào các vị trí thích hợp, vật liệu sẽ hấp thụ năng lượng từ tia laser và sau đó bốc hơi, tan chảy, cháy hoặc đạt đến điểm cháy. Sau đó, khí phụ trợ áp suất cao (CO2, Oxy, Nitơ) sẽ thổi bay phần thừa. Đầu laser được điều khiển bởi một động cơ servo được điều khiển theo chương trình và di chuyển theo lộ trình 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, môi trường biến đổi điện năng thành laser, quyết định bước sóng, công suất đầu ra và ứng dụng của laser. Môi trường khuếch đại có thể là trạng thái khí, trạng thái lỏng và trạng thái rắn.

1. Laser trạng thái khí phổ biến nhất là laser CO2;

2. Các loại laser thể rắn phổ biến 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, máy phát laser phải được lựa chọn cẩn thận. Trong ngành công nghiệp ô tô, laser được sử dụng phổ biến nhất là laser sợi quang.

Các chế độ làm việc của nguồn laser

Nguồn laser thường có 3 chế độ làm việc: chế độ liên tục, chế độ điều chế và chế độ xung.

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

Ở chế độ điều chế, công suất đầu ra của laser tỷ lệ thuận với tốc độ cắt. Nó có thể duy trì nhiệt độ truyền vào vật liệu ở mức tương đối thấp bằng cách giới hạn công suất tại mỗi điểm để tránh lưỡi cắt không đều. Do 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. Tuy nhiên, điểm khác biệt chính của 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. Tuy nhiên, 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 độ, tốc độ cắt và độ trễ khi tiện. 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 theo yêu cầu sản phẩm khác nhau, cần phải liên tục điều chỉnh các thông số trong các điều kiện làm việc khác nhau để có được thông số tốt nhất. Độ chính xác định vị danh nghĩa của cắt laser có thể lên tới 0,08mm và độ chính xác định vị lặp lại có thể lên tới 0,03mm. Tuy nhiên, trong tình huống thực tế, dung sai tối thiểu là ±0,05mm cho khẩu độ và ±0,2mm cho vị trí lỗ.

Mỗi loại vật liệu và độ dày khác nhau đòi hỏi năng lượng nóng chảy khác nhau. Do đó, công suất đầu ra yêu cầu của laser cũng khác nhau. Trong quá trình 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 có năng lượng phù hợp và vật liệu được nóng chảy hiệu quả.

Hiệu suất chuyển đổi điện năng thành năng lượng laser của laser vào khoảng 30%-35%. Điều này có nghĩa là với công suất đầu vào khoảng 4285W~5000W, công suất đầu ra chỉ khoảng 1500W. Mức tiêu thụ điện năng thực tế lớn hơn nhiều so với công suất đầu ra danh định. Hơn nữa, theo định luật bảo toàn năng lượng, năng lượng khác 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 công ty sản xuất phù hợp để làm mát nhiều loại laser khác nhau. Laser sợi quang, laser CO2, laser UV, laser siêu nhanh, laser diode, laser YAG, v.v. Tất cả các máy làm lạnh S&A đều được chế tạo từ các linh kiện đã được kiểm nghiệm theo thời gian, đảm bảo vận hành trơn tru, mang đến sự an tâm cho người dùng.