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 thấu kính hội tụ và tạo thành một điểm sáng năng lượng cao cực nhỏ. Bằng cách tập trung điểm sáng vào các vị trí thích hợp, vật liệu sẽ hấp thụ năng lượng từ ánh sáng laser và sau đó bay hơi, tan chảy, cháy hoặc đạt đến điểm bắt lửa. Sau đó, khí phụ trợ áp suất cao (CO2, Oxy, Nitơ) sẽ thổi bay cặn thải. Đầu laser được điều khiển bởi động cơ servo được điều khiển bằng chương trình và di chuyển theo lộ trình đã định trước trên vật liệu để cắt ra 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 nhẹ. Và ánh sáng laser có bước sóng khác nhau sẽ có những đặc điểm khác nhau. Môi trường khuếch đại của máy phát laser là môi trường biến điện thành laser quyết định bước sóng, công suất đầu ra và ứng dụng của laser. Và 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 làm việc 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. Đối với 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 tia laser là không đổi. Điều này làm cho nhiệt đi vào vật liệu tương đối đều, do đó thích hợp để cắt tốc độ cao. Điều này không chỉ cải thiện hiệu quả làm việc mà còn làm giảm tác động của vùng ảnh hưởng nhiệt. 

Ở chế độ điều chế, công suất đầu ra của tia laser bằng với hàm của tốc độ cắt. Nó có thể duy trì nhiệt độ đi vào vật liệu ở mức tương đối thấp bằng cách giới hạn công suất tại mỗi điểm để tránh lưỡi cắt không đều. Vì việc điều khiển hơi phức tạp nên hiệu quả 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 của chúng chỉ là sự khác biệt về cường độ. Người dùng có thể đưa ra quyết định dựa trên các tính năng của vật liệu và độ chính xác của cấu trúc 

Tóm lại, tia laser thường hoạt động ở chế độ liên tục. Nhưng để có được chất lượng cắt tối ưu, đối với một số loại vật liệu nhất định, cần phải điều chỉnh tốc độ nạp 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

Theo các yêu cầu khác nhau của sản phẩm, 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. Nhưng trong tình huống thực tế, mức dung sai tối thiểu giống như ±0,05mm cho khẩu độ và ±0,2mm cho vị trí lỗ.

Các vật liệu và độ dày khác nhau đòi hỏi năng lượng nóng chảy khác nhau. Do đó, công suất đầu ra cần thiết của tia laser là khác nhau. Trong sản xuất, chủ nhà máy cần cân bằng giữa tốc độ sản xuất và chất lượng, lựa chọn công suất đầu ra và tốc độ cắt phù hợp. Do đó, khu vực cắt có thể có năng lượng thích hợp và vật liệu có thể được làm nóng chảy rất hiệu quả 

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

S&A là nhà sản xuất máy làm lạnh đáng tin cậy có 19 năm kinh nghiệm trong ngành công nghiệp laser. Máy làm lạnh nước công nghiệp do công ty sản xuất phù hợp để làm mát nhiều loại tia laser khác nhau. Laser sợi quang, laser CO2, laser UV, laser siêu nhanh, laser diode, laser YAG, v.v. Tất cả các S&Máy làm lạnh được chế tạo bằng các thành phần đã được kiểm tra theo thời gian để đảm bảo hoạt động không gặp sự cố để người dùng có thể yên tâm sử dụng chúng