definició
Tall per làser és un mètode de tall tèrmic que utilitza un feix làser d'alta densitat de potència enfocat per irradiar el material que s'ha de tallar, fent que el material s'escalfi ràpidament i arribi al punt d'ignició, i després es fongui, es desfaci, es vaporitzi i s'evapori per formar forats. A mesura que el feix es mou pel material, els forats creixen per formar escletxes més estretes i, alhora, el material fos és expulsat pel gas de treball d'alta pressió per completar un tall suau i net.
Principi
El làser utilitza una excitació de substàncies per generar un feix. Aquest feix té una temperatura forta. En entrar en contacte amb el material, es pot fondre ràpidament a la superfície del material per formar un forat. Segons el moviment del punt de registre, es forma el tall. En comparació amb el mètode de tall tradicional, el mètode de tall té un espai més petit i pot estalviar la major part del material. Tanmateix, l'anàlisi es defineix segons l'efecte de tall. El material que es talla segons el làser té un efecte de tall satisfactori i una alta precisió. Això és heretat. A més dels avantatges del làser, també és inigualable amb els mètodes de tall ordinaris.
Tipus
El tall per làser es divideix en 4 categories: tall per vaporització, tall per fusió, tall per oxigen, estampat i fractura controlada.
1. Tall per vaporització per làser
Si s'utilitza un feix làser d'alta densitat d'energia per escalfar la peça, la temperatura augmenta ràpidament, arriba al punt d'ebullició del material en molt poc temps i el material comença a vaporitzar-se per formar vapor. La velocitat d'ejecció d'aquests vapors és molt gran i, al mateix temps que s'expulsen els vapors, es forma un tall al material. La calor de vaporització dels materials és generalment molt gran, de manera que la vaporització i el tall amb làser requereixen molta potència i densitat de potència.
El tall per vaporització s'utilitza principalment per a materials metàl·lics extremadament prims i materials no metàl·lics (com ara paper, tela, fusta, plàstic i cautxú, etc.).
2. Tall per fusió làser
En el tall per fusió, el material metàl·lic es fon mitjançant un escalfament làser i, a continuació, el gas no oxidant (Ar, He, N, etc.) es polvoritza a través del broquet coaxial amb el feix, i el metall líquid es descarrega per la forta pressió del gas per formar un tall. El tall per fusió làser no necessita vaporitzar completament el metall i l'energia necessària és només 1/10 del tall per vaporització.
El tall per fusió s'utilitza principalment per a materials que no s'oxiden fàcilment o metalls actius, com ara l'acer inoxidable, el titani, l'alumini i els seus aliatges.
3. Tall amb oxigen làser
El principi del tall amb oxigen làser és similar al tall amb oxiacetilè. Utilitza un feix làser com a font de calor de preescalfament i un gas actiu com l'oxigen com a gas de tall. D'una banda, el gas bufat interactua amb el metall de tall per provocar una reacció d'oxidació i emetre una gran quantitat de calor d'oxidació; d'altra banda, l'òxid fos i la massa fosa s'expulsen de la zona de reacció per formar un tall al metall. Com que la reacció d'oxidació en el procés de tall genera molta calor, l'energia necessària per al tall amb oxigen làser només és... 1/2 del tall per fusió, i la velocitat de tall és molt més ràpida que el tall per vaporització i el tall per fusió. El tall per oxigen làser s'utilitza principalment per a materials metàl·lics fàcilment oxidables com l'acer al carboni, l'acer de titani i l'acer tractat tèrmicament.
4. Traçat làser i fractura controlada
El gravat amb làser utilitza un làser d'alta densitat d'energia per escanejar la superfície del material fràgil, de manera que el material s'escalfa per evaporar una petita ranura i, a continuació, aplicant una certa pressió, el material fràgil s'esquerdarà al llarg de la petita ranura. Els làsers per gravar generalment són de commutació Q i CO2 làsers
El control de fractures és l'ús de la distribució pronunciada de temperatura generada pel ranurat làser, que genera una tensió tèrmica local en el material fràgil i trenca el material al llarg del petit solc.
Característiques
En comparació amb altres mètodes de tall tèrmic, el tall per làser es caracteritza per una velocitat de tall ràpida i alta qualitat. Es resumeixen específicament en els aspectes següents.
1. Bona qualitat de tall
A causa del petit punt de tall, l'alta densitat d'energia i la ràpida velocitat de tall, pot obtenir una alta qualitat de tall.
a. La incisió de tall és estreta, els dos costats de la ranura són paral·lels i perpendiculars a la superfície, i la precisió dimensional de les peces tallades pot arribar a ±0.05mm.
b. La superfície de tall és llisa i neta, la rugositat superficial és de només desenes de micres, sense processament mecànic, i les peces es poden utilitzar directament.
c. Després de tallar el material amb làser, l'amplada de la zona afectada per la calor és molt petita, el rendiment del material a prop de la ranura gairebé no es veu afectat i la deformació de la peça és petita, la precisió de tall és alta, la geometria de la ranura és bona i la forma de la secció transversal de la ranura és més rectangular regular.
2. Alta eficiència de tall
A causa de les característiques de transmissió, la talladora làser generalment està equipada amb múltiples taules de treball CNC, i tot el procés de tall pot ser completament controlat per CNC. Durant el funcionament, només cal canviar el programa de control numèric, es pot aplicar al tall de peces de diferents formes, tant en tall bidimensional com en tall tridimensional.
3. Velocitat de tall ràpida
Ús d'un làser amb una potència d'1200W tallar un 2mm placa d'acer baix en carboni gruixuda, la velocitat de tall pot arribar als 600 cm/min; tallant un 5mm Tauler de resina de polipropilè gruixut, la velocitat de tall pot arribar als 1200 cm/min. No cal subjectar ni fixar el material durant el tall, cosa que no només pot estalviar eines, sinó també temps auxiliar de càrrega i descàrrega.
4. Tall sense contacte
El torx de tall no té contacte amb la peça de treball i no hi ha desgast de l'eina. Per processar peces de diferents formes, no cal canviar l'"eina", només cal canviar els paràmetres de sortida del làser. El procés de tall té poc soroll, poca vibració i no contamina.
5. Hi ha molts tipus de materials de tall
En comparació amb el tall oxiacetilè i el tall per plasma, hi ha molts tipus de materials tallables amb làser, com ara materials metàl·lics, no metàl·lics, compostos metàl·lics i no metàl·lics, cuir, fusta i fibra. Però els diferents materials, a causa de les seves diferents propietats termofísiques i taxes d'absorció dels làsers, mostren una adaptabilitat diferent per al tall amb làser.
Aplicacions
La majoria de talladores làser estan controlades per programes CNC o convertides en robots de tall. Com a mètode de processament precís, el làser pot tallar gairebé tots els materials, inclòs el tall bidimensional o tridimensional de plaques metàl·liques primes.
En el camp de la fabricació d'automòbils, la tecnologia de tall de corbes espacials com ara les finestres del sostre dels cotxes s'ha utilitzat àmpliament. L'empresa alemanya Volkswagen utilitza un làser amb una potència de 500W per tallar làmines de carrosseria de formes complexes i diverses peces corbes. En el camp aeroespacial, la tecnologia làser s'utilitza per tallar materials especials d'aviació, com ara aliatges de titani, aliatges d'alumini, aliatges de níquel, aliatges de crom, acer inoxidable, òxid de beril·li, materials compostos, plàstics, ceràmica i quars. Les peces aeroespacials tallades per làser inclouen tub de flama del motor, carcassa de paret fina d'aliatge de titani, marc d'avió, pell d'aliatge de titani, armadura d'ala, panell d'ala de cua, rotor principal d'helicòpter, rajoles d'aïllament tèrmic ceràmic del transbordador espacial, etc.
La tecnologia de tall per làser també s'utilitza en el camp dels materials no metàl·lics. No només es poden tallar materials amb alta duresa i fragilitat, com ara nitrur de silici, ceràmica, quars, etc.; sinó que també es poden tallar i processar materials flexibles, com ara tela, paper, plaques de plàstic, cautxú, etc., com ara tallar roba amb làser, cosa que pot estalviar roba entre un 10% i un 12%, millorant l'eficiència en més de 3 vegades.
tendències
1. La màquina talladora làser continuarà la revolució del producte de fabricació d'època.
La font làser és el component central de la talladora, i també un indicador important que determina el tipus i la capacitat de tall d'una talladora làser. No cal dir que els canvis futurs en les talladores làser també es produiran en les fonts làser. Com s'ha esmentat anteriorment, la substitució de CO2 màquina de tall per làser La talladora làser de fibra és la revolució tecnològica més important dels 40 anys transcorreguts des del naixement de la talladora làser, que ha aportat beneficis econòmics que fan època als fabricants i als usuaris nous i antics en aquest camp. Així doncs, en el futur, hi haurà una nova font de llum que sigui més barata que els làsers de fibra, que tingui un millor rendiment, un mode de feix més excel·lent, una taxa de conversió electroòptica més alta o un cost general més baix? La resposta és, és clar, sí. Aleshores, pregunteu-vos, quin tipus de làser? Per descomptat, és impossible donar una resposta precisa ara. La ciència i la tecnologia de vegades flaquegen, de vegades milers de quilòmetres al dia.
2. El làser de fibra d'alta potència es convertirà en la força principal en el mercat del tall per làser.
Avui dia, les màquines de tall per fibra òptica de diversos rangs de potència han marcat el començament d'un gran desenvolupament. Tanmateix, on és la potència principal de les màquines de tall làser en el futur? Tot i que les màquines de cada rang de potència tenen el seu propi ús, la família de làsers que va començar amb làsers de fibra d'alta potència i va desencadenar la revolució global de la tecnologia làser, considera que una de les direccions de desenvolupament importants del tallador làser de fibra és la major potència, la major precisió i la major capacitat de tall. STYLECNC recentment ha llançat un 15KW ultra alta velocitat màquina de tall per làser de fibra, que ha aconseguit un avenç sense precedents en la velocitat de tall i el gruix de tall, cosa que ha atret l'atenció de la indústria. Això conté la tendència de desenvolupament futur de les talladores làser? Val la pena esperar amb interès experts de la indústria, estudiosos i amics usuaris. A més, podem estar segurs que en un futur proper, molts fabricants nacionals i estrangers de talladores làser de fibra marcaran el començament d'una ferotge competència al mercat. Només les empreses amb una excel·lent qualitat de producte, un enfocament continu en la inversió en R+D i el domini de les tecnologies competitives bàsiques poden fer-ho i ser invencibles.
3. S'acosta l'era de la intel·ligència.
Tant si es tracta de la Indústria 4.0 a Alemanya com de la fabricació intel·ligent a la Xina, la quarta revolució industrial en el camp industrial s'acosta. Com a tecnologia d'alta precisió Màquina de tall per làser CNC, la talladora làser segurament seguirà el ritme dels temps i volarà amb la tecnologia. El desenvolupament de l'automatització de la talladora làser ha millorat considerablement la capacitat de producció i el nivell d'automatització del taller de xapa metàl·lica.
En el futur, sobre aquesta base, s'està gestant una era de fabricació intel·ligent de talladores làser en els camps de la tecnologia de xarxes, la tecnologia de la comunicació, la tecnologia de programari informàtic i altres camps. És previsible que, com a mitjà de tall de xapa metàl·lica de precisió, inevitablement s'utilitzaran les seves pròpies capacitats de comunicació de xarxa per comunicar-se amb la línia de desenrotllament de xapa, la màquina de doblegar, la punxonadora CNC, la unitat de soldadura (rebladura), el granallat i la línia de recobriment de la fàbrica. Altres equips, integrats en un pla de producció unificat, un sistema de gestió de tasques i avaluacions, s'han convertit en una part important del sistema de gestió del taller de xapa metàl·lica. Com a resultat, els fabricants de làser es transformaran gradualment en contractistes de fabricació de xapa metàl·lica.
