Kako riješiti problem neravnina pri laserskom rezanju tankih ploča

Pojava neravnina prilikom laserskog rezanja tankih ploča je vrlo čest problem. To obično nije uzrokovano jednim faktorom, već je rezultat kombinovanog djelovanja više faktora kao što su oprema, parametri, materijali i plinovi. Da bismo sistematski riješili ovaj problem, možemo slijediti proces rješavanja problema od jednostavnog do teškog i od softvera do hardvera. Zatim ćemo detaljno objasniti specifične operacije i rješenja za svaki korak:

Korak 1: Provjera i podešavanje osnovnih parametara (najčešće problematično područje)

1. Položaj fokusa

• Položaj fokusa je jedan od najvažnijih parametara koji utiču na kvalitet rezanja. Nepravilan fokus će dovesti do toga da energija nije koncentrisana, što će onemogućiti efikasno uklanjanje troske.
• Simptomi: I previsoki ili preniski fokus uzrokovat će prianjanje troske na dno (nakupljanje neravnina).

Rješenje:

• Izvršite kalibraciju fokusa: Prvo, provjerite da li je fokus vaše opreme tačan. Koristite mjerač fokusa ili funkciju automatske kalibracije.
• Izvršite testiranje fokusa: Na otpadnom komadu, isjecite pravu liniju ili krug na različitim pozicijama fokusa (na primjer, od -1 mm do +1 mm, sa intervalom od 0,2 mm) i posmatrajte koja pozicija ima najmanje neravnina. Za tanke ploče se obično preporučuje korištenje negativnog defokusiranja (tj. fokus je ispod površine ploče, na udaljenosti od oko 1/3 do 1/2 debljine ploče), što može formirati širi rez i olakšati otpuhivanje troske prema dolje protokom plina.

2. Pomoćni plin

Vrsta i čistoća plina:

• Rezanje ugljičnog čelika: Mora se koristiti kisik. Kisik učestvuje u reakciji sagorijevanja, pružajući dodatnu energiju i formirajući željezni oksid niske tačke topljenja, koji se lako otpuhuje protokom plina. Ako se koristi zrak ili dušik, stvorit će se velika količina crne troske.
• Rezanje nehrđajućeg čelika, aluminijskih legura: Mora se koristiti dušik visoke čistoće. Uloga dušika je da otpuhne rastopljeni metal i spriječi oksidaciju. Ako je čistoća dušika nedovoljna (preporučuje se da bude iznad 99,9%) ili je pritisak prenizak, na dnu materijala će se formirati neravnine zbog oksidacije i nedovoljnog hlađenja.

Pritisak plina:

• Prenizak pritisak: Nemogućnost efikasnog otpuhivanja troske, što rezultira nakupljanjem neravnina na dnu.
• Previsok pritisak: Kod tankih ploča, prekomjerni pritisak može stvoriti vrtloge na rezu, slabeći efekat uduvavanja troske i moguće uzrokujući hrapave površine reza, pa čak i teško uklonjive rastopljene grudvice.

Rješenje:Pogledajte preporučene parametre proizvođača opreme na osnovu vrste i debljine materijala i izvršite fina podešavanja u skladu s tim. Na primjer, pri rezanju ugljičnog čelika debljine 1 mm, pritisak kisika je obično između 0,8-1,2 bara.

3. Brzina rezanja i snaga lasera

• Ovo dvoje mora biti savršeno usklađeno.
• Prevelika brzina: Nedovoljan unos energije, materijal se ne topi i ne reže u potpunosti, ostavljajući kontinuirane, ljepljive neravnine na dnu.
• Premala brzina: Prekomjeran unos energije uzrokuje prekomjerno topljenje materijala, što rezultira grubom površinom reza, pa čak i stvaranjem teško uklonjivih rastopljenih grudvica.
• Neusklađenost snage: Preniska snaga je ekvivalentna prevelikoj brzini, a prevelika snaga je ekvivalentna premaloj brzini.

Rješenje:

• Izvršite testiranje parametara: Fiksirajte ostale parametre i prilagodite brzinu rezanja i snagu kako biste pronašli najbolju kombinaciju "brzine i snage". Idealno stanje rezanja je uzorak nalik cvijetu koji se ravnomjerno raspršuje prema dolje.

Korak 2: Provjera statusa hardvera i opreme

Ako podešavanje parametara nije efikasno, potrebno je provjeriti samu opremu.

1. Mlaznica

• Izbor mlaznice: Korištenje mlaznice prevelikog promjera (kao što je φ2.0 ili veći) ne pogoduje koncentraciji protoka plina. Za tanke ploče preporučuje se korištenje mlaznice malog promjera (kao što je φ1.0 ili φ1.5), koja može generirati protok plina veće brzine i imati bolji učinak uduvavanja troske.
• Stanje mlaznice: Provjerite da li ima prskanja troske, habanja ili deformacije na otvoru mlaznice. Oštećena mlaznica će poremetiti koncentričnost i stabilnost protoka gasa i mora se blagovremeno zamijeniti.
• Visina mlaznice: Udaljenost između mlaznice i površine ploče (obično 0,5-1,5 mm) je vrlo važna. Previsoka udaljenost će uzrokovati raspršivanje protoka plina i slab učinak izbacivanja troske; preniska udaljenost će lako sudariti s pločom i oštetiti mlaznicu.

2.Optička sočiva

• Čistoća: Ako su zaštitno ogledalo i ogledalo za fokusiranje kontaminirani, to će smanjiti snagu lasera, što će rezultirati smanjenjem sposobnosti rezanja i stvaranjem neravnina. Redovno čistite ogledala bezvodnim etanolom i papirom za čišćenje sočiva.
• Kvalitet: Provjerite ima li mikroskopskih oštećenja ili starenja premaza na retrovizorima koja možda nisu vidljiva golim okom. Zamijenite ih ako je potrebno.

3. Laserski snop

• Koncentričnost snopa: Središte otvora mlaznice mora biti tačno poravnato sa središtem laserskog snopa. Ako nisu koncentrični, to će uzrokovati asimetrične rezove, s jednom glatkom, a drugom stranom s neravninama.
• Metoda kalibracije: Zalijepite sloj ljepljive trake na prednju stranu mlaznice, ispustite impuls i provjerite da li se rupa nalazi u centru mlaznice. Ako nije u centru, kalibraciju treba izvršiti prema uputstvu za upotrebu opreme.
• Stabilnost opreme: Provjerite ima li mehaničkih vibracija ili labavosti u opremi, jer to može utjecati na stabilnost rezanja.

Korak 3: Materijali i drugi faktori

Sam materijal

• Kvalitet površine: Ulje, hrđa i premazi na površini lima mogu povećati teškoće rezanja i uzrokovati neravnine. Očistite lim prije rezanja.
• Vrsta materijala: Različite marke i serije materijala imaju različite sastave legura i površinske tretmane, što može utjecati na performanse rezanja. Ako ne možete dobro i konzistentno rezati, pokušajte s drugom serijom ili markom materijala.
• Debljina materijala: Provjerite je li snaga vašeg lasera dovoljna za rezanje debljine. Nedovoljna snaga će direktno rezultirati nepotpunim rezanjem i neravninama.

Sažetak i lista za brzu provjeru rješavanja problema

Kada naiđete na probleme sa neravninama, slijedite ovaj redoslijed za brzo rješavanje problema:

1. Prvo, provjerite plin!

• Za rezanje ugljičnog čelika: Koristite kisik i provjerite je li pritisak dovoljan.
• Za rezanje nehrđajućeg čelika/aluminija: Koristite dušik visoke čistoće i provjerite čistoću i pritisak.

2. Zatim, podesite fokus!

• Izvršite test fokusa kako biste pronašli optimalni položaj fokusa. Za tanke ploče pokušajte s negativnim defokusiranjem.

3. Zatim, optimizirajte brzinu i snagu!

• Izvršite testove parametara kako biste pronašli kombinaciju "brzine i snage" bez neravnina.

4. Nakon toga, provjerite mlaznicu i optički put!

• Zamijenite mlaznicu malog promjera koja dobro izgleda i osjeća se dobro.
• Provjerite i očistite ogledala.
• Kalibrirajte koncentričnost mlaznice i laserskog snopa.

5. Konačno, razmislite o materijalnim pitanjima!

• Očistite površinu lista ili isprobajte drugi list.

Praćenjem ovog sistematskog postupka rješavanja problema, većina problema sa neravninama kod laserskog rezanja tankih ploča može se efikasno riješiti.