انتخاب فوکوس مثبت/منفی در طول برش لیزری

هنگام برش لیزری، انتخاب بین تمرکززدایی مثبت (تمرکز مثبت) و تمرکززدایی منفی (تمرکز منفی) در درجه اول به نوع ماده، ضخامت صفحه و الزامات فرآیند بستگی دارد. در زیر یک راهنمای تصمیم‌گیری واضح و سرراست آمده است.

اصول اساسی

فوکوس (عدم فوکوس صفر):انرژی در این روش متمرکزترین است و منجر به باریک‌ترین شیار برش می‌شود. این روش که برای برش ورق‌های نازک با دقت و سرعت بالا مناسب است، «اصلاح» را در اولویت قرار می‌دهد.

تمرکز منفی (عدم تمرکز منفی):انرژی بیشتر پراکنده می‌شود و در نتیجه درز برش عریض‌تری ایجاد می‌شود. این روش که برای صفحات ضخیم مناسب است، حذف سرباره را افزایش می‌دهد و از لنز محافظت می‌کند و بر «قدرت نفوذ و کیفیت» تمرکز دارد.

چه زمانی باید از برش در حالت فوکوس (خارج از فوکوس) استفاده کنید؟

سناریوهای قابل اجرا: برش صفحات نازک (معمولاً کمتر از 3 میلی‌متر)، به ویژه در کاربردهایی که نیاز به دقت و سرعت بالایی دارند.

۱. برش دقیق صفحات نازک:

• مثال‌هایی از مواد: ورق نازک فولاد کربنی، ورق فولاد ضد زنگ، برنج، ورق آلومینیوم و غیره
• دلیل: صفحات نازک سرباره مذاب کمتری تولید می‌کنند، بنابراین برای حذف آن نیازی به ایجاد شیار پهن نیست. استفاده از کانون مثبت می‌تواند کوچکترین نقطه و بالاترین چگالی انرژی را به دست آورد، به طوری که به سرعت برش بسیار بالا و سطح مقطع صاف و عمودی دست یابد.

2. دقت بالا و شکاف باریک:

• مثال‌های کاربردی: قطعات دقیق، قطعات الکترونیکی، جواهرات، الگوهای توخالی و غیره
• دلیل: بریدگی ایجاد شده توسط کانون مثبت باریک‌ترین برش است، اتلاف ماده کمتری دارد و می‌تواند خطوط بسیار ریز و گوشه‌های تیز را برش دهد تا از ذوب بیش از حد جلوگیری شود.

۳. تلاش برای سرعت برش:

• هنگام برش صفحات نازک، چگالی انرژی بالا در حالت فوکوس مثبت به این معنی است که می‌توان از سرعت‌های پیشروی سریع‌تر استفاده کرد و در نتیجه راندمان تولید را بهبود بخشید.

خلاصه:هنگام برش مواد نازک، و هدف اصلی سرعت، دقت و برش باریک، اولویت انتخاب فوکوس مثبت است.

چه زمانی با تمرکز منفی (عدم تمرکز منفی) کات بزنیم؟

سناریوی کاربرد: برش ورق‌های متوسط ​​و ضخیم (معمولاً ≥ 3 میلی‌متر)، به‌ویژه زمانی که تخلیه سرباره خوب و کیفیت مقطع مورد نیاز باشد.

۱. برش صفحه:

• نمونه‌هایی از مواد: فولاد کربنی، فولاد ضد زنگ، صفحه آلومینیومی و غیره با ضخامت بالای ۳ میلی‌متر.
• دلیل: صفحات ضخیم مقدار زیادی فلز مذاب (سرباره) تولید می‌کنند. کک منفی شکاف وسیع‌تری ایجاد می‌کند و به گاز کمکی (مانند اکسیژن یا نیتروژن) اجازه می‌دهد تا سرباره را به طور مؤثرتری از پایین دور کند و از آویزان شدن سرباره و برش آن جلوگیری کند.

۲. به بخش با کیفیت بالا نیاز دارید:

• دلیل: برای صفحات ضخیم، اگر از کانون مثبت استفاده شود، انرژی روی سطح بالایی متمرکز می‌شود که باعث می‌شود قسمت بالایی صاف و قسمت پایینی ناهموار باشد. کانون منفی باعث می‌شود توزیع انرژی در جهت ضخامت صفحه یکنواخت‌تر باشد، به طوری که سطح برش از بالا به پایین ثابت‌تر و صاف‌تر باشد.

۳. از آینه فوکوس کننده محافظت کنید:

• دلیل: هنگام برش صفحات ضخیم، به خصوص صفحات فولادی با پوشش زنگ یا موادی که مستعد پاشش زیاد هستند، تنظیم فوکوس منفی باعث می‌شود که فوکوس در داخل قطعه کار قرار گیرد، که این امر فاصله از سطح بالایی قطعه کار تا آینه فوکوس را افزایش داده و پاشش فلز را کاهش می‌دهد. خطر برخورد و آسیب رساندن به آینه فوکوس گران قیمت.

۴. فرآیند خاص (مانند برش نیتروژن آلیاژ آلومینیوم):

• دلیل: نیتروژن معمولاً به عنوان گاز کمکی هنگام برش آلیاژهای آلومینیوم استفاده می‌شود. برای بیرون راندن آلومینیوم مذاب، جریان هوای پرفشار مورد نیاز است. شیار پهن ایجاد شده توسط کک منفی برای جریان و تخلیه سرباره نیتروژن پرفشار بسیار مهم است و کلید اطمینان از برش بدون پلیسه و اثر سطح براق است.

خلاصه:هنگام برش مواد ضخیم‌تر و هدف اصلی اطمینان از برش، کاهش سرباره، دستیابی به سطح مقطع یکنواخت و محافظت از تجهیزات، کک منفی ترجیح داده می‌شود.

نمودار جریان تصمیم‌گیری سریع

نکات عملی

۱. میزان بهینه‌ی عدم فوکوس آزمایش می‌شود:قوانین فوق دستورالعمل‌های کلی هستند. میزان بهینه‌ی عدم تمرکز برای یک ماشین ابزار و ماده‌ی خاص باید با آزمایش فرآیند تعیین شود. اپراتور با مشاهده‌ی کیفیت مقطع و سرباره‌ی آویزان، یک «آزمایش شکاف» انجام می‌دهد تا پارامترهای بهینه را پیدا کند.

۲. تنظیم تمرکز منفی:مقدار کانون منفی معمولاً مقدار ثابتی نیست، بلکه محدوده‌ای مربوط به ضخامت صفحه است. یک نقطه مرجع شروع رایج، ۱/۴ تا ۱/۳ ضخامت ورق است. به عنوان مثال، برای برش ۱۲ میلی‌متر از فولاد کربنی، آزمایش را می‌توان از -۲ میلی‌متر تا -۳ میلی‌متر شروع کرد.

۳. جنس کلید است:مواد مختلف حساسیت متفاوتی به کانونی شدن دارند. برای مثال، فولاد ضد زنگ نسبت به فولاد کربنی حساسیت بیشتری به کانونی شدن دارد.