Milloin valita negatiivinen tarkennus laserleikkaukseen

Laserleikkauskoneen "negatiivinen tarkennus" (tunnetaan myös nimellä "alempi tarkennus" tai "levyn sisäinen tarkennus") on tärkein prosessi laserin tarkennusasennon säätämiseksi. Yksinkertaisesti sanottuna negatiivinen tarkennus tarkoittaa laserin tarkennuksen asettamista leikattavan materiaalin pinnan alapuolelle. Negatiivisen tarkennuksen käyttö perustuu pääasiassa seuraaviin periaatteisiin ja tarkoituksiin: Kun tarkennus on materiaalin sisällä, säteen pistekoko materiaalin pinnalla kasvaa ja energiatiheys pienenee suhteellisen paljon. Tämä on kuitenkin edullista tietyissä tilanteissa, koska se luo leveämmän kapenevan valopolun, mikä on hyödyllistä:

1. Kuonan poisto:Leveämpi viilto mahdollistaa apukaasujen (kuten hapen ja typen) tehokkaamman puhaltamisen pois sulan metallin estämiseksi kuonan roikkumisen.

2. Paranna osioiden laatua:Paksummille materiaaleille se voi saavuttaa pystysuoramman ja tasaisemman leikkausosan.

3. Suojaa linssi:Tarkennuksen laskeminen voi estää leikkauksesta syntyvän roiskeen heijastumisen suoraan tarkennuslinssiin.

Milloin kannattaa käyttää negatiivista tarkennusta (pääasiallinen sovellusskenaario)

1. Paksumpien metallimateriaalien (erityisesti hiiliteräksen) leikkaaminen

• Tämä on negatiivisen keskittymisen tärkein sovellusskenaario.
• Syy: Paksuja levyjä leikattaessa koko paksuuden sulattamiseen tarvitaan pidempi energiavaikutusaika. Negatiivisen koksin käyttö (yleensä 1/3 - 1/2 levyn paksuudesta) voi laajentaa viillon yläosan leveyttä, jolloin happi (hiiliterästä leikattaessa) pääsee sujuvasti viillon pohjaan, ylläpitää riittävää hapettumisreaktiota ja kuona pääsee sujuvasti pois. Jos käytetään positiivista fokusta tai nollafokusointia (fokusointi pinnalla tai sen yläpuolella), viillon yläosa on liian kapea, mikä johtaa helposti läpinäkymättömään leikkaukseen pohjassa, vakavaan kuonan roikkumiseen ja karheuteen.
• Kokemusviite: Yli 6 mm:n hiiliteräslevyjen leikkauksessa on yleensä tarpeen aloittaa negatiivisen koksin käyttö.
• Paksuuden kasvaessa negatiivisen polttopisteen (syvyys materiaaliin) määrän on kasvettava vastaavasti. Esimerkiksi leikattaessa 20 mm:n hiiliterästä polttopiste voidaan asettaa 3–5 mm pinnan alapuolelle.

2. Korkealaatuisen leikkausosan tavoittelu

• Kun leikkauspinnoille asetetaan korkeat vaatimukset pystysuoruudelle, sileydelle ja kuonattomille leikkauspinnoille, jopa keskipaksuilla materiaaleilla, voidaan käyttää pientä negatiivista tarkennusta ilmavirran ja energian jakautumisen optimoimiseksi.

3. Rei'itystoimintoa suoritettaessa

• Jotta rei'ityksen aikana syntyvä korkean lämpötilan kuonaroiske ei vahingoittaisi linssiä, rei'itystä varten tarkennus asetetaan yleensä negatiiviseen tarkennusasentoon (alhainen energia ja syvä asento), ja sitten tarkennus säädetään rei'ityksen valmistuttua leikkaamiseen tarvittavaan asentoon.

Milloin negatiivista keskittymistä ei pitäisi käyttää

1. Leikattu levymateriaali (yleensä <3 mm)

• Syy: ohuiden levyjen leikkaaminen nopeuden ja tarkkuuden tavoittelulla. Nollapolttopisteen tai lievän positiivisen polttopisteen käyttö mahdollistaa pienimmän mahdollisen pisteen ja keskittyneimmän energian, mikä johtaa kapeampiin rakoihin, suurempiin nopeuksiin ja hienompiin leikkauksiin.

2. Tarkkaa koneistusta suoritettaessa

• Syy: Pienimmän mahdollisen täplän koon ja suurimman mittatarkkuuden varmistamiseksi tarkennus asetetaan yleensä materiaalin pintaan (nollatarkennus).

3. Kun ruostumatonta terästä leikataan typellä kirkkaan pinnan aikaansaamiseksi

• Syy: Ruostumattoman teräksen typpileikkaus perustuu laserenergiaan materiaalin sulattamiseen, ja sitten käytetään korkeapaineista typpeä sulan poistamiseen ilman happireaktiota. Pystysuuntaisen, sileän ja hapettumattoman "kirkkaan pinnan" leikkausvaikutuksen saavuttamiseksi käytetään yleensä nollapolttopistettä tai lievää positiivista polttopistettä energian keskittämiseksi ja kapeiden ja siistien rakojen aikaansaamiseksi.

Miten määrittää paras määrä negatiivista keskittymistä?

Kiinteää arvoa ei ole, ja paras tarkennusasento on määritettävä prosessitestauksen avulla, ja siihen vaikuttavat seuraavat tekijät:

• Materiaalityyppi:hiiliteräksellä, ruostumattomalla teräksellä ja alumiinilla on erilaiset painopistestrategiat.
• Materiaalin paksuus:mitä suurempi paksuus, sitä suurempi on yleensä negatiivisen polttopisteen määrä.
• Leikkauskaasu:Happileikkauksella ja typpileikkauksella on erilaiset kohdistusstrategiat.
• Laserteho ja -tila:Eri tehoisilla ja säteenlaadulla (kuten yksitila- vs. monitila) varustetuilla laitteilla on erilaiset optimaaliset tarkennusasennot.

Yleinen testausmenetelmä on:

1. Tarkennuksen kalibrointi:Etsi ensin materiaalin pinnan "nollapiste" (yleensä koneessa on automaattinen tai manuaalinen kalibrointiohjelma).

2. Tarkennustestinäytteiden tekeminen:Samalla teholla, nopeudella ja kaasunpaineella leikkaa sarja suoria viivoja tai kuvioita eri tarkennuspisteissä (esimerkiksi 3 mm:stä -3 mm:iin, yksi askel per 0,5 mm tai 1 mm).

3. Arvioinnin vaikutus:Tarkkaile poikkileikkauksen laatua, pystysuoruutta, kuonan roikkumisolosuhteita, raon leveyttä ja sitä, onko jokaisen leikkauksen pohja leikattu.

4. Valitse paras piste:Kattavan leikkauslaadun, vakauden ja tehokkuuden saavuttamiseksi valitse paras tarkennusasento prosessiparametreiksi materiaalin paksuuden mukaan.

Yhteenveto

Keskeinen periaate: Tarkka tarkennusasento riippuu aina materiaalista, paksuudesta, koneen tehosta ja vaaditusta laadusta. Optimaaliset prosessiparametrit on määritettävä kenttätestauksen ja validoinnin avulla.Käytön aikana on ehdottomasti noudatettava laitteen valmistajan toimittamaa prosessiparametrien käyttöohjetta ja hienosäädettävä sitä todellisen leikkausvaikutuksen mukaan.