Kako riješiti problem neravnina kod laserskog rezanja tankih ploča

Pojava neravnina pri laserskom rezanju tankih ploča vrlo je čest problem. To obično nije uzrokovano jednim faktorom, već je rezultat kombiniranog učinka više faktora kao što su oprema, parametri, materijali i plinovi. Kako bismo sustavno riješili ovaj problem, možemo slijediti postupak 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 jedan je od najvažnijih parametara koji utječu na kvalitetu rezanja. Nepravilan fokus dovest će do toga da energija nije koncentrirana, što će onemogućiti učinkovito otpuhivanje troske.
• Simptomi: I previsoki ili preniski fokus uzrokovat će prianjanje troske na dno (nakupljanje neravnina).

Otopina:

• Izvršite kalibraciju fokusa: Prvo provjerite je li fokus vaše opreme točan. Koristite mjerač fokusa ili funkciju automatske kalibracije.
• Provedite testiranje fokusa: Na otpadnom komadu izrežite ravnu liniju ili krug na različitim položajima fokusa (na primjer, od -1 mm do +1 mm, s razmakom od 0,2 mm) i promatrajte koji položaj ima najmanje neravnina. Za tanke ploče obično se 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 strujom plina.

2. Pomoćni plin

Vrsta i čistoća plina:

• Rezanje ugljičnog čelika: Mora se koristiti kisik. Kisik sudjeluje u reakciji izgaranja, pružajući dodatnu energiju i stvarajući željezni oksid niskog tališta, koji se lako otpuhuje protokom plina. Ako se koristi zrak ili dušik, nastat će velika količina crne troske.
• Rezanje nehrđajućeg čelika, aluminijskih legura: Mora se koristiti dušik visoke čistoće. Uloga dušika je otpuhati rastaljeni metal i spriječiti oksidaciju. Ako je čistoća dušika nedovoljna (preporučuje se iznad 99,9%) ili je tlak prenizak, na dnu materijala će se stvoriti neravnine zbog oksidacije i nedovoljnog hlađenja.

Tlak plina:

• Prenizak tlak: Nemogućnost učinkovitog otpuhivanja troske, što rezultira nakupljanjem neravnina na dnu.
• Previsok tlak: Kod tankih ploča, prekomjerni tlak može stvoriti vrtloge na rezu, slabeći učinak upuhivanja troske i moguće uzrokujući hrapave površine reza, pa čak i teško uklonjive rastaljene grudvice.

Otopina:Pogledajte preporučene parametre proizvođača opreme na temelju vrste i debljine materijala te izvršite fina podešavanja u skladu s tim. Na primjer, pri rezanju ugljičnog čelika debljine 1 mm, tlak kisika obično je između 0,8 i 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: Preveliki unos energije uzrokuje prekomjerno taljenje materijala, što rezultira grubom površinom reza, pa čak i stvaranjem teško uklonjivih rastaljenih grudica.
• Neusklađenost snage: Preniska snaga jednaka je prevelikoj brzini, a prevelika snaga jednaka je premaloj brzini.

Otopina:

• Izvršite testiranje parametara: Ispravite 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 učinkovito, potrebno je provjeriti samu opremu.

1. Mlaznica

• Odabir mlaznice: Korištenje mlaznice prevelikog promjera (npr. φ2,0 ili većeg) ne pogoduje koncentraciji protoka plina. Za tanke ploče preporučuje se korištenje mlaznice malog promjera (npr. φ1,0 ili φ1,5), koja može generirati protok plina veće brzine i imati bolji učinak upuhivanja troske.
• Stanje mlaznice: Provjerite ima li prskanja troske, istrošenosti ili deformacije na otvoru mlaznice. Oštećena mlaznica poremetit će koncentričnost i stabilnost protoka plina te se mora pravovremeno zamijeniti.
• Visina mlaznice: Udaljenost između mlaznice i površine ploče (obično 0,5-1,5 mm) je vrlo važna. Previsoka će uzrokovati raspršivanje protoka plina i slab učinak upuhivanja troske; preniska će lako udariti u ploču i oštetiti mlaznicu.

2.Optičke leće

• Čistoća: Ako su zaštitno zrcalo i zrcalo za fokusiranje kontaminirani, smanjit će se snaga lasera, što će rezultirati smanjenjem sposobnosti rezanja i stvaranjem neravnina. Redovito čistite zrcala bezvodnim etanolom i papirom za čišćenje leća.
• Kvaliteta: Provjerite ima li na ogledalima mikroskopskih oštećenja ili starenja premaza koji možda nisu vidljivi golim okom. Po potrebi ih zamijenite.

3. Laserska zraka

• Koncentričnost snopa: Središte otvora mlaznice mora biti točno 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 je li rupa u središtu mlaznice. Ako nije u sredini, kalibraciju treba izvršiti prema priručniku za opremu.
• Stabilnost opreme: Provjerite ima li mehaničkih vibracija ili labavosti u opremi, jer to može utjecati na stabilnost rezanja.

Korak 3: Materijali i drugi čimbenici

Sam materijal

• Kvaliteta 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 obrade, što može utjecati na performanse rezanja. Ako ne možete dobro i dosljedno rezati, pokušajte s drugom serijom ili markom materijala.
• Debljina materijala: Provjerite je li snaga vašeg lasera dovoljna za rezanje debljine. Nedovoljna snaga izravno će rezultirati nepotpunim rezanjem i neravninama.

Sažetak i popis za brzu kontrolu rješavanja problema

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

1. Prvo provjerite plin!

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

2. Zatim, prilagodite fokus!

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

3. Zatim, optimizirajte brzinu i snagu!

• Izvršite parametrijska ispitivanja kako biste pronašli kombinaciju "brzine i snage" bez neravnina.

4. Nakon toga, provjerite mlaznicu i optički put!

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

5. Konačno, razmislite o materijalnim pitanjima!

• Očistite površinu lista ili isprobajte drugi list.

Slijedeći ovaj sustavni postupak rješavanja problema, većina problema s neravninama pri laserskom rezanju tankih ploča može se učinkovito riješiti.