Ako vyriešiť problém otrepov pri laserovom rezaní tenkých plechov

Výskyt otrepov pri laserovom rezaní tenkých plechov je veľmi častý problém. Zvyčajne to nie je spôsobené jedným faktorom, ale je výsledkom kombinovaného účinku viacerých faktorov, ako sú zariadenia, parametre, materiály a plyny. Na systematické riešenie tohto problému môžeme postupovať podľa postupu riešenia problémov od jednoduchého po zložitý a od softvéru po hardvér. Ďalej podrobne rozoberieme konkrétne operácie a riešenia pre každý krok:

Krok 1: Kontrola a nastavenie základných parametrov (najčastejšia problematická oblasť)

1. Poloha zaostrenia

• Poloha zaostrenia je jedným z najdôležitejších parametrov ovplyvňujúcich kvalitu rezania. Nesprávne zaostrenie povedie k nekoncentrácii energie, čo znemožní efektívne odfúknutie trosky.
• Príznaky: Príliš vysoké alebo príliš nízke zaostrenie spôsobí priľnutie trosky na dno (otrepy).

Riešenie:

• Vykonajte kalibráciu zaostrenia: Najprv sa uistite, že vaše zariadenie je správne zaostrené. Použite meradlo zaostrenia alebo funkciu automatickej kalibrácie.
• Vykonajte testovanie zaostrenia: Na odrezku narežte priamku alebo kruh v rôznych polohách zaostrenia (napríklad od -1 mm do +1 mm s intervalom 0,2 mm) a pozorujte, ktorá poloha má najmenej otrepov. Pri tenkých plechoch sa zvyčajne odporúča použiť negatívne rozostrenie (t. j. zaostrenie je pod povrchom plechu, vo vzdialenosti približne 1/3 až 1/2 hrúbky plechu), čo môže vytvoriť širší rez a uľahčiť odfúknutie trosky smerom nadol prúdom plynu.

2. Pomocný plyn

Typ a čistota plynu:

• Rezanie uhlíkovej ocele: Je potrebné použiť kyslík. Kyslík sa zúčastňuje spaľovacej reakcie, poskytuje dodatočnú energiu a tvorí oxid železa s nízkou teplotou topenia, ktorý sa ľahko odfúkne prúdom plynu. Ak sa použije vzduch alebo dusík, vznikne veľké množstvo čiernych troskových výrastkov.
• Rezanie nehrdzavejúcej ocele a hliníkových zliatin: Musí sa používať dusík s vysokou čistotou. Úlohou dusíka je odfúknuť roztavený kov a zabrániť oxidácii. Ak je čistota dusíka nedostatočná (odporúča sa nad 99,9 %) alebo je tlak príliš nízky, na spodnej strane materiálu sa v dôsledku oxidácie a nedostatočného chladenia vytvoria otrepy.

Tlak plynu:

• Príliš nízky tlak: Nedokáže účinne odfúknuť trosku, čo vedie k hromadeniu otrepov na dne.
• Príliš vysoký tlak: Pri tenkých plechoch môže nadmerný tlak vytvárať víry v mieste rezu, čo oslabuje účinok fúkania trosky a môže spôsobiť drsné povrchy rezu a dokonca aj ťažko odstrániteľné hrudky roztavenej hmoty.

Riešenie:Pozrite si odporúčané parametre od výrobcu zariadenia na základe typu a hrúbky materiálu a podľa toho vykonajte jemné úpravy. Napríklad pri rezaní 1 mm uhlíkovej ocele je tlak kyslíka zvyčajne medzi 0,8 – 1,2 baru.

3. Rýchlosť rezania a výkon laseru

• Tieto dve veci musia byť dokonale zladené.
• Príliš vysoká rýchlosť: Nedostatočný vstup energie, materiál nie je úplne roztavený a narezaný, čo zanecháva na spodnej strane súvislé, lepkavé otrepy.
• Príliš pomalá rýchlosť: Nadmerný vstup energie spôsobuje nadmerné roztavenie materiálu, čo má za následok drsný povrch rezu a dokonca aj tvorbu ťažko odstrániteľných roztavených hrudiek.
• Nesúlad výkonu: Príliš nízky výkon zodpovedá príliš vysokej rýchlosti a príliš vysoký výkon zodpovedá príliš pomalej rýchlosti.

Riešenie:

• Vykonajte testovanie parametrov: Opravte ďalšie parametre a upravte rýchlosť rezania a výkon, aby ste našli najlepšiu kombináciu „rýchlosti a výkonu“. Ideálny stav rezania je kvetinový vzor, ​​ktorý sa rovnomerne rozptyľuje smerom nadol.

Krok 2: Kontrola stavu hardvéru a zariadení

Ak sú úpravy parametrov neúčinné, je potrebné skontrolovať samotné zariadenie.

1. Tryska

• Výber trysky: Použitie trysky s príliš veľkým priemerom (napríklad φ2,0 alebo väčším) neprispieva ku koncentrácii prúdu plynu. Pre tenké plechy sa odporúča použiť trysku s malým priemerom (napríklad φ1,0 alebo φ1,5), ktorá dokáže vytvoriť prúd plynu s vyššou rýchlosťou a mať lepší účinok fúkania trosky.
• Stav trysky: Skontrolujte, či na otvore trysky nedochádza k striekaniu trosky, opotrebovaniu alebo deformácii. Poškodená tryska naruší sústrednosť a stabilitu prúdenia plynu a musí sa včas vymeniť.
• Výška trysky: Vzdialenosť medzi tryskou a povrchom dosky (zvyčajne 0,5 – 1,5 mm) je veľmi dôležitá. Príliš vysoká vzdialenosť spôsobí rozptyl prúdu plynu a efekt fúkania trosky bude slabý; príliš nízka vzdialenosť môže ľahko naraziť na dosku a poškodiť trysku.

2.Optické šošovky

• Čistota: Ak sú ochranné zrkadlo a zaostrovacie zrkadlo znečistené, zníži sa výkon laseru, čo má za následok zníženie reznej schopnosti a tvorbu otrepov. Zrkadlá pravidelne čistite bezvodým etanolom a čistiacim papierom na šošovky.
• Kvalita: Skontrolujte, či na zrkadlách nie sú mikroskopické poškodenia alebo starnutie povlaku, ktoré nemusí byť viditeľné voľným okom. V prípade potreby ich vymeňte.

3. Laserový lúč

• Sústrednosť lúča: Stred otvoru trysky musí byť presne zarovnaný so stredom laserového lúča. Ak nie sú sústredné, dôjde k asymetrickým rezom, pričom jedna strana bude hladká a druhá strana bude mať ostré hrany.
• Metóda kalibrácie: Nalepte vrstvu maskovacej pásky na prednú časť trysky, spustite impulz a sledujte, či sa otvor nachádza v strede trysky. Ak je mimo stredu, kalibrácia by sa mala vykonať podľa návodu na obsluhu zariadenia.
• Stabilita zariadenia: Skontrolujte mechanické vibrácie alebo uvoľnenie zariadenia, pretože to môže ovplyvniť stabilitu rezania.

Krok 3: Materiály a ďalšie faktory

Samotný materiál

• Kvalita povrchu: Olej, hrdza a povlaky na povrchu plechu môžu sťažiť rezanie a spôsobiť otrepy. Pred rezaním plech očistite.
• Typ materiálu: Rôzne značky a šarže materiálov majú rôzne zloženie zliatin a povrchové úpravy, čo môže ovplyvniť rezný výkon. Ak nedokážete rezať dobre a konzistentne, vyskúšajte inú šaržu alebo značku materiálu.
• Hrúbka materiálu: Uistite sa, že výkon vášho lasera je dostatočný na rezanie požadovanej hrúbky. Nedostatočný výkon bude mať priamy vplyv na neúplné rezanie a otrepy.

Súhrn a kontrolný zoznam pre rýchle riešenie problémov

Ak sa vyskytnú problémy s otrepávaním, postupujte podľa tohto postupu pre rýchle riešenie problémov:

1. Najprv skontrolujte plyn!

• Na rezanie uhlíkovej ocele: Použite kyslík a skontrolujte, či je tlak dostatočný.
• Na rezanie nehrdzavejúcej ocele/hliníka: Použite vysoko čistý dusík a skontrolujte čistotu a tlak.

2. Ďalej upravte zaostrenie!

• Vykonajte test zaostrenia, aby ste našli optimálnu polohu zaostrenia. Pri tenkých doskách vyskúšajte negatívne rozostrenie.

3. Potom optimalizujte rýchlosť a výkon!

• Vykonajte testy parametrov, aby ste našli kombináciu „rýchlosti a výkonu“ bez otrepov.

4. Potom skontrolujte trysku a optickú dráhu!

• Vymeňte trysku s malým priemerom, ktorá vyzerá a pôsobí dobre.
• Skontrolujte a vyčistite zrkadlá.
• Kalibrujte súososť trysky a laserového lúča.

5. Nakoniec zvážte materiálne otázky!

• Očistite povrch plechu alebo vyskúšajte iný plech.

Dodržiavaním tohto systematického postupu riešenia problémov je možné efektívne vyriešiť väčšinu problémov s otrepmi pri rezaní tenkých plechov laserom.