Zručnosti v rezaní laserom s lesklým povrchom

Použitie vláknového laserového rezacieho stroja na rezanie materiálov s lesklým povrchom (ako je zrkadlová nehrdzavejúca oceľ, vysoko lesklý hliník, meď, mosadz atď.) má zásadné rozdiely a veľké výhody oproti použitiu tradičného CO₂ laseru, ale vyžaduje si aj špeciálne zručnosti na dosiahnutie najlepších výsledkov a zaistenie bezpečnosti.

Základný princíp: Vlnová dĺžka vláknového laseru je 1,06 mikrónu a miera absorpcie kovových materiálov je oveľa vyššia ako u CO₂ laseru s 10,6 mikrónmi.To znamená, že vláknový laser sa menej odráža, účinnosť využitia energie je vyššia a riziko poškodenia zariadenia odrazmi je výrazne znížené. To však neznamená, že neexistujú žiadne problémy.

Nasledujú techniky rezania lesklých povrchov špeciálne navrhnuté pre vláknový laserový rezací stroj:

Hlavné výhody a predpoklady

V prvom rade je zrejmé, že najbežnejšiu nehrdzavejúcu oceľ 304 s lesklým povrchom dokážu moderné rezacie stroje s vláknovým laserom zvyčajne rezať priamo bez zložitej predbežnej úpravy, ako je CO₂ laser, a riziko odrazu je extrémne nízke. Problém spočíva najmä v tom, ako dosiahnuť „bezchybný“ rezný povrch, aby sa zabránilo poškriabaniu a oxidácii povrchu.

Kľúčové zručnosti a optimalizácia parametrov

1. Výber plynu a regulácia tlaku (najdôležitejšie)

• Rezanie dusíkom/dusíkom s vysokou čistotou
• Účel: Získanie lesklého povrchu reznej hrany bez oxidácie, striebornobielej alebo prirodzenej farby.
• Požiadavky na tlak: Je potrebný veľmi vysoký tlak vzduchu (zvyčajne > 1,2 MPa alebo aj vyšší). Dusík pod vysokým tlakom dokáže rýchlo odfúknuť roztavený kov, aby sa zabránilo jeho oxidácii a zafarbeniu na rezanom povrchu a zároveň sa ochladil rezný šev.
• Požiadavky na čistotu: Používajte dusík s čistotou 99,99 % alebo vyššou, aby ste predišli oxidácii a žltnutiu a sčerneniu povrchu rezu v dôsledku nečistôt kyslíka.
• Rezanie kyslíkom:
• Používajú sa iba na dosiahnutie rýchlosti rezania a nevadí im vrstva čierneho oxidu na reznom povrchu. Pre obrobky, ktoré si musia zachovať vzhľad „lesklého povrchu“, sa zvyčajne nepoužívajú.

2. Výber trysky a regulácia výšky

• Použitie dvojvrstvovej/zloženej trysky: dvojvrstvová tryska (ako napríklad tryska HighSpeed, LowSpeed) môže vytvoriť stabilnejší, agregovaný prúd vzduchu, schopnosť odstraňovania trosky je silnejšia, obzvlášť vhodná na rezanie lesklých povrchov vysokotlakovým dusíkom.
• Otvor trysky: v závislosti od výberu hrubej dosky sa zvyčajne používa o niečo väčší otvor (napríklad φ2,0, φ3,0), aby sa zabezpečil dostatočný prietok vzduchu.
• Poloha zaostrenia: Skúste mierne upraviť zaostrenie nadol (hlbšie do hárku), aby ste dosiahli vertikálnejší a hladší rez.
• Výška kosenia: udržiavajte konštantnú a presnú výšku kosenia, aby ste zabezpečili stabilné prúdenie vzduchu.

3. Optimalizácia parametrov laseru

• Výkon: Použitie vyššieho výkonu s vysokou rýchlosťou môže znížiť tepelne ovplyvnenú zónu a zabrániť nadmernému taveniu alebo žltnutiu reznej hrany.
• Frekvencia: Zvýšenie frekvencie impulzov (napríklad 500 – 1 000 Hz alebo vyššia) môže spôsobiť, že línia rezu bude jemnejšia a hladšia.
• Pracovný cyklus: upravte vhodný pracovný cyklus za predpokladu zabezpečenia stability rezania, aby ste našli najlepšie parametre dokončenia.
• Rýchlosť rezania: v prípade zabezpečenia prerezania sa snažte použiť vyššiu rýchlosť rezania, aby ste znížili akumuláciu tepla.

4. Riadenie zamerania

• Na nájdenie najlepšej polohy zaostrenia pre materiál a hrúbku lesklého povrchu bol vykonaný test zaostrenia. Mierne negatívne zaostrenie (laserové zaostrenie je vo vnútri platne) zvyčajne pomáha získať lepší vertikálny rez.

Špeciálne upozornenia pre rôzne lesklé materiály

zrkadlová nehrdzavejúca oceľ:

• Prvý ochranný povrch: použitie špeciálnej ochrannej fólie vysokej kvality určenej na laserové rezanie! Toto je najúčinnejší spôsob, ako zabrániť poškriabaniu zrkadlového povrchu rozstrekom vznikajúcim počas rezania a povrchom stola stroja.
• Po odrezaní sa dá ochranná fólia ľahko odtrhnúť, čím sa získa hladký povrch.

Hliník a hliníkové zliatiny (najmä s vysokým leskom):

• Riziko odrazu: Odrazivosť čistého hliníka a hliníka s vysokým obsahom kremíka je stále vysoká. Hoci je riziko nižšie ako pri CO₂, pri vláknových laseroch s ultravysokým výkonom (napr. 10 000 wattov alebo viac) je stále potrebné brať do úvahy možný vplyv spätných odrazov na vnútorné komponenty vláknovej hlavy pri rezaní.
• Parametre: Hliník vedie teplo rýchlo, vyžaduje vyšší špičkový výkon a vyššiu rýchlosť. Použite dusík s vysokou čistotou a na dosiahnutie jasnejšej rezu môže byť potrebné pridať malé množstvo argónu.
• Zavesenie trosky: Rezanie hliníka je ľahké, pretože na dne trosky sa vytvára zavesenie, ktoré je potrebné prekonať optimalizáciou tlaku vzduchu a zaostrenia.

meď a mosadz:

• Vysoká odrazivosť: Čistá meď (meď) je jedným z najodrazivejších kovov a predstavuje tiež riziko pre vláknové lasery. Test vždy začnite s nízkym výkonom.
• Problém s absorpciou: Môže sa použiť zelený vláknový laser (vlnová dĺžka 515 nm). Meď má veľmi vysokú mieru absorpcie zeleného svetla. Je ideálnou voľbou na rezanie medi, ale zariadenie je drahé.
• Mosadz: zinok, pri rezaní sa vytvárajú zinkové pary, časť sa ľahko začierni. Vyžaduje sa dusík pod vysokým tlakom a optimalizujú sa parametre.

Bezpečnostné a prevádzkové odporúčania

1. Prvý test:Pri vysoko reflexných materiáloch (čistá meď, čistý hliník) sa pri prvom rezaní môže najskôr použiť šrot a testovať sa pri nižšom výkone, aby sa pozoroval stav rezania a spätná väzba stroja.

2. Kontrola zariadenia:Uistite sa, že laserová hlava vášho rezacieho stroja s vláknovým laserom je vybavená zariadením proti odrazu (napríklad izolátorom spätného odrazu). Väčšina moderných strojov s optickými vláknami so stredným až vysokým výkonom je štandardne vybavená.

3. Čistenie a údržba:

• Pred rezaním očistite povrch materiálu olejom.
• Pravidelne kontrolujte a čistite trysku a chráňte šošovku. Vysokotlakový plyn počas rezania lesklých plôch môže ľahšie uvoľňovať prach a prichytávať ho na šošovku.

4.Skúšobné rezanie a knižnica parametrov:Vytvorte „knižnicu parametrov rezania jasných povrchov“ pre rôzne materiály, rôzne hrúbky a rôzne požiadavky na povrch a vykonajte overenie skúšobného rezania v malom meradle pri každej výmene materiálu.

Zhrnutie bodov

Záver:V prípade vláknových laserov sa jadro rezania materiálov s lesklým povrchom zmenilo z „ako zabrániť poškodeniu odrazmi“ na „ako optimalizovať proces na dosiahnutie dokonalého rezaného povrchu a ochranu vzhľadu materiálu“. Vďaka kombinácii „jemného nastavenia parametrov ochrany rezacieho povrchu vysokotlakovým dusíkom“ je možné stabilne a efektívne obrábať vysokokvalitné obrobky s lesklým povrchom.