Kako rešiti problem zarez pri laserskem rezanju tankih plošč

Pojav ostružkov pri laserskem rezanju tankih plošč je zelo pogosta težava. Običajno ga ne povzroča en sam dejavnik, temveč je posledica skupnega učinka več dejavnikov, kot so oprema, parametri, materiali in plini. Za sistematično rešitev te težave lahko sledimo postopku odpravljanja težav od preprostega do težkega in od programske do strojne opreme. Nato bomo podrobneje opisali specifične operacije in rešitve za vsak korak:

1. korak: Preverjanje in prilagajanje osnovnih parametrov (najpogostejše problematično področje)

1. Položaj fokusa

• Položaj fokusa je eden najpomembnejših parametrov, ki vplivajo na kakovost rezanja. Nepravilen fokus povzroči, da energija ni koncentrirana, zaradi česar ni mogoče učinkovito odpihovati žlindre.
• Simptomi: Tako previsoko kot prenizko ostrenje povzroči, da se žlindra oprime dna (odreže).

Rešitev:

• Izvedite kalibracijo ostrenja: Najprej se prepričajte, da je ostrenje vaše opreme natančno. Uporabite merilnik ostrenja ali funkcijo samodejne kalibracije.
• Izvedite testiranje ostrenja: Na odpadnem kosu narišite ravno črto ali krog na različnih položajih ostrenja (na primer od -1 mm do +1 mm, z intervalom 0,2 mm) in opazujte, kateri položaj ima najmanj ostrih robov. Pri tankih ploščah je običajno priporočljivo uporabiti negativno defokusiranje (tj. ostrenje je pod površino plošče, na razdalji približno 1/3 do 1/2 debeline plošče), kar lahko tvori širši rez in olajša odpihovanje žlindre navzdol s tokom plina.

2. Pomožni plin

Vrsta in čistost plina:

• Rezanje ogljikovega jekla: Obvezna uporaba kisika. Kisik sodeluje v reakciji zgorevanja, zagotavlja dodatno energijo in tvori železov oksid z nizkim tališčem, ki ga pretok plina zlahka odpihne. Če se uporabi zrak ali dušik, nastane velika količina črnih žlindrnih ostankov.
• Rezanje nerjavečega jekla, aluminijevih zlitin: Uporabljati je treba dušik visoke čistosti. Naloga dušika je odpihniti staljeno kovino in preprečiti oksidacijo. Če je čistost dušika nezadostna (priporočena nad 99,9 %) ali je tlak prenizek, se bodo na dnu materiala zaradi oksidacije in nezadostnega hlajenja oblikovali ostružki.

Tlak plina:

• Prenizek tlak: Žlindre ni mogoče učinkovito odpihniti, zaradi česar se na dnu nabirajo ostanki.
• Previsok tlak: Pri tankih ploščah lahko prekomerni tlak ustvari vrtince na rezu, kar oslabi učinek pihanja žlindre in lahko povzroči hrapave površine reza ter celo težko odstranljive staljene kepe.

Rešitev:Upoštevajte priporočene parametre proizvajalca opreme glede na vrsto in debelino materiala ter jih ustrezno prilagodite. Na primer, pri rezanju 1 mm ogljikovega jekla je tlak kisika običajno med 0,8 in 1,2 bara.

3. Hitrost rezanja in moč laserja

• To dvoje mora biti popolnoma usklajeno.
• Prevelika hitrost: Nezadosten vnos energije, material se ne stopi in ne razreže popolnoma, na dnu pa ostanejo neprekinjeni, lepljivi robovi.
• Prepočasna hitrost: Prekomerni vnos energije povzroči prekomerno taljenje materiala, kar ima za posledico hrapavo površino reza in celo nastanek težko odstranljivih staljenih grudic.
• Neusklajenost moči: Prenizka moč je enakovredna prehitri hitrosti, previsoka moč pa prepočasni hitrosti.

Rešitev:

• Izvedite testiranje parametrov: Določite druge parametre in prilagodite hitrost rezanja ter moč, da najdete najboljšo kombinacijo "hitrosti in moči". Idealno stanje rezanja je vzorec, podoben cvetu, ki se enakomerno razprši navzdol.

2. korak: Preverjanje stanja strojne in druge opreme

Če prilagoditve parametrov niso učinkovite, je treba preveriti samo opremo.

1. Šoba

• Izbira šobe: Uporaba šobe s prevelikim premerom (npr. φ2,0 ali več) ne prispeva k koncentraciji pretoka plina. Za tanke plošče je priporočljivo uporabiti šobo z majhnim premerom (npr. φ1,0 ali φ1,5), ki lahko ustvari hitrejši pretok plina in ima boljši učinek pihanja žlindre.
• Stanje šobe: Preverite, ali na odprtini šobe brizga žlindra, je obrabljena ali deformirana. Poškodovana šoba bo motila koncentričnost in stabilnost pretoka plina in jo je treba pravočasno zamenjati.
• Višina šobe: Razdalja med šobo in površino plošče (običajno 0,5–1,5 mm) je zelo pomembna. Previsoka razdalja bo povzročila razpršitev plinskega toka in šibek učinek pihanja žlindre; prenizka razdalja bo zlahka trčila v ploščo in poškodovala šobo.

2.Optične leče

• Čistoča: Če sta zaščitno in fokusno zrcalo onesnažena, se bo moč laserja zmanjšala, kar bo povzročilo zmanjšanje rezalne sposobnosti in nastanek ostružkov. Zrcala redno čistite z brezvodnim etanolom in čistilnim papirjem.
• Kakovost: Preverite morebitne mikroskopske poškodbe ali staranje premaza na ogledalih, ki morda niso vidne s prostim očesom. Po potrebi jih zamenjajte.

3. Laserski žarek

• Koncentričnost žarka: Središče odprtine šobe mora biti natančno poravnano s središčem laserskega žarka. Če nista koncentrična, bodo rezi asimetrični, pri čemer bo ena stran gladka, druga pa z zarobki.
• Metoda kalibracije: Na sprednjo stran šobe nalepite plast maskirnega traku, sprožite impulz in opazujte, ali je luknja na sredini šobe. Če ni na sredini, je treba kalibracijo izvesti v skladu z navodili za uporabo opreme.
• Stabilnost opreme: Preverite, ali je oprema mehansko nihana ali ohlapna, saj lahko to vpliva na stabilnost rezanja.

3. korak: Materiali in drugi dejavniki

Material sam

• Kakovost površine: Olje, rja in premazi na površini pločevine lahko otežijo rezanje in povzročijo ostružke. Pred rezanjem pločevino očistite.
• Vrsta materiala: Različne znamke in serije materialov imajo različne sestave zlitin in površinske obdelave, kar lahko vpliva na učinkovitost rezanja. Če ne morete dobro in enakomerno rezati, poskusite z drugo serijo ali znamko materiala.
• Debelina materiala: Prepričajte se, da je moč vašega laserja zadostna za rezanje debeline. Nezadostna moč bo neposredno povzročila nepopolno rezanje in ostružke.

Povzetek in seznam za hitro odpravljanje težav

Če naletite na težave z brušenjem, sledite temu zaporedju za hitro odpravljanje težav:

1. Najprej preverite plin!

• Za rezanje ogljikovega jekla: Uporabite kisik in preverite, ali je tlak zadosten.
• Za rezanje nerjavečega jekla/aluminija: Uporabite dušik visoke čistosti in preverite čistost ter tlak.

2. Nato prilagodite fokus!

• Izvedite preizkus ostrenja, da najdete optimalen položaj ostrenja. Pri tankih ploščah poskusite z negativnim defokusiranjem.

3. Nato optimizirajte hitrost in moč!

• Izvedite parametrske preizkuse, da najdete kombinacijo "hitrost-moč" brez zarez.

4. Po tem preverite šobo in optično pot!

• Zamenjajte šobo majhnega premera, ki je na otip in videz dobra.
• Preverite in očistite ogledala.
• Kalibrirajte koncentričnost šobe in laserskega žarka.

5. Nenazadnje razmislite o materialnih vprašanjih!

• Očistite površino lista ali poskusite z drugim listom za testiranje.

Z upoštevanjem tega sistematičnega postopka odpravljanja težav je mogoče učinkovito odpraviti večino težav z ostrimi robovi pri laserskem rezanju tankih plošč.