Lasersko rezanje svetlih površinskih veščin

Uporaba stroja za rezanje z vlaknenim laserjem za rezanje materialov s svetlimi površinami (kot so zrcalno nerjaveče jeklo, visokosijajni aluminij, baker, medenina itd.) ima temeljne razlike in velike prednosti v primerjavi z uporabo tradicionalnega CO₂ laserja, vendar zahteva tudi posebne veščine za doseganje najboljših rezultatov in zagotavljanje varnosti.

Osnovno načelo: Valovna dolžina vlakenskega laserja je 1,06 mikrona, stopnja absorpcije kovinskih materialov pa je veliko višja kot pri CO₂ laserju z 10,6 mikrona.To pomeni, da je manj verjetno, da se bo vlakenski laser odbijal, da bo učinkovitost izrabe energije večja in da se bo tveganje za poškodbe opreme zaradi odboja močno zmanjšalo. Vendar to ne pomeni, da ni težav.

Sledijo tehnike rezanja svetlih površin, posebej zasnovane za stroj za lasersko rezanje z vlakni:

Ključne prednosti in prostori

Najprej je jasno, da lahko sodobni stroji za lasersko rezanje z vlakni običajno režejo neposredno brez zapletene predobdelave, kot je CO₂ laser, najpogostejše nerjavno jeklo 304 s svetlo površino, tveganje odboja pa je izjemno majhno. Težava je predvsem v tem, kako doseči "brezhibno" rezalno površino, da se preprečijo površinske praske in oksidacija.

Ključne veščine in optimizacija parametrov

1. Izbira plina in nadzor tlaka (najbolj kritično)

• Rezanje z dušikom/visoko čistim dušikom
• Namen: Doseči svetlo površino rezalnega roba brez oksidacije, srebrno belo ali naravno barvo.
• Zahtevani tlak: Potreben je zelo visok zračni tlak (običajno > 1,2 MPa ali celo višji). Dušik pod visokim tlakom lahko hitro odpihne staljeno kovino, da prepreči njeno oksidacijo in razbarvanje na rezalni površini, hkrati pa ohladi rezalni šiv.
• Zahteve glede čistosti: Uporabite dušik s čistostjo 99,99 % ali več, da preprečite nečistoče kisika, ki bi povzročile oksidacijo in porumenelost ter črnitev rezane površine.
• Rezanje s kisikom:
• Uporabljajo se le za doseganje hitrosti rezanja in ne motijo ​​rezalne površine zaradi črne oksidne plasti. Za obdelovance, ki morajo ohraniti videz "svetle površine", se običajno ne uporabljajo.

2. Izbira šobe in nadzor višine

• Uporaba dvoslojne/sestavljene šobe: dvoslojna šoba (kot je šoba HighSpeed, LowSpeed) lahko tvori stabilnejši, agregiran pretok zraka, sposobnost odstranjevanja žlindre je močnejša, še posebej primerna za rezanje površin z visokotlačnim dušikom.
• Odprtina šobe: glede na izbiro debele plošče običajno uporabite nekoliko večjo odprtino (npr. φ2,0, φ3,0), da zagotovite zadosten pretok zraka.
• Položaj ostrenja: Poskusite ostrenje nekoliko prilagoditi navzdol (globlje v list), da dobite bolj navpičen in gladek rez.
• Višina košnje: vzdržujte konstantno in natančno višino košnje, da zagotovite stabilen pretok zraka.

3. Optimizacija laserskih parametrov

• Moč: Uporaba večje moči pri visoki hitrosti lahko zmanjša območje vpliva toplote in prepreči prekomerno taljenje ali rumenenje rezalnega roba.
• Frekvenca: Povečanje frekvence impulzov (na primer 500–1000 Hz ali več) lahko naredi linijo reza bolj nežno in gladko.
• Delovni cikel: prilagodite ustrezen delovni cikel, pod pogojem zagotavljanja stabilnosti rezanja, da najdete najboljše parametre končne obdelave.
• Hitrost rezanja: v primeru zagotavljanja skoznjega reza poskusite uporabiti višjo hitrost rezanja, da zmanjšate kopičenje toplote.

4. Upravljanje fokusa

• Izveden je bil test ostrenja, da bi našli najboljši položaj ostrenja za svetli površinski material in debelino. Običajno rahlo negativni fokus (laserski fokus je znotraj plošče) pomaga dobiti boljši navpični prerez.

Posebna opozorila za različne sijajne materiale

ogledalo iz nerjavečega jekla:

• Prva zaščitna površina: uporaba visokokakovostne posebne zaščitne folije za lasersko rezanje! To je najučinkovitejši način za preprečevanje, da bi brizganje, ki nastane med rezanjem, in površina mize stroja opraskale zrcalno površino.
• Po rezanju lahko zaščitno folijo enostavno odtrgamo, da dobimo gladko površino.

Aluminij in aluminijeve zlitine (zlasti visokosijajne):

• Tveganje odbojnosti: Odbojnost čistega aluminija in aluminija z visoko vsebnostjo silicija je še vedno visoka. Čeprav je tveganje manjše kot pri CO₂, morajo biti ultrazmogljivi vlakenski laserji (npr. 10.000 vatov ali več) med rezanjem še vedno pozorni na morebiten vpliv povratnih odbojev na notranje komponente vlakenske glave.
• Parametri: Aluminij hitro prevaja toploto, zahteva večjo konično moč in večjo hitrost. Uporabite dušik visoke čistosti in morda boste morali dodati majhno količino argona, da dobite svetlejši del.
• Obešanje žlindre: Rezanje aluminija je enostavno za nastanek obtežene žlindre na dnu, kar je treba odpraviti z optimizacijo zračnega tlaka in fokusa.

baker in medenina:

• Visoka odbojnost: Čisti baker (baker) je ena najbolj odbojnih kovin in predstavlja tudi tveganje za vlakenske laserje. Preizkus vedno začnite z nizko močjo.
• Problem absorpcije: Uporabiti je mogoče zeleni vlakenski laser (valovna dolžina 515 nm). Baker ima zelo visoko stopnjo absorpcije zelene svetlobe. Je idealna izbira za rezanje bakra, vendar je oprema draga.
• Medenina: cink, pri rezanju se sproščajo cinkovi hlapi, prerez se zlahka črni. Potreben je dušik pod visokim tlakom in optimizirani parametri.

Varnostna in operativna priporočila

1. Prvi preizkus:Pri visoko odbojnih materialih (čisti baker, čisti aluminij) se lahko pri prvem rezanju najprej uporabi odpadni material, ki se nato preizkusi pri nižji moči, da se opazuje stanje rezanja in povratne informacije stroja.

2. Pregled opreme:Prepričajte se, da je laserska glava vašega stroja za lasersko rezanje z vlakni opremljena z napravo za zaščito pred odbojem (kot je izolator povratnega odboja). Večina sodobnih strojev z optičnimi vlakni srednje do visoke moči je standardno vgrajenih.

3. Čiščenje in vzdrževanje:

• Pred rezanjem površino materiala očistite z oljem.
• Redno preverjajte in čistite šobo ter zaščitite lečo. Visokotlačni plin med rezanjem svetle površine lahko lažje dvigne prah in ga pritrdi na lečo.

4.Poskusno rezanje in knjižnica parametrov:Vzpostavite »knjižnico parametrov rezanja svetle površine« za različne materiale, različne debeline in različne zahteve glede površine ter izvedite preverjanje poskusnega rezanja v majhnem obsegu vsakič, ko zamenjate material.

Povzetki točk

Zaključek:Pri vlakenskih laserjih se je jedro rezanja materialov s svetlo površino spremenilo iz »kako preprečiti poškodbe zaradi odboja« v »kako optimizirati postopek za doseganje popolne rezane površine in zaščito videza materiala«. S kombinacijo »fine nastavitve parametrov zaščitnega filma rezalne površine z visokotlačnim dušikom visoke čistosti« je mogoče stabilno in učinkovito obdelovati visokokakovostne obdelovance s svetlo površino.