Johdatus laserleikkaukseen

1. Erikoislaite

Vähentääkseen polttopisteen koon muutosta, joka johtuu esifokusäteen koon muutoksesta, laserleikkausjärjestelmän valmistaja tarjoaa käyttäjien valittavaksi joitain erikoislaitteita:

(1) Kollimaattori.Tämä on yleinen menetelmä, eli CO2-laserin lähtöpäähän lisätään kollimaattori laajennuskäsittelyä varten.Laajentumisen jälkeen säteen halkaisija kasvaa ja hajontakulma pienenee niin, että säteen koko ennen lähi- ja kaukopään tarkennusta on lähellä samaa leikkaustyöskentelyalueella.

(2) Leikkuupäähän on lisätty itsenäinen liikkuvan linssin ala-akseli, joka on kaksi itsenäistä osaa, joiden Z-akseli ohjaa suuttimen ja materiaalipinnan välistä etäisyyttä.Kun työstökoneen työpöytä liikkuu tai optinen akseli liikkuu, säteen F-akseli liikkuu samalla läheisestä päästä etäpäähän, jolloin pisteen halkaisija pysyy samana koko työstöalueella työstön jälkeen. säde on tarkennettu.

(3) Säädä tarkennuslinssin vedenpainetta (yleensä metalliheijastustarkennusjärjestelmä).Jos säteen koko ennen tarkennusta pienenee ja polttopisteen halkaisija kasvaa, veden painetta ohjataan automaattisesti muuttamaan tarkennuskaarta polttopisteen halkaisijan pienentämiseksi.

(4) Kompensoiva optinen polkujärjestelmä X- ja Y-suunnassa lisätään lentävään optisen polun leikkauskoneeseen.Toisin sanoen, kun leikkauksen distaalisen pään optinen reitti kasvaa, optinen kompensointipolku lyhenee;Päinvastoin, kun optista polkua leikkauspään lähellä pienennetään, optista kompensointipolkua kasvatetaan optisen reitin pituuden pitämiseksi yhtenäisenä.

2. Leikkaus- ja rei'itystekniikka

Kaikenlainen lämpöleikkaustekniikka, lukuun ottamatta muutamia tapauksia, jotka voivat alkaa levyn reunasta, yleensä levyyn on porattava pieni reikä.Aikaisemmin laserleimausmassakoneessa reikä lävistettiin lävistimellä ja leikattiin sitten pienestä reiästä laserilla.Laserleikkauskoneissa, joissa ei ole leimauslaitetta, on kaksi perusperforointimenetelmää:

(1) Puhallusporaus: Kun materiaalia on säteilytetty jatkuvalla laserilla, keskelle muodostuu kuoppa, jonka jälkeen sula materiaali poistetaan nopeasti koaksiaalisella happivirralla lasersäteen kanssa reiän muodostamiseksi.Yleensä reiän koko on suhteessa levyn paksuuteen.Puhallusreiän keskihalkaisija on puolet levyn paksuudesta.Siksi paksumman levyn puhallusreiän halkaisija on suuri eikä pyöreä.Se ei sovellu käytettäväksi osissa, joilla on korkeammat vaatimukset (kuten öljyseulasauman putki), vaan ainoastaan ​​jätteeseen.Lisäksi, koska rei'itykseen käytetty hapen paine on sama kuin leikkaamiseen, roiske on suuri.

Lisäksi pulssirei'itys tarvitsee myös luotettavamman kaasupolun ohjausjärjestelmän kaasutyypin ja kaasun paineen vaihtamisen ja rei'itysajan ohjauksen toteuttamiseksi.Pulssirei'ityksen tapauksessa korkealaatuisen viillon saamiseksi tulee kiinnittää huomiota siirtymätekniikkaan pulssirei'ittämisestä työkappaleen ollessa paikallaan vakionopeuteen työkappaleen jatkuvaan leikkaamiseen.Teoreettisesti kiihdytysosan leikkausolosuhteita voidaan yleensä muuttaa, kuten polttoväliä, suuttimen asentoa, kaasun painetta jne., mutta itse asiassa yllä olevia olosuhteita ei todennäköisesti muuteta lyhyen ajan vuoksi.

3. Suuttimen suunnittelu ja ilmavirran ohjaustekniikka

Teräksen laserleikkauksessa happi ja fokusoitu lasersäde ammutaan leikattavaan materiaaliin suuttimen läpi, jolloin muodostuu ilmavirtaussäde.Ilmavirran perusvaatimus on, että ilmavirran tulee olla suuri ja nopeuden tulee olla suuri, jotta riittävä hapettuminen voi saada viiltomateriaalin suorittamaan täysin eksotermisen reaktion;Samalla on tarpeeksi vauhtia sulan materiaalin suihkuttamiseen ja puhaltamiseen.Siksi palkin laadun ja sen ohjauksen, joka vaikuttaa suoraan leikkauslaatuun, lisäksi suuttimen suunnittelu ja ilmavirran säätö (kuten suuttimen paine, työkappaleen asema ilmavirrassa jne.). ) ovat myös erittäin tärkeitä tekijöitä.Laserleikkaussuuttimessa on yksinkertainen rakenne, toisin sanoen kartiomainen reikä, jonka päässä on pieni pyöreä reikä.Suunnittelussa käytetään yleensä kokeita ja virhemenetelmiä.

Koska suutin on yleensä valmistettu punakuparista ja sen tilavuus on pieni, se on herkkä osa ja se on vaihdettava usein, joten hydrodynaamista laskentaa ja analyysiä ei tehdä.Käytössä kaasu, jolla on tietty paine PN (mittaripaine PG), johdetaan suuttimen sivulta, jota kutsutaan suutinpaineeksi.Se työntyy ulos suuttimen ulostuloaukosta ja saavuttaa työkappaleen pinnan tietyn matkan läpi.Sen painetta kutsutaan leikkauspaineeksi PC, ja lopuksi kaasu laajenee ilmakehän paineeseen PA.Tutkimustyö osoittaa, että PN:n kasvaessa virtausnopeus kasvaa ja myös PC kasvaa.

Laskemiseen voidaan käyttää seuraavaa kaavaa: v = 8,2d2 (PG + 1) V - kaasun virtausnopeus L / mieli - suuttimen halkaisija MMPg - suuttimen paine (ylipaine) bar

Eri kaasuille on eri painekynnykset.Kun suuttimen paine ylittää tämän arvon, kaasuvirtaus on normaali vino iskuaalto ja kaasun virtausnopeus siirtyy aliääninopeudesta yliääneen.Tämä kynnysarvo liittyy PN:n ja PA:n suhteeseen ja kaasumolekyylien vapausasteeseen (n): esimerkiksi n = 5 hapen ja ilman, joten sen kynnys PN = 1bar × (1.2)3.5=1.89bar. Kun suuttimen paine on korkeampi, PN / PA = (1 + 1 / N) 1 + n / 2 (PN; 4bar), ilmavirta on normaali, vino iskuntiiviste muuttuu positiiviseksi, leikkauspaine PC laskee, ilma virtausnopeus laskee ja työkappaleen pintaan muodostuu pyörrevirtoja, mikä heikentää ilmavirran roolia sulan materiaalin poistamisessa ja vaikuttaa leikkausnopeuteen.Siksi suutin, jossa on kartiomainen reikä ja pieni pyöreä reikä päässä, otetaan käyttöön, ja hapen suutinpaine on usein alle 3 bar.


Postitusaika: 26.2.2022