Bekijk het principe en de voordelen van een lasersnijmachine

Lasersnijmachine wordt veel gebruikt in onderwijs, militaire en industriële gebieden vanwege de hoge snijkwaliteit en hoge snij-efficiëntie. Lasersnijmachine kan metaal en niet-metaal snijden, en Han's superenergielasersnijmachine wordt voornamelijk gebruikt voor het snijden van metalen materialen, dus wat is het principe van een lasersnijmachine?

Principe van lasersnijmachine - introductie

Lasersnijmachinetechnologie gebruikt de energie die vrijkomt wanneer de laserstraal het metalen plaatoppervlak raakt. De metalen plaat smelt en de slak wordt door gas weggeblazen. Omdat het laservermogen zo geconcentreerd is, wordt slechts een kleine hoeveelheid warmte overgedragen naar andere delen van de metalen plaat, waardoor er weinig of geen vervorming optreedt. Complex gevormde plano's kunnen met een laser zeer nauwkeurig worden gesneden en de gesneden plano's behoeven geen verdere bewerking.

De laserbron gebruikt over het algemeen een koolstofdioxidelaserstraal met een werkvermogen van 500-5000 watt. Dit vermogensniveau is lager dan de vereisten van veel huishoudelijke elektrische kachels. De laserstraal wordt door een lens en een reflector in een klein gebied gefocusseerd. De hoge concentratie van energie veroorzaakt snelle lokale verwarming om de metalen plaat te doen smelten.

Roestvrij staal van minder dan 16 mm kan worden gesneden met lasersnijapparatuur en roestvrij staal met een dikte van 8-10 mm kan worden gesneden door zuurstof aan de laserstraal toe te voegen, maar na het snijden met zuurstof zal er een dunne oxidefilm op het snijoppervlak worden gevormd. De maximale snijdikte kan worden verhoogd tot 16 mm, maar de maatfout van snijdelen is groot.

Als hightech lasertechnologie heeft het sinds het begin laserproducten ontwikkeld die geschikt zijn voor verschillende industrieën volgens verschillende sociale behoeften, zoals laserprinters, laserschoonheidsmachines, lasermarkeermachines, CNC-lasersnijmachines, lasersnijmachines en andere producten . Vanwege de late start van de binnenlandse laserindustrie is deze achtergebleven bij sommige ontwikkelde landen op het gebied van technologisch onderzoek en ontwikkeling. Momenteel produceren fabrikanten van binnenlandse laserproducten laserproducten. Enkele belangrijke reserveonderdelen, zoals laserbuizen, aandrijfmotoren, galvanometers en focuslenzen, worden nog steeds geïmporteerd. Hierdoor zijn de kosten gestegen en zijn de lasten voor de consument toegenomen.

In de afgelopen jaren, met de vooruitgang van de binnenlandse lasertechnologie, zijn de R&D en productie van de complete machine en sommige onderdelen geleidelijk dichter bij buitenlandse geavanceerde producten gekomen. In sommige opzichten is het zelfs beter dan buitenlandse producten. Naast de voordelen van Jaeger domineert het nog steeds de binnenlandse markt. In termen van precisieverwerking en uitrusting, stabiliteit en uithoudingsvermogen hebben buitenlandse geavanceerde producten echter nog steeds absolute voordelen.

Principe van lasersnijmachine - principe.

In de lasersnijmachine is het belangrijkste werk de laserbuis, dus het is noodzakelijk dat we de laserbuis begrijpen.

We kennen allemaal het belang van laserbuizen in laserapparatuur. Laten we de meest voorkomende laserbuizen gebruiken om te beoordelen. CO2 laserbuis.

De samenstelling van de laserbuis is gemaakt van hard glas, dus een kwetsbaar en broos materiaal. Om de CO2-laserbuis te begrijpen, moeten we eerst de structuur van de laserbuis begrijpen. Kooldioxidelasers zoals deze gebruiken een gelaagde hulsstructuur en de binnenste laag is een ontladingsbuis. De diameter van de CO2-laserontladingsbuis is echter dikker dan de laserbuis zelf. De dikte van de ontladingsbuis is evenredig met de diffractiereactie veroorzaakt door de grootte van de lichtvlek, en de lengte van de ontladingsbuis is ook gerelateerd aan het uitgangsvermogen van de ontladingsbuis. De schaal van het monster.

Tijdens de werking van de lasersnijmachine zal de laserbuis een grote hoeveelheid warmte genereren, wat de normale werking van de snijmachine beïnvloedt. Daarom is er een waterkoeler in een speciale ruimte nodig om de laserbuis te koelen om ervoor te zorgen dat de lasersnijmachine normaal kan werken bij een constante temperatuur. De 200W laser kan CW-6200 gebruiken en de koelcapaciteit is 5,5 KW. De 650W-laser gebruikt CW-7800 en de koelcapaciteit kan oplopen tot 23KW.

Principe van lasersnijmachine - snijkarakteristieken.

Voordelen van lasersnijden:.

Voordeel 1 - hoog rendement.

Vanwege de transmissiekarakteristieken van de laser is de lasersnijmachine over het algemeen uitgerust met meerdere numerieke besturingswerktafels en kan het hele snijproces volledig digitaal worden bestuurd. Tijdens het gebruik kan het alleen door het NC-programma te wijzigen worden toegepast op het snijden van onderdelen met verschillende vormen, wat zowel tweedimensionaal snijden als driedimensionaal snijden kan realiseren.

Voordeel 2 - snel.

1200W lasersnijden van 2 mm dikke koolstofarme stalen plaat, snijsnelheid tot 600 cm/min. De snijsnelheid van 5 mm dikke polypropyleenharsplaat kan oplopen tot 1200 cm/min. Het is niet nodig om het materiaal vast te klemmen en vast te zetten tijdens het lasersnijden.

Voordeel 3 - goede snijkwaliteit.

1: lasersnijspleet is dun en smal, beide zijden van de spleet zijn parallel en loodrecht op het snijvlak en de maatnauwkeurigheid van het uitgesneden deel kan reiken± 0,05mm.

2： Het snijoppervlak is glad en mooi, en de oppervlakteruwheid is slechts tientallen microns. Zelfs lasersnijden kan als laatste proces worden gebruikt en onderdelen kunnen direct worden gebruikt zonder bewerking.

3： Nadat het materiaal met een laser is gesneden, is de breedte van de door warmte beïnvloede zone erg klein en wordt de prestatie van het materiaal in de buurt van de spleet bijna niet beïnvloed, en de vervorming van het werkstuk is klein, de snijnauwkeurigheid is hoog, de geometrische vorm van de spleet is goed, en de vorm van de dwarsdoorsnede van de spleet is relatief glad. Regelmatige rechthoek. Vergelijking van lasersnijden, oxyacetyleensnijden en plasmasnijmethoden wordt weergegeven in tabel 1. Het snijmateriaal is een 6,2 mm dikke koolstofarme staalplaat.

Voordeel IV - contactloos snijden.

Tijdens het lasersnijden is er geen direct contact tussen de lastoorts en het werkstuk en is er geen gereedschapsslijtage. Om onderdelen met verschillende vormen te bewerken, is het niet nodig om het "gereedschap" te wijzigen, maar alleen de uitvoerparameters van de laser. Het lasersnijproces heeft een laag geluidsniveau, kleine trillingen en kleine vervuiling.

Voordeel 5 - veel materialen kunnen worden gesneden.

Vergeleken met oxyacetyleensnijden en plasmasnijden, heeft lasersnijden vele soorten materialen, waaronder metaal, niet-metaal, metalen matrix en niet-metalen matrixcomposietmaterialen, leer, hout en vezels, enz.

Principe van lasersnijmachine - snijmethode.

Op maat gesneden.

Dit betekent dat het verwijderen van het behandelde materiaal voornamelijk wordt uitgevoerd door het materiaal te verdampen.

Tijdens het verdampingssnijproces stijgt de temperatuur van het werkstukoppervlak snel tot de verdampingstemperatuur onder invloed van de gefocusseerde laserstraal, verdampt een groot aantal materialen en wordt de gevormde hogedrukstoom met supersonische snelheid naar buiten gespoten. Tegelijkertijd wordt er een "gat" gevormd in het laseractiegebied en wordt de laserstraal vele malen in het gat gereflecteerd, zodat de absorptie van het materiaal door de laser snel toeneemt.

Tijdens hogedrukstoominjectie met hoge snelheid wordt de smelt in de spleet tegelijkertijd weggeblazen van de spleet totdat het werkstuk wordt afgesneden. Het intrinsieke verdampingssnijden wordt voornamelijk uitgevoerd door het materiaal te verdampen, dus de vereiste vermogensdichtheid is zeer hoog, die over het algemeen meer dan 108 watt per vierkante centimeter zou moeten bedragen.

Verdampingssnijden is een veelgebruikte methode voor het lasersnijden van sommige materialen met een laag ontstekingspunt (zoals hout, koolstof en sommige kunststoffen) en vuurvaste materialen (zoals keramiek). Verdampingssnijden wordt ook vaak gebruikt bij het snijden van materialen met een gepulseerde laser.

II Reactie smeltsnijden

Als bij smeltsnijden de hulpluchtstroom niet alleen het gesmolten materiaal in de snijnaad wegblaast, maar ook kan reageren met het werkstuk om de warmte te veranderen, om zo een andere warmtebron aan het snijproces toe te voegen, wordt dergelijk snijden reactief genoemd smelt snijden. Over het algemeen is het gas dat met het werkstuk kan reageren zuurstof of een mengsel dat zuurstof bevat.

Wanneer de oppervlaktetemperatuur van het werkstuk de temperatuur van het ontstekingspunt bereikt, zal een sterke exotherme verbrandingsreactie optreden, wat het vermogen van lasersnijden aanzienlijk kan verbeteren. Voor koolstofarm staal en roestvrij staal is de energie die wordt geleverd door exotherme verbrandingsreactie 60%. Voor actieve metalen zoals titanium is de energie die wordt geleverd door verbranding ongeveer 90%.

Daarom vereist reactief smeltsnijden, vergeleken met laserverdampingssnijden en algemeen smeltsnijden, minder laservermogensdichtheid, die slechts 1/20 is van die van verdampingssnijden en 1/2 van die van smeltsnijden. Bij reactief smelten en snijden zal de interne verbrandingsreactie echter enkele chemische veranderingen op het oppervlak van het materiaal veroorzaken, wat de prestaties van het werkstuk zal beïnvloeden.

Ⅲ Smeltend snijden

Als tijdens het lasersnijden een hulpblaassysteem wordt toegevoegd dat coaxiaal is met de laserstraal, is de verwijdering van gesmolten stoffen tijdens het snijproces niet alleen afhankelijk van de materiaalverdamping zelf, maar hangt het vooral af van het blaaseffect van hoge -snelle hulpluchtstroom om gesmolten stoffen continu weg te blazen van de snijnaad, een dergelijk snijproces wordt smeltsnijden genoemd.

Tijdens het smelten en snijden hoeft de werkstuktemperatuur niet langer boven de verdampingstemperatuur te worden verwarmd, zodat de vereiste laservermogensdichtheid aanzienlijk kan worden verminderd. Volgens de latente warmteverhouding van het smelten en verdampen van materiaal, is het laservermogen dat nodig is voor smelten en snijden slechts 1/10 van dat van de verdampingssnijmethode.

Ⅳ Laserschrijven

Deze methode wordt voornamelijk gebruikt voor: halfgeleidermaterialen; Een laserstraal met een hoge vermogensdichtheid wordt gebruikt om een ​​ondiepe groef op het oppervlak van het werkstuk van halfgeleidermateriaal te tekenen. Omdat deze groef de bindende kracht van het halfgeleidermateriaal verzwakt, kan deze worden verbroken door mechanische of vibratiemethoden. De kwaliteit van laserschrijven wordt gemeten aan de hand van de grootte van het oppervlakteafval en de door hitte beïnvloede zone.

Ⅴ Koud snijden

Dit is een nieuwe verwerkingsmethode, die wordt voorgesteld met de opkomst van krachtige excimeerlasers in de ultraviolette band in de afgelopen jaren. Het basisprincipe: de energie van ultraviolette fotonen is vergelijkbaar met de bindingsenergie van veel organische materialen. Gebruik zulke hoogenergetische fotonen om de bindende binding van organische materialen te raken en te verbreken. Om het doel van snijden te bereiken. Deze nieuwe technologie heeft brede toepassingsmogelijkheden, vooral in de elektronische industrie.

Ⅵ Thermisch spanningssnijden

Onder de verwarming van de laserstraal zijn brosse materialen geneigd grote spanningen op hun oppervlak te genereren, wat op een nette en snelle manier breuk kan veroorzaken door de spanningspunten die door de laser worden verwarmd. Een dergelijk snijproces wordt laser thermisch spanningssnijden genoemd. Het mechanisme van thermisch spanningssnijden is dat de laserstraal een bepaald gebied van bros materiaal verwarmt om een ​​duidelijke temperatuurgradiënt te produceren.

De uitzetting zal optreden wanneer de oppervlaktetemperatuur van het werkstuk hoog is, terwijl de lagere temperatuur van de binnenste laag van het werkstuk de uitzetting zal belemmeren, wat resulteert in trekspanning op het oppervlak van het werkstuk en radiale extrusiespanning op de binnenste laag. Wanneer deze twee spanningen de breukgrenssterkte van het werkstuk zelf overschrijden. Er verschijnen scheuren op het werkstuk. Laat het werkstuk langs de scheur breken. De snelheid van thermisch spanningssnijden is m/s. Deze snijmethode is geschikt voor het snijden van glas, keramiek en andere materialen.

Samenvatting: Lasersnijmachine is een snijtechnologie die laserkarakteristieken en lensfocus gebruikt om energie te concentreren om het materiaaloppervlak te smelten of te verdampen. Het kan de voordelen bereiken van een goede snijkwaliteit, hoge snelheid, meerdere snijmaterialen, hoge efficiëntie enzovoort.