Tā kā nav instrumentu apstrādes izmaksu, lāzergriešanas iekārtas ir piemērotas arī nelielu dažāda izmēra detaļu partiju ražošanai, kuras iepriekš nevarēja apstrādāt. Lāzergriešanas iekārtās parasti tiek izmantotas datorizētas ciparu vadības tehnoloģijas (CNC) ierīces. Pēc šīs ierīces izmantošanas varat izmantot tālruņa līnijas, lai saņemtu griešanas datus no datorizētās projektēšanas (CAD) darbstacijām.
Princips
Lāzera griešana izmanto fokusētu lieljaudas blīvuma lāzera staru, lai apstarotu apstrādājamo priekšmetu, izraisot apstarotā materiāla ātru kušanu, iztvaikošanu, ablāciju vai aizdegšanās punktu, un tajā pašā laikā izkusušais materiāls tiek aizpūsts ar lielu ātrumu. gaisa plūsma ir koaksiāla ar staru kūli, tādējādi panākot sagataves griešanu. Lāzergriešana ir viena no termiskās griešanas metodēm.
Lāzergriešanas princips ir parādīts attēlā zemāk.
Klasifikācija
Lāzergriešanu var iedalīt četrās kategorijās: lāzera iztvaikošanas griešana, lāzera kausēšanas griešana, lāzergriešana ar skābekli un lāzera griešana un kontrolēts lūzums.
1. Lāzera iztvaikošanas griešana
Apstrādājamā detaļa tiek uzkarsēta ar liela enerģijas blīvuma lāzera staru, izraisot strauju temperatūras paaugstināšanos, ļoti īsā laikā sasniedzot materiāla viršanas temperatūru, un materiāls sāk iztvaikot un veidot tvaikus. Tvaiki tiek izvadīti lielā ātrumā, un materiālam veidojas griezums, kamēr tvaiki tiek izvadīti. Materiālu iztvaikošanas siltums parasti ir ļoti liels, tāpēc lāzera iztvaikošanas griešanai ir nepieciešama liela jauda un jaudas blīvums.
Lāzera iztvaicēšanas griešana galvenokārt tiek izmantota īpaši plānu metāla materiālu un nemetālisku materiālu (piemēram, papīra, auduma, koka, plastmasas un gumijas uc) griešanai.
2. Lāzerkausēšanas griešana
Lāzera kausēšanas griešanā metāla materiāla kausēšanai tiek izmantota lāzera karsēšana, un pēc tam caur sprauslu koaksiāli ar staru tiek izsmidzināta neoksidējoša gāze (Ar, He, N utt.). Šķidrais metāls tiek izvadīts ar spēcīgu gāzes spiedienu, veidojot iegriezumu. Lāzera kausēšanas griešanai nav nepieciešams, lai metāls būtu pilnībā iztvaicēts, un nepieciešamā enerģija ir tikai 1/10 no iztvaikošanas griešanas.
Lāzera kausēšanas griešana galvenokārt tiek izmantota dažu grūti oksidējamu materiālu vai aktīvo metālu, piemēram, nerūsējošā tērauda, titāna, alumīnija un tā sakausējumu, griešanai.
3. Lāzera skābekļa griešana
Lāzera skābekļa griešanas princips ir līdzīgs oksiacetilēna griešanai. Tas izmanto lāzeru kā priekšsildīšanas siltuma avotu un aktīvās gāzes, piemēram, skābekli, kā griešanas gāzi. No vienas puses, izsmidzinātā gāze reaģē ar griešanas metālu, radot oksidācijas reakciju un izdalot lielu daudzumu oksidācijas siltuma; no otras puses, izkausētais oksīds un kausējums tiek izpūsti no reakcijas zonas, veidojot iegriezumu metālā. Tā kā oksidācijas reakcija griešanas procesā rada daudz siltuma, lāzera skābekļa griešanai nepieciešamā enerģija ir tikai 1/2 no kausēšanas griešanas enerģijas, un griešanas ātrums ir daudz lielāks nekā lāzera iztvaikošanas griešanai un kausēšanas griešanai. Lāzera skābekļa griešana galvenokārt tiek izmantota viegli oksidējamiem metāla materiāliem, piemēram, oglekļa tēraudam, titāna tēraudam un termiski apstrādātam tēraudam.
4. Lāzera skribēšana un kontrolēts lūzums
Lāzera skribēšanai tiek izmantots augsta enerģijas blīvuma lāzers, lai skenētu trausla materiāla virsmu, izraisot materiālam iztvaikot nelielu rievu, kad tas tiek uzkarsēts, un pēc tam tiek pielikts zināms spiediens, lai trauslais materiāls saplaisātu gar mazo rievu. Lāzeri, ko izmanto lāzera skribēšanai, parasti ir Q-switched lāzeri un CO2 lāzeri.
Kontrolētais lūzums izmanto straujo temperatūras sadalījumu, ko rada lāzera rievošana, lai radītu lokālu termisko spriegumu trauslajā materiālā, izraisot materiāla lūzumu gar mazo rievu.
Iespējas
Salīdzinot ar citām termiskās griešanas metodēm, lāzergriešanas vispārējās īpašības ir liels griešanas ātrums un augsta kvalitāte. To var apkopot šādi.
⑴ Laba griešanas kvalitāte
Pateicoties mazajam lāzera punktam, augstajam enerģijas blīvumam un ātram griešanas ātrumam, lāzergriešana var sasniegt labāku griešanas kvalitāti.
① Lāzera griešanas griezums ir šaurs, abas spraugas malas ir paralēlas un perpendikulāras virsmai, un griezto daļu izmēru precizitāte var sasniegt ±0,05 mm.
② Griezuma virsma ir gluda un skaista, tās virsmas raupjums ir tikai desmitiem mikronu. Lāzergriešanu var izmantot pat kā pēdējo procesu bez mehāniskas apstrādes, un detaļas var izmantot tieši.
③ Pēc materiāla lāzergriešanas siltuma ietekmētās zonas platums ir ļoti mazs, materiāla veiktspēja pie spraugas gandrīz netiek ietekmēta, sagataves deformācija ir neliela, griešanas precizitāte ir augsta, spraugas ģeometrija. ir laba, un spraugas šķērsgriezuma forma ir samērā regulāra taisnstūra forma. Lāzergriešanas, oksiacetilēna griešanas un plazmas griešanas metožu salīdzinājums parādīts 1. tabulā. Griešanas materiāls ir 6,2 mm bieza zema oglekļa tērauda plāksne.
⑵ Augsta griešanas efektivitāte Pateicoties lāzera pārraides īpašībām, lāzergriešanas mašīna parasti ir aprīkota ar vairākiem CNC darbagaldiem, un visu griešanas procesu var pilnībā kontrolēt ar CNC. Darbības laikā ir jāmaina tikai CNC programma, lai piemērotu dažādu formu detaļu griešanu, kas var veikt gan divdimensiju griešanu, gan trīsdimensiju griešanu.
⑶ Ātrs griešanas ātrums
Griežot 2mm biezu zema oglekļa tērauda plāksni ar 1200W lāzeru, griešanas ātrums var sasniegt 600cm/min; griežot 5mm biezu polipropilēna sveķu plāksni, griešanas ātrums var sasniegt 1200cm/min. Lāzergriešanas laikā materiāls nav jānostiprina un jānostiprina, kas var ietaupīt gan instrumentus, gan armatūras, kā arī iekraušanas un izkraušanas papildu laiku.
⑷ Bezkontakta griešana
Lāzergriešanas laikā griešanas deglis nesaskaras ar apstrādājamo priekšmetu, un instruments nav nodilis. Lai apstrādātu dažādas formas detaļas, nav nepieciešams nomainīt "instrumentu", tikai jāmaina lāzera izejas parametri. Lāzergriešanas procesam ir zems trokšņa līmenis, zema vibrācija un nav piesārņojuma.
⑸ Daudzu veidu griešanas materiāli
Salīdzinot ar oksiacetilēna un plazmas griešanu, lāzergriešanas materiāli ir dažāda veida, tostarp metāli, nemetāli, kompozītmateriāli uz metāla un nemetālu bāzes, āda, koks un šķiedra. Tomēr dažādiem materiāliem to termofizikālo īpašību un dažādu lāzeru absorbcijas ātruma dēļ tiem ir atšķirīga lāzergriešanas pielāgošanās spēja. Izmantojot CO2 lāzeru, dažādu materiālu lāzergriešanas veiktspēja ir parādīta 2. tabulā.
(6) Trūkumi: lāzera jaudas un aprīkojuma izmēra ierobežojumu dēļ lāzergriešana var griezt tikai vidēja un maza biezuma plāksnes un caurules, un, palielinoties sagataves biezumam, griešanas ātrums ievērojami samazinās.
