Revise o princípio e as vantagens da máquina de corte a laser

A máquina de corte a laser é amplamente utilizada nos campos de ensino, militar e industrial devido à sua alta qualidade de corte e alta eficiência de corte. A máquina de corte a laser pode cortar metal e não metal, e a máquina de corte a laser de super energia de Han é usada principalmente para cortar materiais metálicos, então qual é o princípio da máquina de corte a laser?

Princípio da máquina de corte a laser - introdução

A tecnologia da máquina de corte a laser usa a energia liberada quando o feixe de laser atinge a superfície da placa de metal. A placa de metal derrete e a escória é expelida pelo gás. Como a potência do laser é tão concentrada, apenas uma pequena quantidade de calor é transferida para outras partes da placa de metal, resultando em pouca ou nenhuma deformação. Peças em bruto de formato complexo podem ser cortadas com muita precisão por laser, e as peças em bruto cortadas não precisam de processamento adicional.

A fonte de laser geralmente usa um feixe de laser de dióxido de carbono com uma potência de trabalho de 500-5000 watts. Este nível de potência é inferior aos requisitos de muitos aquecedores elétricos domésticos. O feixe de laser é focalizado em uma pequena área através de uma lente e um refletor. A alta concentração de energia causa rápido aquecimento local para derreter a placa de metal.

Aço inoxidável abaixo de 16 mm pode ser cortado por equipamento de corte a laser, e aço inoxidável com espessura de 8-10 mm pode ser cortado adicionando oxigênio ao feixe de laser, mas uma fina película de óxido será formada na superfície de corte após o corte com oxigênio. A espessura máxima de corte pode ser aumentada para 16 mm, mas o erro de dimensão das peças de corte é grande.

Como uma tecnologia a laser de alta tecnologia, desde a sua criação, vem desenvolvendo produtos a laser adequados para várias indústrias de acordo com diferentes necessidades sociais, como impressoras a laser, máquinas de beleza a laser, máquinas de corte a laser CNC para marcação a laser, máquinas de corte a laser e outros produtos . Devido ao início tardio da indústria doméstica de laser, ela ficou para trás de alguns países desenvolvidos em pesquisa e desenvolvimento de tecnologia. Atualmente, os fabricantes domésticos de produtos a laser produzem produtos a laser. Algumas peças de reposição importantes, como tubos de laser, motores de acionamento, galvanômetros e lentes de foco, ainda são importadas. Isso resultou em um aumento nos custos e aumentou a carga sobre os consumidores.

Nos últimos anos, com o progresso da tecnologia doméstica de laser, a P&D e a produção da máquina completa e algumas peças aproximaram-se gradualmente de produtos estrangeiros avançados. Em alguns aspectos, é ainda melhor do que os produtos estrangeiros. Além das vantagens da Jaeger, ela ainda domina o mercado nacional. No entanto, em termos de processamento e equipamentos de precisão, estabilidade e resistência, os produtos avançados estrangeiros ainda têm vantagens absolutas.

Princípio da máquina de corte a laser - princípio.

Na máquina de corte a laser, o trabalho principal é o tubo de laser, por isso é necessário que entendamos o tubo de laser.

Todos nós sabemos a importância dos tubos de laser em equipamentos de laser. Vamos usar os tubos de laser mais comuns para julgar. Tubo de laser de CO2.

A composição do tubo do laser é feita de vidro duro, por isso é um material frágil e quebradiço. Para entender o tubo do laser de CO2, devemos primeiro entender a estrutura do tubo do laser. Lasers de dióxido de carbono como este usam uma estrutura de manga em camadas, e a camada mais interna é um tubo de descarga. No entanto, o diâmetro do tubo de descarga do laser de CO2 é mais espesso que o próprio tubo do laser. A espessura do tubo de descarga é proporcional à reação de difração causada pelo tamanho do ponto de luz, e o comprimento do tubo de descarga também está relacionado à potência de saída do tubo de descarga. A escala da amostra.

Durante a operação da máquina de corte a laser, o tubo do laser gera uma grande quantidade de calor, afetando a operação normal da máquina de corte. Portanto, é necessário um refrigerador de água em uma área especial para resfriar o tubo do laser para garantir que a máquina de corte a laser possa funcionar normalmente a uma temperatura constante. O laser de 200 W pode usar CW-6200 e a capacidade de resfriamento é de 5,5 KW. O laser de 650W usa CW-7800 e a capacidade de resfriamento pode chegar a 23KW.

Princípio da máquina de corte a laser - características de corte.

Vantagens do corte a laser:.

Vantagem 1 - alta eficiência.

Devido às características de transmissão do laser, a máquina de corte a laser é geralmente equipada com múltiplas mesas de trabalho de controle numérico, e todo o processo de corte pode ser totalmente controlado digitalmente. No processo de operação, apenas alterando o programa NC, ele pode ser aplicado ao corte de peças com formas diferentes, que podem realizar tanto o corte bidimensional quanto o corte tridimensional.

Vantagem 2 - rápido.

Corte a laser de 1200 W em chapa de aço baixo carbono com 2 mm de espessura, velocidade de corte de até 600 cm/min. A velocidade de corte da placa de resina de polipropileno de 5 mm de espessura pode atingir 1200 cm/min. Não há necessidade de prender e fixar o material durante o corte a laser.

Vantagem 3 - boa qualidade de corte.

1: A fenda de corte a laser é fina e estreita, ambos os lados da fenda são paralelos e perpendiculares à superfície de corte, e a precisão dimensional da peça cortada pode atingir± 0,05 mm.

2： A superfície de corte é lisa e bonita, e a rugosidade da superfície é de apenas dezenas de mícrons. Mesmo o corte a laser pode ser usado como o último processo, e as peças podem ser usadas diretamente sem processamento.

3： Depois que o material é cortado por laser, a largura da zona afetada pelo calor é muito pequena e o desempenho do material próximo à fenda é quase inalterado, e a deformação da peça é pequena, a precisão do corte é alta, a forma geométrica do a fenda é boa e a forma da seção transversal da fenda é relativamente lisa. Retângulo normal. A comparação dos métodos de corte a laser, corte por oxiacetileno e corte a plasma é mostrada na Tabela 1. O material de corte é uma placa de aço de baixo carbono com 6,2 mm de espessura.

Vantagem IV - corte sem contato.

Durante o corte a laser, não há contato direto entre a tocha de soldagem e a peça de trabalho e não há desgaste da ferramenta. Para processar peças com formas diferentes, não é necessário alterar a "ferramenta", mas apenas os parâmetros de saída do laser. O processo de corte a laser tem baixo ruído, pequena vibração e pequena poluição.

Vantagem 5 - muitos materiais podem ser cortados.

Comparado com o corte por oxiacetileno e corte a plasma, o corte a laser tem muitos tipos de materiais, incluindo metal, não metal, matriz metálica e materiais compósitos de matriz não metálica, couro, madeira e fibra, etc.

Princípio da máquina de corte a laser - método de corte.

Corte personalizado.

Isso significa que a remoção do material tratado é realizada principalmente por evaporação do material.

Durante o processo de corte por vaporização, a temperatura da superfície da peça sobe rapidamente até a temperatura de vaporização sob a ação do feixe de laser focalizado, e um grande número de materiais vaporiza, e o vapor de alta pressão formado é pulverizado para fora em velocidade supersônica. Ao mesmo tempo, um "buraco" é formado na área de ação do laser, e o feixe de laser é refletido no buraco várias vezes, de modo que a absorção do material pelo laser aumenta rapidamente.

No processo de injeção de vapor de alta pressão em alta velocidade, o fundido na fenda é soprado para fora da fenda ao mesmo tempo até que a peça de trabalho seja cortada. O corte por vaporização intrínseca é realizado principalmente pela vaporização do material, portanto, a exigência de densidade de potência é muito alta, que geralmente deve atingir mais de 108 watts por centímetro quadrado.

O corte por vaporização é um método comum para cortar a laser alguns materiais de baixo ponto de ignição (como madeira, carbono e alguns plásticos) e materiais refratários (como cerâmica). O corte por vaporização também é frequentemente usado ao cortar materiais com laser pulsado.

Corte por fusão de reação II

No corte por fusão, se o fluxo de ar auxiliar não apenas soprar o material fundido na costura de corte, mas também pode reagir com a peça de trabalho para alterar o calor, de modo a adicionar outra fonte de calor ao processo de corte, tal corte é chamado de reativo corte de fusão. Geralmente, o gás que pode reagir com a peça de trabalho é o oxigênio ou uma mistura contendo oxigênio.

Quando a temperatura da superfície da peça de trabalho atingir a temperatura do ponto de ignição, ocorrerá uma forte reação exotérmica de combustão, o que pode melhorar muito a capacidade do corte a laser. Para aços de baixo carbono e aços inoxidáveis, a energia fornecida pela reação exotérmica da combustão é de 60%. Para metais ativos como o titânio, a energia fornecida pela combustão é de cerca de 90%.

Portanto, em comparação com o corte por vaporização a laser e o corte por fusão geral, o corte por fusão reativa requer menos densidade de potência do laser, que é apenas 1/20 da do corte por vaporização e 1/2 da do corte por fusão. No entanto, na fusão e corte reativos, a reação de combustão interna causará algumas mudanças químicas na superfície do material, o que afetará o desempenho da peça.

Ⅲ Corte de fusão

No processo de corte a laser, se for adicionado um sistema auxiliar de sopro coaxial com o feixe de laser, a remoção de substâncias fundidas no processo de corte não depende apenas da própria vaporização do material, mas depende principalmente do efeito de sopro de alta fluxo de ar auxiliar de alta velocidade para soprar continuamente as substâncias fundidas para longe da costura de corte, esse processo de corte é chamado de corte por fusão.

No processo de fusão e corte, a temperatura da peça de trabalho não precisa mais ser aquecida acima da temperatura de vaporização, portanto, a densidade de potência do laser necessária pode ser bastante reduzida. De acordo com a taxa de calor latente da fusão e vaporização do material, a potência do laser necessária para fusão e corte é apenas 1/10 daquela do método de corte por vaporização.

Ⅳ Gravação a laser

Este método é usado principalmente para: materiais semicondutores; Um feixe de laser com alta densidade de potência é usado para desenhar uma ranhura rasa na superfície da peça de trabalho do material semicondutor. Como essa ranhura enfraquece a força de ligação do material semicondutor, ela pode ser quebrada por métodos mecânicos ou de vibração. A qualidade da gravação a laser é medida pelo tamanho dos detritos da superfície e da zona afetada pelo calor.

Ⅴ Corte a frio

Trata-se de um novo método de processamento, proposto com o surgimento dos excimer lasers de alta potência na faixa do ultravioleta nos últimos anos. Seu princípio básico: a energia dos fótons ultravioleta é semelhante à energia de ligação de muitos materiais orgânicos. Use esses fótons de alta energia para atingir a ligação de ligação de materiais orgânicos e quebrá-la. De modo a atingir o objetivo de corte. Essa nova tecnologia tem amplas perspectivas de aplicação, principalmente na indústria eletrônica.

Ⅵ Corte de tensão térmica

Sob o aquecimento do feixe de laser, os materiais quebradiços são propensos a gerar grande tensão em sua superfície, o que pode causar fratura através dos pontos de tensão aquecidos pelo laser de maneira limpa e rápida. Esse processo de corte é chamado de corte por estresse térmico a laser. O mecanismo de corte por tensão térmica é que o feixe de laser aquece uma certa área de material frágil para produzir um gradiente de temperatura óbvio.

A expansão ocorrerá quando a temperatura da superfície da peça for alta, enquanto a temperatura mais baixa da camada interna da peça impedirá a expansão, resultando em tensão de tração na superfície da peça e tensão de extrusão radial na camada interna. Quando essas duas tensões excedem a resistência limite de fratura da própria peça de trabalho. Rachaduras aparecerão na peça de trabalho. Faça a peça de trabalho quebrar ao longo da rachadura. A velocidade do corte por tensão térmica é m/s. Este método de corte é adequado para cortar vidro, cerâmica e outros materiais.

Resumo: A máquina de corte a laser é uma tecnologia de corte que usa as características do laser e o foco da lente para concentrar a energia para derreter ou vaporizar a superfície do material. Pode alcançar as vantagens de boa qualidade de corte, velocidade rápida, vários materiais de corte, alta eficiência e assim por diante.