Mis on metalli laserlõikamise protsess?

Laserlõikuson täpne ja tõhus meetod metalli ja muude materjalide lõikamiseks suure võimsusega laseriga. Protsessi kasutatakse laialdaselt erinevates tööstusharudes, sealhulgas tootmises, autotööstuses, lennunduses ja metallitööstuses, kuna see on täpsus, kiirus ja võime luua keerukaid kujundusi. Selles juhendis kirjeldame laserlõikamise toimimist, sellega seotud põhikomponente ja laserlõikamise tüüpe.

1. Mis on laserlõikamine?

Laserlõikamine on protsess, mis kasutab fokuseeritud valguskiirt (laserit), et lõigata või graveerida selliseid materjale nagu metall, plast ja puit. Laserkiir sulab, põletab või aurustab materjali, jättes maha puhta, kvaliteetse lõike ja minimaalsete jäätmetega.

2. Laserlõikamise põhikomponendid

- Laseri allikas: laserkiir pärineb lasergeneraatorist (metalli lõikamiseks kasutatakse tavaliselt CO2-, kiud- või Nd:YAG-lasereid). Laser võimendatakse ja suunatakse lõikematerjali poole.

- Fookusobjektiiv: objektiiv või objektiivide seeria teravustab laserkiire väikesesse punkti, suurendades selle intensiivsust materjaliga kokkupuutepunktis.

- Lõikepea: lõikepea suunab laserkiire materjalile. See liigub mööda programmeeritud rada, mida juhib CNC (Computer Numerical Control) või muud juhtimissüsteemid.

- Abigaas: Gaas, nagu hapnik, lämmastik või õhk, puhutakse sageli läbi düüsi, et hõlbustada lõikamist, aidates eemaldada sulamaterjali ja parandada lõikekvaliteeti.

- Materjalivoodi: metall asetatakse stabiilsele voodile või lauale, mis toetab materjali lõikamisprotsessi ajal.

3. Laserlõikamise protsess

Laserlõikamise protsessi saab jagada järgmisteks etappideks:

1. samm: disain ja programmeerimine

- CAD-disain: esimene samm on lõigatava osa või komponendi kujunduse loomine. Seda tehakse CAD (Computer-Aided Design) tarkvara abil. Kujundus teisendatakse laserlõikusmasinaga loetavasse vormingusse, tavaliselt vektorfaili.

- CNC programmeerimine: disain laaditakse üles CNC-süsteemi, mis juhib laserlõikamismasinat. See muudab disaini lõikamisjuhisteks, suunates laserit selle kohta, kuidas ja kust lõigata.

2. samm: materjali ettevalmistamine

- Lõigatav metallleht või materjal asetatakse masina voodile. Laserlõikamisel kasutatavad tavalised metallid on teras, roostevaba teras, alumiinium, messing ja vask.

3. samm: laserlõikamine

- Kiirte genereerimine: laserallikas genereerib suure energiaga valguskiire, mis seejärel fokusseeritakse läbi läätsede, et luua intensiivne kuumuspunkt.

- Materjali kuumutamine: kui fokuseeritud laserkiir tabab metalli, neeldub energia, mille tulemusena materjal kuumeneb kiiresti ja sulab, põleb või aurustub.

- Abigaas: abigaas (nagu hapnik või lämmastik) suunatakse düüsi kaudu lõikealale. See aitab eemaldada sulametalli ja prahti, samuti jahutab materjali ning parandab lõikekiirust ja täpsust.

 - Hapnikku kasutatakse sageli pehme terase lõikamiseks, kuna see reageerib metalliga, tekitades soojust ja kiirendab lõikamisprotsessi.

 - Lämmastikku kasutatakse selliste materjalide jaoks nagu roostevaba teras, et vältida oksüdeerumist ja tagada puhas serv.

- Laseri liikumine: CNC-juhitav laserlõikepea liigub mööda programmeeritud rada, järgides konstruktsiooni. Laseri kiirust, võimsust ja fookuspunkti reguleeritakse vastavalt materjalile ja lõigatava metalli paksusele.

4. samm: jahutamine ja viimistlemine

- Kui laser lõikab materjali läbi, puhub abigaas ära sula või aurustunud metalli, jättes puhta ja sileda lõike.

- Pärast lõike lõppu võib servi tasandada või puhastada, olenevalt soovitud viimistlusest.

- Laseri täpsuse tõttu on metallijäägid või jäätmed minimaalsed.

4. Metalli laserlõikamise tüübid

Olenevalt materjalist ja rakendusest on laserlõikamiseks mitu meetodit:

A. Aurustuslõikamine

- Laserkiir soojendab materjali keemistemperatuurini, põhjustades selle aurustumist. See meetod sobib selliste materjalide nagu puit või plast, kuid seda saab kasutada ka õhukeste metallide jaoks.

B. Sulatamine ja puhumine (liitlõikamine)

- Materjali kuumutatakse, kuni see sulab, ja kõrgsurvegaas (sageli lämmastik) puhub sulametalli lõikest välja. See meetod on tavaline metallide nagu roostevaba teras ja alumiinium lõikamisel.

C. Reaktiivne lõikamine (leeklõikamine)

- Tuntud ka kui hapniku abil laserlõikamine, on see meetod sarnane hapnikuga lõikamisele. Lõikealasse puhutakse hapnikku ja metall reageerib hapnikuga, tekitades lisasoojust ja kiirendades lõikamisprotsessi. Seda kasutatakse sageli paksu terase lõikamiseks.

D. Termilise stressi lõhenemine

- Mõnda hapraid materjale, nagu klaas, saab lõigata kontrollitud termilise pingega. Laser kutsub esile lokaalse kuumenemise ja materjali jahtumisel lõheneb see lõiketeel.

5. Metalli laserlõikamise eelised

- Suur täpsus: laserlõikamine võimaldab teha äärmiselt täpseid lõikeid, millel on kitsad tolerantsid, mistõttu on see ideaalne keerukate kujunduste jaoks.

- Puhtad lõiked: Laser loob siledad ja puhtad servad, välistades sageli vajaduse sekundaarse viimistluse järele.

- Mitmekülgne: laserlõikamine töötab paljude erinevate metallide ja paksustega, alates õhukestest lehtedest kuni paksemate plaatideni.

- Vähendatud jäätmed: laserlõikus on väga tõhus, vähendades materjali raiskamist võrreldes teiste lõikamismeetoditega.

- Kiirus: pakub suuremat lõikekiirust, eriti õhemate metallide lõikamisel, võrreldes traditsiooniliste meetoditega, nagu mehaaniline lõikamine.

6. Metalli laserlõikamise rakendused

Laserlõikust kasutatakse erinevates tööstusharudes, sealhulgas:

- Autotööstus: metallosade, näiteks šassii osade ja mootoriosade lõikamiseks.

- Lennundus: õhu- ja kosmosesõidukite täppiskomponentide loomine.

- Tootmine: kohandatud metallide valmistamiseks, sealhulgas sulgudes, korpustes ja lehtmetallist osades.

- Ehete valmistamine: detailsete metallist kujunduste ja mustrite jaoks.

- Ehitus: terastalade, paneelide ja voodri lõikamine.

Järeldus

Metalli laserlõikamine on väga tõhus ja täpne protsess, mis pakub suurepärast täpsust, kiirust ja paindlikkust paljudes tööstusharudes. Olenemata sellest, kas lõikate õhukest lehtmetalli või pakse terasplaate, õige laserlõikamismeetod ja -seadmed võivad oluliselt parandada tootlikkust ja vähendada materjali raiskamist. Protsessi mõistmine tagab parema kvaliteedikontrolli ja aitab valida sobivaima laserlõikuse tüübi konkreetseks metallitöötlemisvajaduseks.

Dongguan Fu Cheng Xin Communication Technology Co., Ltd. on pühendunud riistvara tarnijate arendamisele, tootmisele, kokkupanemisele ja ODM-i ühekordse teenuse osutamisele. Tere tulemast küsima meilt aadressil Lei.wang@dgfcd.com.cn.