آلة القطع بالليزر CNC الدليل النهائي

بالمقارنة مع الأكسجين التقليدي والبلازما وعمليات القطع الأخرى ، فإن سرعة القطع بالليزر سريعة ، والشق ضيق ، والمنطقة المتأثرة بالحرارة صغيرة ، وحافة الشق متعامدة ، وحافة القطع ناعمة. في الوقت نفسه ، هناك العديد من أنواع المواد التي يمكن قطعها بالليزر ، بما في ذلك الفولاذ الكربوني. ، الفولاذ المقاوم للصدأ ، سبائك الصلب ، الخشب ، البلاستيك ، المطاط ، القماش ، الكوارتز ، السيراميك ، الزجاج ، المواد المركبة ، إلخ. مع التطور السريع لاقتصاد السوق والتطور السريع للعلوم والتكنولوجيا ، تم استخدام تقنية القطع بالليزر على نطاق واسع في السيارات والآلات والكهرباء والأجهزة والأجهزة الكهربائية. في السنوات الأخيرة ، تتطور تقنية القطع بالليزر بسرعة غير مسبوقة ، بمعدل نمو سنوي من 15٪ إلى 20٪. منذ عام 1985 ، نمت بلدي بمعدل 25٪ تقريبًا سنويًا. في الوقت الحالي ، لا يزال المستوى العام لتكنولوجيا القطع بالليزر في بلدي به فجوة كبيرة مقارنة بالدول المتقدمة. لذلك ، فإن تقنية القطع بالليزر في السوق المحلية لديها آفاق تطوير واسعة ومساحة تطبيق ضخمة.

أثناء عملية قطعآلة القطع بالليزر، يتم تركيز الحزمة بواسطة عدسة رأس القطع في نقطة محورية صغيرة ، بحيث يمكن أن تصل النقطة المحورية إلى كثافة طاقة عالية ، ويتم تثبيت رأس القطع على المحور z. في هذا الوقت ، يتجاوز المدخلات الحرارية للحزمة بكثير جزء الحرارة المنعكس أو الموصل أو المنتشر بواسطة المادة ، ويتم تسخين المادة بسرعة إلى درجة حرارة الانصهار والتبخير. في الوقت نفسه ، سيذوب تدفق الهواء عالي السرعة من الجانب المحوري أو غير المحوري. ويتم تفجير المادة المتبخرة لتشكيل ثقوب لقطع المواد. مع الحركة النسبية للتركيز والمادة ، تشكل الفتحة شقًا مستمرًا بعرض ضيق جدًا لإكمال قطع المادة.

حاليًا ، يستخدم جزء المسار البصري الخارجي لآلة القطع بالليزر بشكل أساسي نظام المسار البصري الطائر. يصل شعاع الضوء المنبعث من مولد الليزر إلى عدسة التركيز على رأس القطع من خلال المرايا العاكسة 1 و 2 و 3 ، ويشكل بقعة ضوئية على سطح المادة المراد معالجتها بعد التركيز. العدسة العاكسة 1 مثبتة على جسم الطائرة دون تحريك ؛ تتحرك المرآة العاكسة 2 على الحزمة في الاتجاه x مع حركة الحزمة ؛ تتحرك العدسة العاكسة 3 على المحور z في الاتجاه y مع حركة المحور z. ليس من الصعب أن نرى من الشكل أنه في عملية القطع ، حيث تتحرك الحزمة في الاتجاه x ويتحرك المحور z في الاتجاه y ، يتغير طول مسار الضوء كل لحظة.

نظرًا لتكلفة التصنيع وأسباب أخرى ، فإن شعاع الليزر المنبعث من مولد الليزر المدني له زاوية تباعد معينة وهو \"مخروطي \". عندما يتغير ارتفاع \"المخروط \" (أي ما يعادل تغيير طول المسار البصري لآلة القطع بالليزر) ، تتغير أيضًا منطقة المقطع العرضي للحزمة على سطح عدسة التركيز. بالإضافة إلى ذلك ، للضوء أيضًا خصائص الموجات. لذلك ، ستحدث ظاهرة الانعراج حتما. سيؤدي الانعراج إلى تمدد الحزمة بشكل جانبي أثناء الانتشار. هذه الظاهرة موجودة في جميع الأنظمة البصرية ويمكن أن تحدد أداء هذه الأنظمة. قيمة الحد. بسبب \"مخروط \" الحزمة الغاوسية وانحراف موجات الضوء ، عندما يتغير طول المسار البصري ، يتغير قطر الشعاع الذي يعمل على سطح العدسة طوال الوقت ، مما يؤدي إلى تغيرات في التركيز الحجم والعمق ، لكنهما يؤثران على موضع التركيز البؤري صغير جدًا. إذا تغير حجم التركيز وعمق التركيز أثناء المعالجة المستمرة ، فسيكون له حتماً تأثير كبير على المعالجة. على سبيل المثال ، سيؤدي ذلك إلى عرض شق غير متناسق أو قطع غير كامل أو استئصال للوحة تحت نفس قوة القطع.

الليزر هو نوع من الضوء ، مثله مثل الضوء الطبيعي الآخر ، ينتج عن انتقال الذرات (الجزيئات أو الأيونات ، إلخ). ومع ذلك ، فهو يختلف عن الضوء العادي من حيث أن الليزر يعتمد فقط على الانبعاث التلقائي لفترة قصيرة جدًا من الوقت ، ويتم تحديد العملية اللاحقة تمامًا بواسطة إشعاع الإثارة. لذلك ، فإن الليزر له لون نقي جدًا ، ولا يوجد اختلاف تقريبًا ، وكثافة إضاءة عالية للغاية. وتماسك عالي.

يتم تحقيق القطع بالليزر من خلال تطبيق طاقة كثافة عالية الطاقة الناتجة عن التركيز بالليزر. تحت سيطرة الكمبيوتر ، يتم تفريغ الليزر من خلال نبضات لإخراج ليزر نابض متكرر عالي التردد متحكم فيه لتشكيل شعاع بتردد معين وعرض نبضي معين. يتم توجيه شعاع الليزر النبضي وانعكاسه بواسطة المسار البصري وتركيزه بواسطة مجموعة عدسات التركيز. على سطح الجسم المعالج ، تتشكل بقعة ضوئية صغيرة ذات كثافة طاقة عالية. تقع البقعة البؤرية بالقرب من السطح المراد معالجته ويذوب أو يبخر المادة المعالجة عند درجة حرارة عالية فورية. كل نبضة ليزر عالية الطاقة تنفجر على الفور ثقبًا صغيرًا على سطح الجسم. تحت تحكم الكمبيوتر ، يؤدي رأس المعالجة بالليزر والمواد المعالجة حركة نسبية مستمرة وفقًا للرسومات المرسومة مسبقًا ، بحيث تتم معالجة الكائن إلى الشكل الذي تريده.

يتم التحكم في معلمات العملية (سرعة القطع ، طاقة الليزر ، ضغط الغاز ، إلخ) ومسار الحركة أثناء التقطيع بواسطة نظام التحكم العددي ، ويتم التخلص من الخبث الموجود في الشق بواسطة ضغط معين للغاز الإضافي.

1. الدقة العالية: مناسبة لقطع الأجزاء الدقيقة والقطع الدقيق لمختلف الحرف واللوحات.

2. السرعة: أكثر من 100 مرة من قطع الأسلاك.

3. المنطقة المتأثرة بالحرارة صغيرة وليس من السهل تشويهها. يكون خط القطع سلسًا وجميلًا ، بدون معالجة لاحقة.

4. أداء عالي التكلفة: السعر هو 1/3 فقط من نفس الأداء لآلة القطع بالليزر CO2 ، و 2/5 من نفس الأداء لكمة CNC.

5. تكلفة الاستخدام منخفضة للغاية: فقط 1/8 ~ 1/10 من آلة القطع بليزر CO2 المماثلة ، تكلفة الساعة حوالي 18 يوان فقط ، وتكلفة الساعة لآلة القطع بالليزر CO2 حوالي 150-180 يوان.

6. تكلفة صيانة المتابعة منخفضة للغاية: فقط 1/10 1/15 من آلة القطع بالليزر CO2 المماثلة ، و 1/3 ～ 1/4 من آلة التثقيب CNC المكافئة.

7. أداء مستقر لضمان الإنتاج المستمر. يعد ليزر YAG ذو الحالة الصلبة أحد أكثر المنتجات ثباتًا ونضجًا في مجال الليزر.

8. بالمقارنة مع آلة التثقيب CNC ، فإن آلة القطع بالليزر YAG لها المزايا التالية:

(1) يمكنه إكمال معالجة الهياكل المعقدة المختلفة. طالما يمكن رسم أي صورة على الكمبيوتر ، يمكن للآلة إكمال المعالجة.

(2) ليست هناك حاجة لفتح القالب ، فقط قم بعمل الرسم على الكمبيوتر ، ويمكن إطلاق المنتج على الفور ، والذي يمكنه تطوير منتجات جديدة بسرعة وتوفير التكاليف.

(3) آلة القطع YAG لديها نظام تتبع أوتوماتيكي ، لذلك يمكنها إكمال القطع المسطح وكذلك العديد من الأسطح المنحنية غير المستوية.

(4) تتطلب العملية المعقدة صعوبة إكمال الخرامة CNC ، ويمكن للقطع بالليزر القيام بذلك.

(5) السطح أملس للغاية ودرجة المنتج عالية جدًا ، وهو أمر صعب بالنسبة لآلات التثقيب CNC.

(6) يجب معالجة الصندوق المصبوب (في حدود 0.5 متر بسمك) بفتحات وأخاديد ، والتي لا يمكن معالجتها بواسطة آلة التثقيب CNC ، ولكن آلة القطع المعدنية بالليزر YAG CNC يمكنها حلها.

⒈ 1 قطع التبخير: في عملية القطع بالتبخير بالليزر ، تكون سرعة ارتفاع درجة حرارة سطح المادة إلى درجة حرارة نقطة الغليان سريعة جدًا بحيث تكون كافية لتجنب الذوبان الناجم عن التوصيل الحراري ، لذلك يتبخر جزء من المادة في بخار ويختفي ، و يتم تفريغ جزء من المادة من القطع يتم تفجير الجزء السفلي من الشق بواسطة تدفق الغاز الإضافي. في هذه الحالة ، يلزم وجود طاقة ليزر عالية جدًا. من أجل منع بخار المواد من التكثف على جدار الشق ، يجب ألا يتجاوز سمك المادة بشكل كبير قطر شعاع الليزر. لذلك فإن هذه العملية مناسبة فقط للتطبيقات التي يجب فيها تجنب إزالة المواد المنصهرة. يتم استخدام هذه المعالجة في الواقع فقط في المناطق التي تكون فيها السبائك القائمة على الحديد صغيرة جدًا. لا يمكن استخدام هذه العملية لمواد مثل الخشب وبعض أنواع السيراميك التي ليست في حالة منصهرة وبالتالي من غير المحتمل أن تعيد تكثيف بخار المادة. بالإضافة إلى ذلك ، تتطلب هذه المواد عادة قطع أكثر سمكًا. في قطع التغويز بالليزر ، يعتمد تركيز الحزمة الأمثل على سماكة المادة وجودة الحزمة. قوة الليزر وحرارة التبخر لها تأثير معين فقط على موضع التركيز الأمثل. في حالة سماكة صفيحة معينة ، فإن سرعة القطع القصوى تتناسب عكسياً مع درجة حرارة تبخير المادة. كثافة طاقة الليزر المطلوبة أكبر من 108 واط / سم 2 وتعتمد على المادة وعمق القطع وموضع تركيز الحزمة. في حالة سماكة صفيحة معينة ، بافتراض وجود طاقة ليزر كافية ، فإن سرعة القطع القصوى محدودة بسرعة نفاثة الغاز.

ذوبان القطع: Inقطع ذوبان الليزر، يتم إذابة قطعة العمل جزئيًا ويتم رش المادة المنصهرة بمساعدة تدفق الهواء. نظرًا لأن نقل المادة يحدث فقط في حالتها السائلة ، فإن العملية تسمى الصهر والقطع بالليزر. يتم مطابقة شعاع الليزر بغاز القطع الخامل عالي النقاء لدفع المادة المنصهرة إلى الخروج من الشق ، والغاز نفسه لا يشارك في القطع. يمكن للقطع الصهر بالليزر الحصول على سرعة قطع أعلى من القطع بالغويز. عادة ما تكون الطاقة اللازمة للتغويز أعلى من الطاقة المطلوبة لصهر المادة. في الصهر والقطع بالليزر ، يتم امتصاص شعاع الليزر جزئيًا فقط. تزداد سرعة القطع القصوى مع زيادة طاقة الليزر ، وتنخفض بشكل عكسي تقريبًا مع زيادة سماكة الصفيحة ودرجة حرارة انصهار المادة. في حالة وجود طاقة ليزر معينة ، فإن العوامل المحددة هي ضغط الهواء عند الشق والتوصيل الحراري للمادة. يمكن للصهر والقطع بالليزر الحصول على شقوق خالية من الأكسدة لمواد الحديد ومعادن التيتانيوم. تتراوح كثافة طاقة الليزر التي تنتج الذوبان وليس التغويز بين 104 واط / سم 2 و 105 واط / سم 2 للمواد الفولاذية.

⒊ ذوبان وقطع الأكسدة (القطع بلهب الليزر): بشكل عام ، يتم استخدام الغاز الخامل للذوبان والقطع. إذا تم استخدام الأكسجين أو الغازات النشطة الأخرى بدلاً من ذلك ، فسيتم إشعال المادة تحت إشعاع شعاع الليزر ، وسيولد تفاعل كيميائي شرس مع الأكسجين مصدرًا آخر للحرارة. ، بحيث يتم تسخين المادة بشكل أكبر ، يسمى قطع ذوبان الأكسدة. نتيجة لهذا التأثير ، بالنسبة للصلب الإنشائي بنفس السماكة ، فإن معدل القطع الذي يمكن الحصول عليه بهذه الطريقة أعلى من معدل القطع الذائب. من ناحية أخرى ، قد يكون لهذه الطريقة جودة قطع أسوأ مقارنة بقطع الانصهار. في الواقع ، سوف ينتج شقوقًا أوسع ، وخشونة واضحة ، وزيادة المنطقة المتأثرة بالحرارة ، وجودة حافة أسوأ. لا يعد القطع بلهب الليزر جيدًا عند معالجة النماذج الدقيقة والزوايا الحادة (هناك خطر حرق الزوايا الحادة). يمكن استخدام الليزر النبضي للحد من التأثير الحراري ، وتحدد قوة الليزر سرعة القطع. في حالة وجود طاقة ليزر معينة ، يكون العامل المحدد هو إمداد الأكسجين والتوصيل الحراري للمادة.

⒋ قطع الكسر المتحكم فيه: بالنسبة للمواد الهشة التي تتلف بسهولة بسبب الحرارة ، يتم إجراء القطع عالي السرعة والقابل للتحكم عن طريق تسخين شعاع الليزر ، وهو ما يسمى قطع الكسر المتحكم به. المحتوى الرئيسي لعملية القطع هذه هو: يقوم شعاع الليزر بتسخين مساحة صغيرة من المواد الهشة ، مما يتسبب في التدرج الحراري الكبير والتشوه الميكانيكي الشديد في هذه المنطقة ، مما يتسبب في تشكل المادة تشققات. طالما يتم الحفاظ على تدرج تسخين منتظم ، يمكن لشعاع الليزر توجيه الشقوق في أي اتجاه مرغوب.

دقة القطع هي العنصر الأول للحكم على جودة آلة القطع بالليزر CNC. أربعة عوامل تؤثر على دقة القطع في آلات القطع بالليزر CNC:

حجم مولد الليزر المكثف بالليزر. إذا كانت بقعة الضوء صغيرة جدًا بعد التجميع ، فإن دقة القطع عالية جدًا ، كما أن الفجوة بعد القطع صغيرة جدًا. إنه يوضح أن دقة آلة القطع بالليزر عالية جدًا ، والجودة عالية جدًا. لكن الشعاع المنبعث من الليزر يكون مخروطي الشكل ، لذا فإن الشق المقطوع يكون أيضًا على شكل مخروطي. في ظل هذه الحالة ، كلما زادت سماكة قطعة العمل ، قلت الدقة ، وكلما زاد حجم الشق.

دقة منضدة العمل. إذا كانت دقة الجدول عالية جدًا ، فسيتم أيضًا تحسين دقة القطع. لذلك ، تعد دقة طاولة العمل أيضًا عاملاً مهمًا جدًا لقياس دقة مولد الليزر.

⒊ يتم تكثيف شعاع الليزر في شكل مخروط. عند القطع ، يتم توجيه شعاع الليزر إلى أسفل. في هذا الوقت ، إذا كانت سماكة قطع العمل كبيرة جدًا ، فسيتم تقليل دقة القطع ، وستكون فجوة القطع كبيرة جدًا.

⒋ المواد المختلفة للقطع ستؤثر أيضًا على دقة آلة القطع بالليزر. في ظل نفس الظروف ، ستكون دقة قطع الفولاذ المقاوم للصدأ والألمنيوم مختلفة تمامًا ، وستكون دقة القطع للفولاذ المقاوم للصدأ أعلى ، وسيكون سطح القطع أكثر سلاسة.

بشكل عام ، يمكن قياس جودة القطع بالليزر من خلال المعايير الستة التالية.

⒈ قطع خشونة السطح Rz

قطع حجم الخبث

⒊ حافة القطع العمودية والمنحدر ش

⒋ قطع حافة حجم الزاوية المستديرة r

⒌ اسحب بعد خطوط n

⒍ التسطيح و

إن تطبيق آلة القطع بالليزر للمعادن واسع للغاية ، ويغطي العديد من الصناعات ، وهو أحد المعدات الضرورية للعديد من الشركات ، بما في ذلك إنتاج اللافتات الإعلانية (وهي بشكل أساسي قطع الشعار والشعار من الفولاذ المقاوم للصدأ) ، ومعالجة الصفائح المعدنية (معالجة الصفائح المعدنية يشمل بشكل أساسي جميع المواد المعدنية. وتشمل هذه بشكل عام الانحناء والتلميع وما إلى ذلك ، والقطع هو أهم عملية) ، وإنتاج الهيكل والخزانة (في هذا الصدد ، يكون الفولاذ الكربوني أو الفولاذ المقاوم للصدأ مفيدًا بشكل عام ، ولكن أيضًا الطي والقطع بشكل أساسي عمليتا قطع) ، ونوابض (تنتمي إلى عملية التشطيب) ، وأجزاء مترو الأنفاق ، وإنتاج أغلفة المصاعد ، وأغلفة المعدات الميكانيكية ، وأدوات المطبخ (معظمها من الفولاذ المقاوم للصدأ) ، والتي تتفوق على الليزر ، كما شارك إعداد آلة القطع بالليزر للشركة في إنتاج المركبة الفضائية Seven Gods Eight ، والتي تتضمن في الواقع جوانب مختلفة. تستخدم على نطاق واسع في معالجة الصفائح المعدنية ، وإنتاج اللافتات الإعلانية ، وإنتاج الخزانات الكهربائية ذات الجهد العالي والمنخفض ، والأجزاء الميكانيكية ، وأدوات المطبخ ، والسيارات ، والآلات ، والحرف المعدنية ، وشفرات المنشار ، والأجزاء الكهربائية ، وصناعة النظارات ، والينابيع ، ولوحات الدوائر ، والغلايات الكهربائية ، والصناعات الطبية الدقيقة الإلكترونيات والأجهزة وأدوات قياس السكاكين وغيرها من الصناعات.

⒈رأس القطع بالليزر مزدوج التركيز عنصر هش في آلة القطع بالليزر. الاستخدام طويل الأمد سيضر برأس القطع بالليزر.

⒉تحقق من استقامة مسار آلة القطع بالليزر الليفي وعمودية الماكينة كل ستة أشهر ، وإذا وجد أنها غير طبيعية ، فسيتم صيانتها وتصحيحها في الوقت المناسب. إذا لم يتم ذلك ، فقد لا يكون تأثير القطع جيدًا ، وسيزداد الخطأ ، وستتأثر جودة القطع. هذه هي الأولوية القصوى ويجب القيام بها.

⒊استخدم مكنسة كهربائية لشفط الغبار والأوساخ من الجهاز مرة واحدة في الأسبوع ، ويجب إغلاق جميع الخزانات الكهربائية ومقاومة الغبار.

⒋افحص الحزام الفولاذي للأليافآلة القطع بالليزربشكل متكرر للتأكد من أنه ضيق. خلاف ذلك ، إذا حدث خطأ ما أثناء العملية ، فقد يصاب الأشخاص ، أو قد يكون الموت خطيرًا. يبدو الحزام الفولاذي وكأنه شيء صغير ، لكن المشكلة لا تزال خطيرة بعض الشيء.

⒌يجب تنظيف قضبان التوجيه لآلة القطع بالليزر الليفي بشكل متكرر لإزالة الغبار والحطام الآخر لضمان أن الجهاز طبيعي. يجب مسح الحامل بشكل متكرر وتشحيمه لضمان التشحيم بدون حطام. يجب تنظيف قضبان التوجيه وتشحيمها بشكل متكرر ، كما يجب تنظيف المحرك وتشحيمه بشكل متكرر. يمكن للآلة أن تتحرك بشكل أفضل وتقطع بشكل أكثر دقة ، وسيتم تحسين جودة المنتجات المقطوعة.