Өндірісте дәлдік, тиімділік және икемділік негізгі элементтерге айналды. Көптеген кесу технологияларының ішінде лазерлік кесу микромедициналық құрылғылардан бастап ірі аэроғарыштық компоненттерге дейін әртүрлі өнімдерді өндіруде маңызды процеске айналды.
қандай лазерлік кесу?
Лазерлік кесу - бұл дайындаманы сәулелендіру үшін жоғары қуатты тығыздықтағы лазер сәулесін пайдаланатын термиялық кесу әдісі, бұл материалдың тез еруіне, булануына немесе тұтану нүктесіне жетуіне әкеледі. Сонымен қатар, лазер сәулесімен коаксиалды жоғары жылдамдықты газ ағыны балқытылған материалды үрлеп жібереді, осылайша дайындаманы кеседі. Қысқасы, жарық энергиясын жылу энергиясына айналдыру арқылы дәл кесуге қол жеткізіледі.
Негізгі қадамдар:
- Энергия өндіру: Лазерлер (мысалы, CO2 лазерлері, талшықты лазерлер немесе кристалды лазерлер) күшейту ортасын (мысалы, газ, талшықты немесе кристалды) қоздыру арқылы белгілі бір толқын ұзындығындағы лазерлік жарық шығарады.
- Сәулені фокустау: Алынған лазер сәулесі бірқатар айна және арнайы линза жүйесі арқылы беріліп, өте жоғары энергия тығыздығы бар кішкентай нүктені қалыптастырады.
- Материалдың өзара әрекеттесуі: Бұл жоғары энергиялы жарық дақ материал бетіне әсер етіп, жергілікті аймақты балқу немесе тіпті булану температурасына дейін тез қыздырады.
- Қожды кетіру: Лазер басынан кейінгі саптама балқытылған металл қожын кетіру үшін жоғары қысымды қосалқы газды (мысалы, оттегі, азот немесе ауа) шашыратады, осылайша таза және тегіс кесу пайда болады.
- Қозғалысты басқару: Лазер басының барлығы компьютерлік сандық басқару (CNC) жүйесімен дәл басқарылады, ол CAD сызбасымен анықталған алдын ала анықталған жол бойымен қозғалады, осылайша материалдағы кез келген күрделі пішінді кесіп тастайды.
Негізгі лазерлік кесу технологияларын салыстыру
Лазерлік кесудің барлық технологиялары бірдей емес. Олардың негізгі айырмашылықтары лазер түрі мен қолданылатын материалдарда жатыр. Ең көп таралған үш түрі:
-
Талшықты лазерлік кесу
Принцип: Лазерлік генерация күшейту ортасы ретінде иттербий сияқты сирек кездесетін жер элементтерімен легирленген оптикалық талшықтарды пайдаланады. Лазер сәулесі икемді оптикалық талшықтар арқылы беріледі, осылайша энергия шығыны өте төмен болады.
Артықшылықтары: Қазіргі уақытта металл кесу өнеркәсібіндегі негізгі технология. Ол жоғары фотоэлектрлік түрлендіру тиімділігімен (30%-дан астам), энергия үнемдеуімен және өте жылдам кесу жылдамдығымен мақтана алады, бұл оны жұқа пластиналы кесуге өте қолайлы етеді. Сонымен қатар, ол төмен техникалық қызмет көрсету шығындары, тұрақты жұмыс және мыс пен алюминий сияқты жоғары шағылыстырғыш материалдарды мінсіз кесу мүмкіндігі сияқты артықшылықтарды ұсынады.
Қолданылатын материалдар: Барлық металдар (көміртекті болат, тот баспайтын болат, алюминий қорытпасы, мыс қорытпасы, титан қорытпасы және т.б.).
-
Көмірқышқыл газын лазермен кесу
Принцип: Лазерлер жоғары қысымды контейнерде көмірқышқыл газының қоспасын ынталандыру арқылы жасалады.
Артықшылықтары: Жетілген технология, тегіс кесу беті, металл емес және қалың түсті металдарды кесуде белгілі бір артықшылықтарға ие. Қолданылатын материалдар: Металдар, акрил, ағаш, былғары, шыны, пластмассалар, маталар және басқа да металл емес материалдар.
-
Кристалды лазермен кесу
Ерекшеліктері: Оның өнімділігі талшықты лазерлер мен CO2 лазерлерінің арасында. Металлдарды да, металл еместерді де кесуге қабілетті болғанымен, оның кристалды қызмет ету мерзімі шектеулі және салыстырмалы түрде қымбат. Оның нарықтағы үлесі біртіндеп тиімдірек және берік талшықты лазер технологиясымен алмастырылуда.
Қалай таңдау керек?
Металл өңдеу қолданбаларының басым көпшілігі үшін талшықты лазерлік кесу машиналары қазіргі уақытта ең жақсы және ең үнемді таңдау болып табылады. Егер сіз металл емес материалдарды жиі өңдейтін болсаңыз, CO2 лазерлік кесу машинасын немесе екеуінің де тіркесімін пайдалануды қарастыруыңыз мүмкін.
Лазерлік кесудің артықшылықтары
- Өте жоғары дәлдік және сапа: Лазерлік нүктенің кіші өлшемі және жоғары энергия тығыздығы кесудің тамаша сапасын қамтамасыз етеді. Лазерлік кесу жоғарғы және төменгі бөліктер арасында кесу дәлдігінің минималды қателігімен тар қиғаштық жасайды, нәтижесінде әдемі және таза көлденең қима пайда болады. Беткі кедір-бұдырлық микрометр деңгейіне дейін дәл болуы мүмкін. Лазерлік кесудің термиялық сезімтал аймағы өте кішкентай, бұл материалдың деформациясын азайтады. Лазерлік кесілген материалдарды тегістеу немесе жылтыратусыз тікелей пайдалануға болады.
- Керемет икемділік: CNC басқару жүйесі қалыптарды өзгертпей, жай ғана дизайн сызбаларын өзгерту арқылы кесу үлгілерін лезде өзгерте алады. Бұл оны прототиптеу және шағын сериялы тапсырыс бойынша өндіріс үшін өте қолайлы етеді.
- Байланыссыз өңдеу: Лазерлік кесу дайындамамен жанасу қажеттілігін жояды, ара дискісі мен басқа қалыптардың тозуын болдырмайды. Әртүрлі дайындамаларды өңдеген кезде бекіткіштерді ауыстырудың қажеті жоқ; тек кесу параметрлерін реттеу қажет. Бүкіл жүйе физикалық жанасусыз жұмыс істейді, бұл өте төмен шу шығарады. Кесу кезінде пайда болатын қалдық шаң бөлшектері түрінде болады, оларды тазалау оңай, бұл қоршаған ортаның ластануын азайтады.
- Жоғары жылдамдық пен тиімділік: Лазерлік кесу ерекше масштабталу мүмкіндігімен ерекшеленеді. Жабдық бағдарламаланатын басқару арқылы жұмыс істейді және автоматты тиеу және түсіру құрылғыларымен жабдықталуы мүмкін, бұл қолмен араласу қажеттілігін жояды. Жалғыз лазерлік кесу машинасының тиімділігі дәстүрлі кесу жабдықтарына қарағанда әлдеқайда асып түседі. Лазерлік кесу қысқыштарды қажет етпейді, осылайша белгілі бір қалып тәрізді материалдарды кескен кезде құралдарды ауыстыру қажеттілігін жояды. Жабдық ұзақ уақыт бойы үздіксіз кесу операцияларын орындай алады, ал сумен салқындату жүйесі жабдықтың тұрақты температураны ұстап тұруын қамтамасыз етеді.
- Материалдың кең үйлесімділігі: Бір машина металдардан бастап металл еместерге дейінгі әртүрлі материалдарды өңдей алады, бұл жабдықты пайдалануды және инвестициялардың қайтарымдылығын айтарлықтай жақсартады.
- Автоматтандыру және интеграция: Оны автоматтандырылған өндіріс желілеріне оңай біріктіруге және тиеу-түсіру роботтарымен бірге пайдалануға болады.
Лазерлік кесу қолданбалары
Лазерлік кесу барлық дерлік өнеркәсіп салаларында қолданылады, және оның ең үлкен тартымдылығы оның ерекше икемділігінде - ол сіз елестете алатын кез келген нәрсені кесе алады.
Металл қаңылтырын өңдеу және машина жасау өндірісі:
Бұл ең дәстүрлі қолдану саласы. Ол шасси мен шкафтарды, механикалық бөлшектерді, ас үй ыдыстарын, лифт панельдерін, металл жиһаздарды және т.б. өндіру үшін қолданылады. Оның жоғары жылдамдық, жоғары дәлдік және жаппай өндіріске қол жеткізу мүмкіндігі сияқты артықшылықтары бар.
Автокөлік өндірісі:
Лазерлік кесу автомобиль өндірісінде кеңінен қолданылады, соның ішінде ақ түсті кузов панельдерін, термоформаланған панельдерді, арматуралық қабырғаларды және тапсырыс бойынша пісірілген дайындамаларды кесу және өңдеу. Автоматтандырылған тиеу және түсіру жүйелері жоғары жылдамдықты, икемді өндірісті қамтамасыз етеді, жоғары сапа мен жеңіл дизайн талаптарына сай келеді.
аэроғарыштық:
Жоғары беріктіктегі болат пластиналарды, алюминий қорытпасынан жасалған корпус бөлшектерін, қауіпсіздік жастықшаларының маталарын, ұшақ корпусын, қозғалтқыш қалақтарын және басқа да өте жоғары қауіпсіздік пен дәлдік талаптары бар компоненттерді кесу үшін қолданылады.
Электроника және дәлдік құралдары:
Дәл лазерлер смартфондардың ішкі құрылымдық компоненттерін, баспа схемаларының (FPC), жартылай өткізгіш компоненттерін және миниатюралық сенсор корпустарын кесіп, электронды өнімдердегі миниатюралау үрдісіне сәйкес келеді.
Сәулет және безендіру:
Көпірлерде, зауыттарда және дайын ғимараттарда лазерлік кесу H-арқалықтары, швеллерлік болат, бұрыштық болат және қаңылтыр металл сияқты құрылымдық компоненттерді кесу үшін қолданылады. Оның артықшылықтары жоғары кесу сапасында және минималды термиялық деформацияда жатыр, осылайша дайын компоненттерді жинау тиімділігін арттырады. Лазерлік кесуді көркем дизайнды өнеркәсіптік өндіріспен тамаша үйлестіре отырып, күрделі металл көркем экрандарды, ішкі және сыртқы сәндік панельдерді, баспалдақ қоршауларын, бренд логотиптерін және мүсіндерді жасау үшін де пайдалануға болады.
Медициналық құрылғылар:
Хирургиялық құралдарды, стенттерді және ортопедиялық имплантаттарды өндіру өте таза және стресстен арылған ортаны қажет етеді, бұл лазерлік кесуді алмастырылмайтын процесс етеді.
Электроника және жартылай өткізгіштер:
ПХД панельдерін ажырату, чиптерді сызу және икемді тізбекті бұрғылау сияқты процестерде жанаспайтын, мыжылмайтын және жылу әсерінің минималды аймағы сияқты бірегей артықшылықтарға ие және дәл микроэлектроника өндірісі саласында кеңінен қолданылады.
Жарнама және шығармашылық салалар:
Лазерлік кесу жарнама өндірісі мен шығармашылық дизайнерлер үшін акрил әріптерін, POP дисплей стендтерін, ағаш модельдерін, былғары өрнектерін және тоқыма маталарын кесу үшін баға жетпес құрал болып табылады.
Жаңа энергетика саласы:
Лазерлік кесу технологиясы күн фотоэлектрлік панельдеріне қажетті кремний пластиналары мен литий батареяларының қалқандарын кесу үшін қолданылады және таза энергия саласының тізбегіндегі негізгі буын болып табылады. Лазерлік технология жанаспайтын, жоғары тұрақтылыққа ие және материалдың төмен шығынына ие болу сипаттамаларына ие.
Лазерлік кесу қандай материалдарды кесуге болады?
Лазерлік кескіш машина - бұл әртүрлі материалдарды өңдеу үшін лазер сәулесін пайдаланатын машина. Оның жоғары дәлдік, жоғары жылдамдық және жанаспайтын жұмыс сияқты артықшылықтары бар. Ол әртүрлі материалдарды кесе алады, соның ішінде:
- Металдар: Тот баспайтын болат, көміртекті болат, легирленген болат, кремнийлі болат, серіппелі болат, алюминий, алюминий қорытпалары, мырышталған парақ, маринадталған парақ, титан және титан қорытпалары және никель қорытпалары кіреді. Лазерлік кесу машиналары әдетте кесу жылдамдығы мен сапасын жақсарту үшін металл өңдеуге көмектесу үшін тотықтырғыштарды пайдаланады. Дегенмен, жоғары көміртекті болат сияқты материалдар үшін жылу әсер ететін аймақ үлкен болуы мүмкін. Мыс лазерлік кесуге жарамсыз, себебі ол қорғаныс линзасын зақымдауы мүмкін.
- Металл емес материалдар: Лазерлік кескіш машиналар негізінен металдарды кесу үшін пайдаланылғанымен, олар ағаш, акрил, шыны, керамика, резеңке және қағаз сияқты кейбір металл емес материалдарды кесіп, ойып жаза алады. Бұл қолданбалар негізінен CO2 лазерлік кескіш машиналар немесе талшықты лазерлік кескіш машиналар сияқты арнайы жабдықтарды қажет етеді.
Дегенмен, лазерлік кескіш машиналар панацея емес. Кейбір материалдарды, мысалы, тасты, былғарыны және өсімдік талшықтарынан, ағаш талшықтарынан және т.б. тұратын тығыз материалдарды тиімді кесу мүмкін емес. Бұл материалдар лазерлік кескіш машиналардың толқын ұзындығын сіңіре алмайды немесе кесу процесінде күйдіру сияқты мәселелерді тудырады, сондықтан оларды лазерлік кескіш машиналар тиімді өңдей алмайды.
Сыммен кесу және лазермен кесумен салыстырғанда, олардың сәйкес сипаттамалары қандай?
Сым EDM
- Жоғары жылдамдық және тиімділік: Сымды EDM жылдам және жаппай өндіріске жарамды. Ол өте тиімді және күрделі кесу жұмыстарын орындай алады.
- Үлкен кесу қалыңдығы: Wire EDM салыстырмалы түрде үлкен кесу қалыңдығына ие және қалыңдығы 3 мм-ден асатын материалдарды кесу үшін тиімдірек.
- Дөрекі кесу: Сым EDM жүздері салыстырмалы түрде кедір-бұдыр және кейіннен тегістеу мен жылтыратуды қажет етеді; әйтпесе, бұл кейінгі өңдеуге әсер етеді.
Лазерлік кесу
- Жоғары дәлдік және тамаша кесу сапасы: Лазерлік кесу таза және тегіс жиектермен жоғары дәлдіктегі және жоғары сапалы кесулерге қол жеткізе алады, бұл екінші реттік өңдеу қажеттілігін жояды. Ол жоғары дәлдіктегі және жоғары сапалы өңдеуге жарамды.
- Қолдану аясының кеңдігі: Лазерлік кесу металдарды, металл еместерді, пластмассаларды, керамикаларды және т.б. қоса алғанда, көптеген материалдарды кесуге жарамды.
- Кесу қалыңдығы шектеулі: Лазерлік кесу салыстырмалы түрде шектеулі кесу қалыңдығына ие және қалың материалдарды кесуге жарамайды.
Әдетте, сыммен кесу кесу қалыңдығы 3 мм-ден асатын жаппай өндіріс қолданбаларына жарамды, ал лазерлік кесу жоғары дәлдікті, аз кесу қалыңдығын және әртүрлі материалдарды қажет ететін қолданбаларға жарамды. Тәжірибелік қолданбаларда ең жақсы өңдеу нәтижелеріне қол жеткізу үшін нақты кесу талаптарына негізделген тиісті кесу әдісін таңдау қажет.
Қорытынды:
Лазерлік кесу технологиясы заманауи өндірістің іргетасына айналды. Оның теңдессіз дәлдігі, жылдамдығы және икемділігі өнеркәсіптен өнерге дейінгі әртүрлі салалардағы инновацияларды дамытуды жалғастыруда. Талшықты лазерлік технологияның үздіксіз дамуы және шығындарды оңтайландырудың үздіксіз жүруімен лазерлік кесу кең таралуда, бұл ірі ауыр өнеркәсіп кәсіпорындарынан бастап шағын шығармашылық студияларға дейін барлығына пайда әкеледі.
Лазерлік кесу бойынша жиі қойылатын сұрақтар
1. Лазерлік кесу дегеніміз не?
Лазерлік кесу - бұл материалдарды ерекше дәлдікпен және таза жиектермен кесу, ою немесе пішіндеу үшін фокусталған лазер сәулесін пайдаланатын дәл өндіріс процесі.
2. Қандай материалдарды лазермен кесуге болады?
Лазерлік кесу лазер түріне байланысты тот баспайтын болат, көміртекті болат, алюминий, жез, мыс, титан, акрил, ағаш, пластмасса, қағаз, мата және басқа да көптеген материалдарға жарамды.
3. Лазермен кесу қаншалықты дәл?
Қазіргі заманғы лазерлік кесу машиналары материалға, қалыңдығына, машина сапасына және кесу параметрлеріне байланысты әдетте ±0.05 мм-ден ±0.20 мм-ге дейінгі төзімділікке қол жеткізеді.
4. Лазерлік кесудің қандай артықшылықтары бар?
Лазерлік кесу жоғары дәлдікті, жылдам өндіріс жылдамдығын, тегіс жиектерді, минималды материал қалдықтарын, тамаша қайталануды және қосымша құралдарсыз күрделі пішіндерді жасау мүмкіндігін ұсынады.
5. Лазерлік кесудің максималды қалыңдығы қандай?
Максималды кесу қалыңдығы лазердің қуаты мен материалына байланысты. Жоғары қуатты талшықты лазерлер 30 мм- ден асатын қалыңдықтағы көміртекті болатты кесе алады, ал жұқа материалдар әдетте ең жақсы кесу сапасы мен жылдамдығын қамтамасыз етеді.
6. Лазерлік кесу кейінгі өңдеуді қажет ете ме?
Көп жағдайда лазермен кесілген бөлшектерді өңдеу өте аз немесе мүлдем қажет емес. Дегенмен, қолдану талаптарына байланысты бетті өңдеу, жылтырату, майыстыру, дәнекерлеу немесе өңдеу қажет болуы мүмкін.
7. Лазерлік кесуді қандай салалар жиі қолданады?
Лазерлік кесу автомобиль, аэроғарыш, электроника, медициналық құрылғылар, құрылыс, тұтыну тауарлары, өнеркәсіптік жабдықтар және металл өңдеу салаларында кеңінен қолданылады.
8. Сенімді лазерлік кесу өндірушісін қалай таңдауға болады?
Жетілдірілген жабдықтары, тәжірибелі инженерлері, қатаң сапаны бақылауы, материалды бақылауы, жылдам жеткізуі, бәсекеге қабілетті бағасы және ISO 9001 сияқты сертификаттары бар өндірушіні іздеңіз.
9. Лазерлік кесу прототип жасауға жарамды ма?
Иә. Лазерлік кесу жылдам прототиптеу үшін тамаша таңдау болып табылады, себебі ол арнайы құрал-жабдықтарды қажет етпейді, жылдам өңдеу уақытын ұсынады және аз көлемді өндіріс үшін тиімді.
10. Лазерлік кесуді басқа өндірістік процестермен біріктіруге бола ма?
Иә. Лазерлік кесу көбінесе CNC өңдеуімен, қаңылтыр металды иілумен, дәнекерлеумен, ұнтақпен қаптаумен, анодтаумен және басқа да әрлеу процестерімен біріктіріліп, толық тапсырыс бойынша жасалған бөлшектерді жасайды.
