Guida definitiva alla macchina da taglio laser CNC

Rispetto all'ossiacetilene tradizionale, al plasma e ad altri processi di taglio, la velocità di taglio laser è elevata, la fessura è stretta, la zona interessata dal calore è piccola, il bordo della fessura è perpendicolare e il tagliente è liscio. Allo stesso tempo, ci sono molti tipi di materiali che possono essere tagliati al laser, incluso l'acciaio al carbonio. , Acciaio inossidabile, acciaio legato, legno, plastica, gomma, stoffa, quarzo, ceramica, vetro, materiali compositi, ecc. Con il rapido sviluppo dell'economia di mercato e il rapido sviluppo della scienza e della tecnologia, la tecnologia del taglio laser è stata ampiamente utilizzata in automobili, macchinari, elettricità, hardware e apparecchi elettrici. Negli ultimi anni, la tecnologia di taglio laser si sta sviluppando a una velocità senza precedenti, con un tasso di crescita annuale dal 15% al ​​20%. Dal 1985, il mio paese è cresciuto a un ritmo di quasi il 25% all'anno. Al momento, il livello complessivo della tecnologia di taglio laser nel mio paese presenta ancora un grande divario rispetto ai paesi avanzati. Pertanto, la tecnologia di taglio laser nel mercato interno ha ampie prospettive di sviluppo e un enorme spazio di applicazione.

Durante il processo di taglio dimacchina da taglio laser, il raggio viene focalizzato dalla lente della testa di taglio in un piccolo punto focale, in modo che il punto focale possa raggiungere un'elevata densità di potenza e la testa di taglio sia fissata sull'asse z. In questo momento, l'apporto di calore dal raggio supera di gran lunga la parte del calore riflesso, condotto o diffuso dal materiale, e il materiale viene rapidamente riscaldato alla temperatura di fusione e vaporizzazione. Allo stesso tempo, un flusso d'aria ad alta velocità si scioglierà dal lato coassiale o non coassiale. E il materiale vaporizzato viene espulso per formare fori per il taglio del materiale. Con il movimento relativo del fuoco e del materiale, il foro forma una fessura continua con una larghezza molto stretta per completare il taglio del materiale.

Attualmente, la parte del percorso ottico esterno della macchina da taglio laser utilizza principalmente il sistema di percorso ottico volante. Il raggio di luce emesso dal generatore laser raggiunge la lente di focalizzazione sulla testa di taglio attraverso gli specchi riflettenti 1, 2 e 3 e forma un punto luminoso sulla superficie del materiale da lavorare dopo la messa a fuoco. La lente riflettente 1 è fissata sulla fusoliera senza muoversi; lo specchio riflettente 2 sul raggio si sposta nella direzione x con il movimento del raggio; la lente riflettente 3 sull'asse z si sposta nella direzione y con il movimento dell'asse z. Non è difficile vedere dalla figura che nel processo di taglio, quando il raggio si sposta nella direzione x e l'asse z si muove nella direzione y, la lunghezza del percorso della luce cambia ogni momento.

A causa del costo di produzione e di altri motivi, il raggio laser emesso dal generatore laser civile ha un certo angolo di divergenza ed è \"conico \". Quando l'altezza del \"cono \" cambia (equivalente a una variazione della lunghezza del percorso ottico della macchina per il taglio laser), cambia anche l'area della sezione trasversale del raggio sulla superficie della lente di focalizzazione. Inoltre, la luce ha anche le proprietà delle onde. Pertanto, il fenomeno di diffrazione si verificherà inevitabilmente. La diffrazione farà espandere lateralmente il raggio durante la propagazione. Questo fenomeno esiste in tutti i sistemi ottici e può determinare le prestazioni di questi sistemi. Valore limite. A causa del \"cono \" del fascio gaussiano e della diffrazione delle onde luminose, quando la lunghezza del percorso ottico cambia, il diametro del raggio che agisce sulla superficie della lente cambia continuamente, il che causerà cambiamenti nel fuoco dimensioni e profondità, ma influiscono sulla posizione di messa a fuoco Molto piccolo. Se la dimensione della messa a fuoco e la profondità della messa a fuoco cambiano durante l'elaborazione continua, avrà inevitabilmente un grande impatto sull'elaborazione. Ad esempio, causerà larghezze di fessura di taglio incoerenti, taglio incompleto o ablazione della tavola con la stessa potenza di taglio.

Il laser è un tipo di luce, come l'altra luce naturale, è prodotta dalla transizione di atomi (molecole o ioni, ecc.). Tuttavia, è diverso dalla luce ordinaria in quanto il laser si basa solo sull'emissione spontanea per un periodo di tempo molto breve e il processo successivo è completamente determinato dalla radiazione di eccitazione. Pertanto, il laser ha un colore molto puro, quasi nessuna divergenza e un'intensità luminosa estremamente elevata. E alta coerenza.

Il taglio laser si ottiene applicando un'energia ad alta densità di potenza generata dalla focalizzazione laser. Sotto il controllo del computer, il laser viene scaricato tramite impulsi per emettere un laser pulsato ad alta frequenza ripetitivo controllato per formare un raggio con una certa frequenza e una certa larghezza di impulso. Il raggio laser pulsato viene guidato e riflesso dal percorso ottico e focalizzato dal gruppo di lenti di focalizzazione. Sulla superficie dell'oggetto lavorato si forma un piccolo punto luminoso ad alta densità di energia. Il punto focale si trova vicino alla superficie da lavorare e fonde o vaporizza il materiale lavorato ad una temperatura elevata istantanea. Ogni impulso laser ad alta energia crea istantaneamente un piccolo foro sulla superficie dell'oggetto. Sotto il controllo del computer, la testa di lavorazione laser e il materiale lavorato eseguono un movimento relativo continuo in base alla grafica pre-disegnata, in modo che l'oggetto venga elaborato nella forma desiderata.

I parametri di processo (velocità di taglio, potenza del laser, pressione del gas, ecc.) E la traiettoria del movimento durante il taglio sono controllati dal sistema di controllo numerico e la scoria in corrispondenza della fessura viene soffiata via da una certa pressione di gas ausiliario.

1. Alta precisione: adatto per il taglio di parti di precisione e il taglio fine di vari lavori artigianali e dipinti.

2. Alta velocità: più di 100 volte quella del taglio a filo.

3. La zona termicamente alterata è piccola e non facile da deformare. La cucitura di taglio è liscia e bella, senza successiva lavorazione.

4. Prestazioni ad alto costo: il prezzo è solo 1/3 della stessa macchina da taglio laser CO2 e 2/5 della stessa perforazione CNC.

5. Il costo di utilizzo è molto basso: solo 1/8 ~ 1/10 di una macchina da taglio laser CO2 simile, il costo orario è di circa 18 yuan e il costo orario della macchina da taglio laser CO2 è di circa 150-180 yuan.

6. Il costo della manutenzione successiva è molto basso: solo 1/10 ～ 1/15 della macchina da taglio laser CO2 simile e 1/3 ～ 1/4 della punzonatrice CNC equivalente.

7. Prestazione stabile per garantire una produzione continua. Il laser YAG a stato solido è uno dei prodotti più stabili e maturi nel campo dei laser.

8. Rispetto alla punzonatrice CNC, la macchina da taglio laser YAG presenta i seguenti vantaggi:

(1) Può completare l'elaborazione di varie strutture complesse. Finché qualsiasi immagine può essere disegnata sul computer, la macchina può completare l'elaborazione.

(2) Non è necessario aprire lo stampo, basta fare il disegno sul computer e il prodotto può essere rilasciato immediatamente, il che può sviluppare rapidamente nuovi prodotti e risparmiare sui costi.

(3) La macchina da taglio YAG ha un sistema di tracciamento automatico, quindi può completare il taglio aereo e varie superfici curve irregolari.

(4) Il processo complesso richiede che il punzone CNC sia difficile da completare e il taglio laser può farlo.

(5) La superficie è molto liscia e la qualità del prodotto è molto alta, il che è difficile per le punzonatrici CNC.

(6) La scatola stampata (entro 0,5 metri di spessore) deve essere lavorata con fori e scanalature, che non possono essere lavorati con la punzonatrice CNC, ma la macchina per il taglio laser del metallo CNC YAG può risolverlo.

⒈1 Taglio a vaporizzazione: nel processo di taglio a vaporizzazione laser, la velocità della temperatura superficiale del materiale che sale alla temperatura del punto di ebollizione è così veloce che è sufficiente evitare la fusione causata dalla conduzione del calore, quindi parte del materiale si vaporizza in vapore e scompare, e parte del materiale viene scaricata dal taglio. Il fondo della fessura viene spazzato via dal flusso di gas ausiliario. In questo caso, è richiesta una potenza laser molto elevata. Per evitare che il vapore del materiale si condensa sulla parete della fessura, lo spessore del materiale non deve superare di molto il diametro del raggio laser. Questo processo è quindi adatto solo per applicazioni in cui è necessario evitare la rimozione del materiale fuso. Questa lavorazione viene effettivamente utilizzata solo nelle aree in cui le leghe a base di ferro sono molto piccole. Questo processo non può essere utilizzato per materiali come il legno e alcune ceramiche che non sono allo stato fuso e quindi è improbabile che ricondensino il vapore del materiale. Inoltre, questi materiali richiedono solitamente tagli più spessi. Nel taglio a gassificazione laser, la focalizzazione ottimale del raggio dipende dallo spessore del materiale e dalla qualità del raggio. La potenza del laser e il calore della vaporizzazione hanno solo una certa influenza sulla posizione ottimale del fuoco. Nel caso di un certo spessore della lamiera, la velocità massima di taglio è inversamente proporzionale alla temperatura di vaporizzazione del materiale. La densità di potenza del laser richiesta è maggiore di 108 W / cm2 e dipende dal materiale, dalla profondità di taglio e dalla posizione di messa a fuoco del raggio. Nel caso di un certo spessore della lamiera, assumendo una potenza laser sufficiente, la velocità massima di taglio è limitata dalla velocità del getto di gas.

⒉ Taglio a fusione: dentrotaglio a fusione laser, il pezzo in lavorazione viene parzialmente fuso e il materiale fuso viene spruzzato con l'aiuto del flusso d'aria. Poiché il trasferimento del materiale avviene solo allo stato liquido, il processo è chiamato fusione e taglio laser. Il raggio laser è abbinato a gas da taglio inerte di elevata purezza per guidare il materiale fuso a lasciare il taglio e il gas stesso non partecipa al taglio. Il taglio con fusione laser può ottenere una velocità di taglio maggiore rispetto al taglio a gassificazione. L'energia richiesta per la gassificazione è solitamente superiore all'energia richiesta per fondere il materiale. Nella fusione e nel taglio laser, il raggio laser viene assorbito solo parzialmente. La velocità massima di taglio aumenta con l'aumento della potenza del laser e diminuisce quasi inversamente con l'aumento dello spessore della lamiera e della temperatura di fusione del materiale. Nel caso di una certa potenza laser, i fattori limitanti sono la pressione dell'aria in corrispondenza della fessura e la conducibilità termica del materiale. La fusione e il taglio laser possono ottenere incisioni prive di ossidazione per materiali ferrosi e metalli di titanio. La densità di potenza del laser che produce fusione ma non gassificazione è compresa tra 104 W / cm2 e 105 W / cm2 per i materiali in acciaio.

⒊Fusione e taglio per ossidazione (taglio a fiamma laser): in genere, il gas inerte viene utilizzato per la fusione e il taglio. Se invece si utilizzano ossigeno o altri gas attivi, il materiale si accenderà sotto l'irradiazione del raggio laser e una feroce reazione chimica con l'ossigeno genererà un'altra fonte di calore. , In modo che il materiale venga ulteriormente riscaldato, chiamato taglio di fusione per ossidazione. A causa di questo effetto, per acciai strutturali dello stesso spessore, la velocità di taglio ottenibile con questo metodo è superiore a quella del taglio a fusione. D'altra parte, questo metodo potrebbe avere una qualità di taglio peggiore rispetto al taglio a fusione. Infatti, produrrà un taglio più ampio, una rugosità evidente, una maggiore zona interessata dal calore e una qualità dei bordi peggiore. Il taglio laser alla fiamma non è adatto durante la lavorazione di modelli di precisione e spigoli vivi (c'è il pericolo di bruciare gli spigoli vivi). Un laser pulsato può essere utilizzato per limitare l'influenza termica e la potenza del laser determina la velocità di taglio. Nel caso di una certa potenza laser, il fattore limitante è l'apporto di ossigeno e la conducibilità termica del materiale.

⒋ Taglio a frattura controllato: per materiali fragili che possono essere facilmente danneggiati dal calore, il taglio ad alta velocità e controllabile viene eseguito mediante il riscaldamento del raggio laser, che è chiamato taglio a frattura controllata. Il contenuto principale di questo processo di taglio è: il raggio laser riscalda una piccola area di materiale fragile, provocando un grande gradiente termico e una grave deformazione meccanica in quest'area, provocando la formazione di crepe nel materiale. Finché viene mantenuto un gradiente di riscaldamento uniforme, il raggio laser può guidare le crepe in qualsiasi direzione desiderata.

La precisione di taglio è il primo elemento per giudicare la qualità di una macchina da taglio laser CNC. Quattro fattori che influenzano la precisione di taglio delle macchine da taglio laser CNC:

⒈ La dimensione del generatore laser condensato laser. Se il punto luminoso è molto piccolo dopo la raccolta, la precisione di taglio è molto alta e anche lo spazio dopo il taglio è molto piccolo. Mostra che la precisione della macchina da taglio laser è molto alta e la qualità è molto alta. Ma il raggio emesso dal laser è a forma di cono, quindi anche la fenditura tagliata è a forma di cono. In questa condizione, maggiore è lo spessore del pezzo, minore è la precisione, quindi maggiore è la fessura.

⒉ La precisione del banco da lavoro. Se la precisione del tavolo è molto alta, anche la precisione del taglio sarà migliorata. Pertanto, la precisione del banco da lavoro è anche un fattore molto importante per misurare la precisione del generatore laser.

⒊ Il raggio laser viene condensato in un cono. Durante il taglio, il raggio laser viene rastremato verso il basso. A questo punto, se lo spessore del pezzo tagliato è molto grande, la precisione di taglio sarà ridotta e la distanza di taglio sarà molto grande.

⒋ Diversi materiali da tagliare influiranno anche sulla precisione della macchina da taglio laser. Nelle stesse circostanze, la precisione del taglio di acciaio inossidabile e alluminio sarà molto diversa, la precisione di taglio dell'acciaio inossidabile sarà maggiore e la superficie di taglio sarà più liscia.

In generale, la qualità del taglio laser può essere misurata dai seguenti 6 standard.

⒈ Rugosità superficiale di taglio Rz

⒉ Dimensione delle scorie di taglio

⒊ perpendicolarità del tagliente e pendenza u

⒋ Angolo di taglio arrotondato misura r

⒌ Trascina dopo le strisce n

⒍ Planarità F

L'applicazione della macchina per il taglio laser dei metalli è molto ampia, copre molti settori, ed è una delle attrezzature necessarie per molte aziende, compresa la produzione di insegne pubblicitarie (si tratta principalmente di LOGO e logo in acciaio inossidabile), lavorazione della lamiera (lavorazione della lamiera fondamentalmente comprende tutti i materiali metallici. Questi generalmente includono piegatura, lucidatura, ecc. e il taglio è il processo più importante), produzione di telai e armadi (a questo proposito, l'acciaio al carbonio o l'acciaio inossidabile è generalmente utile, ma principalmente piegatura Piegatura e taglio 2 processi di taglio), molle (appartenenti al processo di finitura), parti della metropolitana e la produzione di involucri di ascensori, involucri di apparecchiature meccaniche e utensili da cucina (principalmente acciaio inossidabile), che superano i laser Ha partecipato anche l'impostazione della macchina da taglio laser dell'azienda nella produzione della navicella spaziale Seven Gods Eight, che in realtà coinvolge vari aspetti. Ampiamente usato nella lavorazione della lamiera, produzione di insegne pubblicitarie, produzione di armadi elettrici ad alta e bassa tensione, parti meccaniche, stoviglie, automobili, macchinari, artigianato in metallo, lame per seghe, parti elettriche, industria del vetro, molle, circuiti stampati, bollitori elettrici, micro medicale Elettronica, hardware, strumenti di misurazione dei coltelli e altri settori.

⒈La testa di taglio laser a doppia messa a fuoco è un oggetto fragile sulla macchina da taglio laser. L'uso a lungo termine danneggerà la testa di taglio laser.

⒉Controllare la rettilineità della traccia della macchina per il taglio laser a fibra e la verticalità della macchina ogni sei mesi e, se risulta essere anormale, verrà mantenuta e debug in tempo. In caso contrario, l'effetto di taglio potrebbe non essere così buono, l'errore aumenterà e la qualità del taglio ne risentirà. Questa è la massima priorità e deve essere eseguita.

⒊Utilizzare un aspirapolvere per aspirare la polvere e lo sporco dalla macchina una volta alla settimana e tutti gli armadi elettrici devono essere chiusi e protetti dalla polvere.

⒋Controllare la cintura d'acciaio della fibramacchina da taglio laserfrequentemente per assicurarsi che sia stretto. In caso contrario, se qualcosa va storto durante l'operazione, le persone potrebbero ferirsi o anche la morte potrebbe essere grave. La cintura d'acciaio sembra una piccola cosa, ma il problema è ancora un po 'serio.

⒌Le guide della macchina per il taglio laser a fibra devono essere pulite frequentemente per rimuovere polvere e altri detriti per garantire che l'apparecchiatura sia normale. Il rack deve essere pulito frequentemente e lubrificato per garantire una lubrificazione senza detriti. Le rotaie di guida devono essere pulite e lubrificate frequentemente e anche il motore deve essere pulito e lubrificato frequentemente. La macchina può muoversi meglio e tagliare in modo più accurato e la qualità dei prodotti tagliati sarà migliorata.