Jaké jsou faktory, které ovlivňují kvalitu řezání CO2 laserem?

Řezání CO2 laserem se ukázalo jako všestranná a přesná metoda pro tvarování různých materiálů, od kovů po plasty. Úspěch jakékoli operace řezání laserem do značné míry závisí na dosažení vysoce kvalitních hran, které se vyznačují hladkým povrchem a minimálním zkreslením. Dosažení optimální kvality hran je však trvalou výzvou, které výrobci často čelí. V tomto článku prozkoumáme nespočet faktorů, které významně ovlivňují kvalitu hran finálního produktu. Prostřednictvím těchto diskusí vám poskytneme různé techniky a strategie ke zlepšení kvality hran CO2 laserových řezacích procesů, abyste zajistili vynikající výsledky ve vašem výrobním procesu.

Pochopení technologie řezání CO2 laserem

CO2 laserový řezací stroj způsobil revoluci ve zpracovatelském průmyslu svou přesností a efektivitou. Než se ponoříme do faktorů ovlivňujících kvalitu hran, je nezbytné porozumět základům, složení a aplikačním materiálům CO2 laserového řezacího stroje.

Jak funguje systém řezání CO2 laserem?

CO2 laserové generátory fungují tak, že vyzařují koncentrovaný paprsek světla, generovaný excitací plynného oxidu uhličitého. Tento intenzivní paprsek je pak zaostřen na povrch materiálu, což způsobuje lokalizované zahřívání a odpařování, což má za následek přesné a čisté řezy. U nekovových materiálů, jako je dřevo nebo akryl, laserový paprsek typicky taví a odpařuje materiál. U kovových materiálů může laser proříznout materiál roztavením a odfouknutím roztaveného kovu pomocným plynem (např. kyslíkem nebo dusíkem).
Řezací stroje CO2 laserem jsou vybaveny systémem počítačového numerického řízení (CNC). Počítačový program řídí CNC systém a řídí pohyb laserového paprsku po zadané řezné dráze. Soubory CAD (Computer-Aided Design) se často používají k programování CNC systému pro přesné a složité řezy.

Složení CO2 laserového řezacího systému

Laserový generátor / CO2 laserová trubice: CO2 laserová trubice je hlavní komponentou, která generuje laserový paprsek. Obvykle obsahuje směs plynů, včetně oxidu uhličitého, dusíku a hélia. Na tuto směs plynů je aplikována elektrická energie, což vede k zesílení laserového světla prostřednictvím procesu známého jako stimulovaná emise.
Laserová řezací hlava: Laserová řezací hlava obsahuje zaostřovací čočku a je zodpovědná za umístění zaostřeného laserového paprsku na zpracovávaný materiál. Může se pohybovat ve více osách a sledovat naprogramovanou řeznou dráhu.
Ovladač: Sofistikovaný ovladač spravuje a reguluje různé parametry, jako je výkon laseru, rychlost řezání a ohnisková vzdálenost. Pokročilé ovladače nabízejí nastavení v reálném čase pro optimální řezný výkon.
Pracovní stůl: Pracovní stůl je povrch, na který je umístěn materiál, který má být řezán nebo ryt. Poskytuje podporu materiálu a může mít prvky, jako je mřížkový vzor nebo lamely, které umožňují účinné odsávání a odstraňování nečistot.
Pomocný plynový systém: Pomocný plyn, jako je kyslík nebo dusík, lze použít ke zlepšení procesu řezání, zejména u kovových materiálů. Pomocný plyn může pomoci odfouknout roztavený kov a zlepšit proces spalování.
Chladicí systém: CO2 laserové trubice generují teplo během provozu. K udržení optimálních provozních teplot a zabránění přehřátí laserových komponent se používá chladicí systém, který často používá vodu nebo jiné chladicí kapaliny.

Na jaké materiály lze řezání CO2 laserem použít?

Nekovové materiály: Dřevo, akryl, plasty, kůže, látka, plsť, papír, kámen atd.
Kovové materiály: nerezová ocel a uhlíková ocel. Je třeba poznamenat, že generátor CO2 laseru je omezen na řezání tenčích kovů.

Zatímco generátory CO2 laseru jsou všestranné, nemusí být vhodné pro řezání nebo gravírování určitých materiálů, zejména těch s vysoce reflexními povrchy nebo těch, které neabsorbují efektivně vlnovou délku CO2 laseru.

Jak velikost ohniska CO2 laseru ovlivňuje výsledky řezání?

Velikost ohniska CO2 laseru hraje důležitou roli při určování výsledků řezání v aplikacích řezání laserem. Velikost ohniska se vztahuje k průměru laserového paprsku v ohnisku, kde je laserová energie nejvíce koncentrovaná. Ohnisko je místo, kde je laserový paprsek zaostřen pro dosažení maximální intenzity. Vliv velikosti ohniska na výsledky řezání je následující:

Přesnost řezání

Menší velikost ohniska má za následek menší velikost bodu na materiálu. To umožňuje vyšší přesnost při řezání složitých vzorů, jemných detailů a menších prvků.

Rychlost řezání

Obecně platí, že menší velikost ohniska umožňuje vyšší hustotu výkonu v ohnisku. Tato zvýšená hustota výkonu může vést k rychlejším řezným rychlostem, protože poskytuje více energie k odpařování nebo roztavení materiálu.

Tloušťka materiálu

U tenčích materiálů se obvykle volí menší velikost ohniska, což umožňuje jemnější detaily a větší přesnost při řezání. U silnějších materiálů se za účelem dosažení větší penetrace obvykle volí větší velikost ohniska, ale to má za následek sníženou přesnost, což ztěžuje dosažení přesných detailů při řezání.

Materiální interakce

Různé materiály mají různé odezvy na laserovou energii. Velikost ohniska lze upravit pro optimalizaci interakce mezi laserovým paprskem a materiálem. Například materiály s vysokou absorpcí laserové energie mohou těžit z menší velikosti ohniska pro účinnější koncentraci energie.

Tepelně ovlivněná zóna (HAZ)

Velikost ohniska ovlivňuje i tepelně ovlivněnou zónu v materiálu. Menší velikost ohniska může mít za následek menší HAZ, což je žádoucí v aplikacích, kde je důležitý minimální přenos tepla do okolního materiálu.

Divergence paprsku

Velikost ohniska souvisí s divergenci paprsku, což je šíření laserového paprsku, když se pohybuje pryč od ohniska. Menší velikosti ohniska často odpovídají nižší divergenci paprsku, což přispívá k lepší přesnosti řezání na delší vzdálenosti.

Optimální velikost ohniska závisí na různých faktorech, včetně řezaného materiálu, jeho tloušťky a požadované kvality řezu. Operátoři laseru často provádějí testy a úpravy, aby našli ideální velikost ohniska pro konkrétní aplikaci. Některé laserové řezací systémy navíc umožňují dynamické řízení zaostření, což umožňuje obsluze přizpůsobit velikost ohniska během procesu řezání pro lepší výsledky.

Další faktory ovlivňující výsledky řezání CO2 laserem

Větší vliv na výsledky řezání má velikost ohniska CO2 laserového generátoru, ale kromě toho mají na kvalitu hrany obrobku určitý vliv i další faktory. Jejich pochopení může lépe zlepšit kvalitu řezání CO2 laserem.

Vlastnosti materiálu

Druh řezaného materiálu výrazně ovlivňuje kvalitu hran. Různé materiály absorbují a odrážejí laserovou energii různě. Kovy například vyžadují vyšší úrovně výkonu kvůli jejich vysoké odrazivosti, zatímco nekovy jako plasty a dřevo mohou vykazovat různé odezvy. Tloušťka materiálu také ovlivňuje proces řezání, u silnějších materiálů je třeba upravit nastavení výkonu a rychlosti.

Výkon laseru

Výkon laseru je základním parametrem ovlivňujícím kvalitu hran. Úroveň výkonu určuje intenzitu laserového paprsku, ovlivňuje hloubku průniku materiálu a celkovou kvalitu řezu. Vyšší úrovně výkonu jsou často nutné pro tlustší nebo hustší materiály, ale nadměrný výkon může vést k přehřátí a nepříznivě ovlivnit kvalitu hran.

Asistenční plyny

Pomocné plyny, jako je kyslík, dusík nebo vzduch, hrají významnou roli při řezání CO2 laserem. Pomáhají při odstraňování roztaveného materiálu z oblasti řezání a zabraňují nadměrnému hromadění tepla. Volba asistenčního plynu závisí na řezaném materiálu a může ovlivnit chemické složení řezné hrany. Například použití kyslíku se železnými kovy může zvýšit řeznou rychlost, ale může vést k oxidaci ostří.

Parametry předzpracování a následného zpracování

Kroky předběžného zpracování, jako je čištění materiálu, příprava povrchu a správné upevnění, mohou výrazně ovlivnit kvalitu hran. Kromě toho mohou být pro vylepšení vzhledu a funkčnosti konečného produktu použity techniky následného zpracování, včetně odstraňování otřepů, broušení nebo potahování.

Shrnout

Řezání CO2 laserem způsobilo revoluci ve zpracovatelském průmyslu tím, že poskytuje přesnou a účinnou metodu pro tvarování široké škály materiálů. Dosažení kvalitních hran je složitá souhra různých faktorů, včetně materiálových vlastností, parametrů laseru, pomocných plynů atd. Mezi nimi má na výsledky řezání významný vliv velikost ohniska CO2 laserového generátoru. Pochopení a optimalizace těchto faktorů může pomoci zlepšit konzistenci a dosáhnout vynikající kvality hran při řezání CO2 laserem.
Na AccTek Laser, poskytujeme uživatelům nejen vysoce kvalitní stroje, ale také poskytujeme uživatelům poprodejní servis s rychlou odezvou. Ať už se jedná o kroky instalace po obdržení stroje, technickou optimalizaci, které chcete dosáhnout při používání stroje, nebo poruchu stroje, kterou je třeba vyřešit, technický tým AccTek vám poskytne bezplatné technické vedení a řešení problémů. Když budete potřebovat pomoc, Acctek bude vaším věrným společníkem.

Laserové zařízení

Kontaktní informace

Získejte laserová řešení