Základní znalost technologie CO2 laseru
Co je generátor CO2 laseru?
Princip činnosti CO2 laserového generátoru
CO2 laserové generátory pracují na principu stimulované emise. Zde je zjednodušené rozdělení procesu:
- Laserové médium: Aktivní médium v CO2 laserovém generátoru je směs oxidu uhličitého, dusíku a dalších plynů. Toto médium je excitováno pomocí externího zdroje energie, obvykle elektrického výboje, k vytvoření inverze populace, ve které je více atomů v excitovaném stavu než v základním stavu.
- Rezonátor: Optický rezonátor se skládá ze zrcadel na obou koncích laserové trubice, která omezují fotony a odrážejí je tam a zpět, což dále stimuluje excitované atomy, čímž vyzařuje koherentní světlo.
- Tvorba laserového paprsku: Zrcadlo v rezonátoru je částečně reflexní, což umožňuje únik světla. Unikající světlo tvoří laserový paprsek, který lze následně zaostřit a nasměrovat.
Vlnová délka CO2 laseru
Složení CO2 laserového řezacího stroje
Stroj na řezání CO2 laserem obsahuje několik základních součástí:
- Laserový generátor: Zde se generuje laserový paprsek a obsahuje směs plynného oxidu uhličitého a složek odpovědných za excitaci plynu a produkci laserového paprsku.
- Optika: Laserová optika, včetně zrcadel a čoček, se používá k přesnému zaostření a nasměrování laserového paprsku na obrobek. Správné vyrovnání a zaostření pomáhají dokončit přesné řezy a kvalita a účinnost optiky také hraje zásadní roli v procesu řezání.
- Napájení: Napájecí zdroj poskytuje elektrickou energii potřebnou k vybuzení směsi plynů v trubici CO2 laseru, čímž určuje výstupní výkon laseru.
- Chladicí systém: Aby se zabránilo přehřátí a udržení stabilního výkonu laseru, CO2 laserový řezací stroj integruje chladicí systém.
- Pracovní stůl: Obrobek je obvykle upevněn na pohyblivém pracovním stole, který lze umístit v rovině XY. Schopnost pohybovat obrobkem umožňuje složité a přesné řezy.
- Plynový asistenční systém: Některé laserové řezací stroje používají k podpoře procesu řezání plyny, jako je kyslík nebo dusík. Tento plyn odfukuje roztavený materiál a zvyšuje účinnost řezání.
- Řídicí systém: Počítačový řídicí systém řídí výkon, rychlost a další parametry laserového generátoru. Také řídí pohyb laserové hlavy a řídí proces řezání.
Výkon CO2 laserového generátoru
Ovládání výkonu
Faktory ovlivňující výstupní výkon
Výkon CO2 laserového systému ovlivňuje několik faktorů. Některé hlavní určující faktory zahrnují:
- Konstrukce laserové trubice: Fyzický design a struktura laserové trubice hraje zásadní roli při určování jejího výkonu, přičemž pokročilejší a účinnější konstrukce mají tendenci poskytovat vyšší výkony.
- Směs plynů: Složení plynné směsi oxidu uhličitého ovlivňuje účinnost laserového generátoru a tím i jeho výkon.
- Proud: Množství proudu aplikovaného na laserovou trubici ovlivní stupeň excitace plynného CO2, což zase ovlivňuje výkon laserového generátoru.
Vliv výkonu na řeznou schopnost
Rychlost řezání
Jedním z nejviditelnějších efektů zvýšení výkonu laseru je zvýšení řezné rychlosti. Při řezání laserem se rychlost řezání týká toho, jak rychle se laserová hlava nebo obrobek pohybuje, když je laser aktivován. Vyšší výkon laseru obvykle umožňuje vyšší řezné rychlosti. Tento vztah lze pochopit pomocí několika klíčových faktorů:
- Tloušťka materiálu: Tloušťka řezaného materiálu bude mít významný vliv na řeznou rychlost. Obecně platí, že silnější materiály lze stabilně řezat pouze pomocí výkonnějšího laseru, což také ovlivní rychlost řezání laserem.
- Intenzita paprsku: Vyšší výkon znamená vyšší intenzitu paprsku. Vyšší pevnost má za následek účinnější absorpci materiálu a rychlejší odpařování nebo tavení, čímž se urychluje proces řezání.
- Optimální vyvážení: Dosažení nejlepší rovnováhy mezi výkonem a řeznou rychlostí je zásadní. Příliš rostoucí výkon může mít za následek poškození materiálu, nadměrnou šířku řezu (šířka řezu) a větší riziko deformace, zejména u tenčích materiálů.
- Úvahy o řezné rychlosti: Zatímco zvýšení výkonu může zvýšit řeznou rychlost, je také důležité vyvážit rychlost a kvalitu. Nadměrný výkon může způsobit spálení materiálu, nadměrné roztavení a deformaci. Nalezení správné rovnováhy pomáhá dosáhnout vysokorychlostního řezání bez kompromisů v kvalitě řezu.
Kvalita řezání
Výkon laseru může výrazně ovlivnit kvalitu řezání. Vyšší úrovně výkonu obecně poskytují hladší a čistší řezy s menším počtem vad. Kvalita řezu se hodnotí na základě faktorů, jako je drsnost hrany, tepelně ovlivněná zóna a přítomnost strusky (znovu ztuhlého materiálu) na hraně řezu.
- Hladké a přesné řezy: Vyšší výkon pomáhá dosáhnout hladších a přesnějších řezů. S větším výkonem může laser zůstat zaostřený a dodávat energii rovnoměrně po povrchu materiálu, což má za následek čisté, rovné a definované řezy.
- Tepelně ovlivněná zóna: Tepelně ovlivněná zóna (HAZ) je oblast kolem řezu, kde se během procesu řezání zvyšuje teplota. Lasery s vyšším výkonem mohou produkovat větší tepelně ovlivněné zóny (HAZ) na okrajích materiálu v důsledku zvýšeného energetického vstupu. To je důležité vzít v úvahu zejména v aplikacích, kde je kritická minimální zóna ovlivněná teplem.
- Šířka štěrbiny: Šířka štěrbiny (tzv. zářez) je ovlivněna výkonem. Vyšší výkon může mírně rozšířit řez, což je výhodné pro některé aplikace, protože snižuje možnost slepení materiálu během procesu řezání.
- Děrování a děrování: Děrování a děrování jsou procesy vytváření otvorů nebo otvorů v materiálech. Vyšší výkon je výhodný pro děrování a děrování, protože vytváří otvory rychleji a čistěji. To je důležité zejména pro aplikace, kde je děrování nebo perforace nedílnou součástí konečného produktu, jako například při vytváření bednění nebo filtračních systémů.
Materiálová kompatibilita
Výkon generátoru CO2 laseru přímo ovlivňuje rozsah materiálů, které lze efektivně zpracovat. Laserové generátory s vyšším výkonem si poradí s širší škálou materiálů, včetně silnějších a tepelně odolnějších látek. Tato všestrannost je zvláště výhodná pro dílny a výrobce pracující s různými materiály.
- Řezání více materiálů: Vysoce výkonné CO2 laserové generátory jsou schopny řezat více materiálů na jednom stroji, což eliminuje potřebu více nastavení a změn zařízení.
- Rozšířené oblasti použití: Zvýšení výkonu rozšiřuje oblasti použití, od přesného řezání tenkých materiálů až po těžké řezání tlustých kovů.
Sortiment zpracovatelných materiálů
Laserové řezání je vhodné pro různé materiály, každý má své vlastnosti a požadavky. Výkon CO2 laserového generátoru výrazně ovlivňuje rozsah materiálů, které lze efektivně řezat. Různé materiály vyžadují různé úrovně výkonu pro efektivní řezání:
- Nízkoenergetické aplikace: U tenkých materiálů s relativně nízkou hustotou, jako je papír, lepenka a některé plasty, postačují pro čisté a přesné řezy CO2 laserové generátory s nižším výkonem.
- Aplikace se středním výkonem: Materiály, jako je akryl, dřevo a tenčí kovy, vyžadují k efektivnímu řezání mírné úrovně výkonu a výkon laseru lze upravit pro optimalizaci rychlosti a kvality.
- Vysoce výkonné aplikace: Silnější kovy, keramika a kompozitní materiály často vyžadují vysoce výkonný CO2 laserový generátor k efektivnímu řezání materiálu. Schopnost produkovat vyšší výkon rozšiřuje škálu materiálů, které lze zpracovávat.
Vztah mezi typem materiálu a výkonem laseru
Absorpce materiálu
Tloušťka materiálu
Hustota materiálu
Odrazivost materiálu
Odrazivost materiálu
Tepelná vodivost materiálu
Bod tání materiálu a bod odpařování
Reakce materiálu na teplo
Materiální škody
Přesnost materiálu
Bezpečnost materiálu
Faktory ovlivňující výběr CO2 laserového generátoru
Typ materiálu
Tloušťka materiálu
Snížit požadavky na kvalitu
Výtěžek
Rozpočtová omezení
Energetická účinnost
Údržba a provozuschopnost
Bezpečnostní opatření
Bezpečnost laseru je zásadní v jakémkoli prostředí, ve kterém pracují stroje na řezání CO2 laserem. Laserové řezačky s vyšším výkonem mohou představovat větší riziko pro obsluhu, přihlížející osoby a samotné zařízení.
- Ochrana očí: Laserové paprsky, zejména vysoce výkonné laserové paprsky, mohou způsobit vážné poškození očí nebo dokonce oslepnutí. Všechny osoby v blízkosti CO2 laserových řezacích strojů by měly nosit vhodnou ochranu očí, jako jsou laserové bezpečnostní brýle nebo ochranné brýle.
- Bezpečnost materiálu: Některé materiály mohou při řezání nebo gravírování CO2 laserem produkovat škodlivé výpary nebo částice. Vysoce výkonné laserové systémy mohou vyžadovat více prostoru a lepší ventilaci kvůli zvýšené produkci tepla a plynu. Odpovídající systémy ventilace a filtrace vzduchu pomáhají zajistit bezpečnost obsluhy a pracovního prostředí.
- Bezpečnost zařízení: Laserové řezací stroje by měly být vybaveny bezpečnostními prvky, jako jsou blokování a tlačítka nouzového zastavení, aby se zabránilo nehodám a chránila obsluha.
Shrnout
- [email protected]
- [email protected]
- +86-19963414011
- č. 3 zóna A, průmyslová zóna Lunzhen, město Yucheng, provincie Shandong.