Quali sono i fattori che influenzano la qualità di taglio della macchina da taglio laser a fibra?

Macchina per il taglio laser in fibra è stato rapidamente sviluppato e applicato nell'industria della lavorazione dei metalli negli ultimi anni. Presenta i vantaggi di un'elevata velocità di taglio, larghezza di taglio ridotta, ampia gamma di applicazioni e alta precisione. Con lo sviluppo della produzione e l'applicazione di nuove tecnologie, le persone hanno requisiti sempre più elevati per la qualità del taglio delle macchine per il taglio laser. Tuttavia, non è semplice ottenere un taglio di alta qualità. Se non è adeguatamente controllato, la qualità e la precisione del taglio della macchina per il taglio laser in fibra ne risentiranno notevolmente.
La qualità di taglio della macchina per il taglio laser in fibra è ampiamente influenzata da vari fattori. Questo articolo elenca le prestazioni e i motivi della qualità di taglio compromessa e fornisce diverse soluzioni per ottimizzare questi difetti.

Quali sono i difetti causati dal taglio improprio della macchina per il taglio laser in fibra

Se la macchina per il taglio laser in fibra non viene utilizzata correttamente o i parametri vengono impostati in modo irragionevole durante il processo di taglio, possono verificarsi vari difetti di taglio. Questi difetti influenzano direttamente la qualità del taglio e le prestazioni del prodotto finale. Di seguito sono riportati alcuni difetti comuni causati dal taglio improprio delle macchine per il taglio laser in fibra:

Problema

Dopo che la macchina per il taglio laser in fibra ha tagliato il metallo, il gas ausiliario soffierà via le scorie. Tuttavia, quando la velocità di taglio è troppo elevata o la potenza del laser è insufficiente, sul tagliente possono comparire bave. Le sbavature ridurranno la qualità dell'aspetto del prodotto e potrebbero avere effetti negativi sull'assemblaggio e sull'uso del pezzo.

Scorie

Durante il processo di taglio, se la potenza del laser è troppo elevata o la velocità di taglio è troppo bassa, il materiale fuso può solidificarsi e formare scorie sul tagliente. Ciò riduce la qualità del bordo di taglio e rende più difficile la successiva lavorazione.

Taglio irregolare

Se la distribuzione del raggio laser non è uniforme o la qualità della trasmissione della fibra è scadente, durante il processo di taglio potrebbero verificarsi profondità o larghezza di taglio non uniformi.

Taglio inclinato

Se la traiettoria di taglio è instabile o il sistema di controllo del movimento è impreciso, la linea di taglio potrebbe deviare, rendendo le dimensioni del pezzo non conformi ai requisiti.

Bordi ossidati

Alcuni materiali metallici reagiscono facilmente con l'ossigeno durante il processo di taglio, con conseguente ossidazione del tagliente, che influisce sull'aspetto e sulle proprietà del materiale.

La zona interessata dal calore è troppo grande

Durante il processo di taglio, il laser genera energia termica e una zona interessata dal calore eccessivamente ampia può causare fusione, deformazione o indurimento attorno al materiale, compromettendo la precisione e le prestazioni del pezzo.

Modifica della qualità del taglio a lungo termine

Se il sistema ottico o il sistema di alimentazione delle fibre non viene sottoposto a regolare manutenzione, può portare a una perdita a lungo termine della qualità del taglio, con ripercussioni sulla produttività e sui costi.

Motivi che influenzano la qualità del taglio laser in fibra

Molte ragioni influenzano la qualità del taglio laser in fibra, i materiali di rivestimento, i parametri laser, i sistemi ottici, i gas ausiliari, i sistemi di controllo e molti altri aspetti. Ecco una spiegazione dettagliata di questi motivi:

Proprietà dei materiali

Materiali diversi hanno proprietà ottiche e conducibilità termica diverse, che influenzano l'assorbimento del laser e la trasmissione del calore. Fattori quali durezza, spessore e conduttività termica del materiale influenzeranno anche la zona interessata dal calore e il grado di deformazione durante il taglio.

Tipo di materiale: i materiali metallici hanno generalmente tassi di assorbimento laser più elevati, mentre i materiali non metallici (come plastica, legno, ecc.) hanno tassi di assorbimento laser inferiori. Pertanto, è necessario aumentare e diminuire la potenza del laser e i parametri in modo appropriato in base al tipo di materiale per garantire un'energia di taglio sufficiente.
Spessore del materiale: un materiale troppo spesso porterà a una velocità di taglio troppo lenta, aumentando così il ciclo di produzione; mentre il materiale troppo sottile è soggetto a instabilità di taglio o penetrazione incompleta. Regola i parametri per materiali di diverso spessore per ottenere i migliori risultati di taglio.
Qualità della superficie del materiale e proprietà ottiche: la scarsa superficie della superficie del materiale, come l'ossidazione e le macchie d'olio, porteranno a instabilità di taglio, scorie e altri difetti; inoltre, le proprietà ottiche del materiale, comprese le caratteristiche di assorbimento e diffusione del materiale al laser, influenzeranno direttamente l'efficienza di trasmissione del laser e la qualità della messa a fuoco.

Parametri laser

I parametri laser sono fattori importanti che influenzano la qualità del taglio laser in fibra, tra cui la potenza del laser, la frequenza del laser, l'ampiezza dell'impulso e la frequenza, ecc. Diversi parametri laser avranno effetti diversi sull'effetto di taglio.

Potenza del laser: la potenza del laser determina la densità di energia del laser. Una potenza troppo elevata può causare scorie e bruciature sul tagliente e una potenza troppo bassa può causare un taglio incompleto.
Frequenza del laser: la frequenza del laser influisce sulla velocità e sulla qualità del taglio. Frequenze più elevate aumentano la velocità di taglio ma possono ridurre la qualità del taglio. La corretta selezione della frequenza può trovare un equilibrio tra taglio ad alta velocità e taglio di alta qualità.
Ampiezza dell'impulso: l'ampiezza dell'impulso determina il tempo di azione del laser sul materiale, un'ampiezza dell'impulso troppo lunga può portare a un'eccessiva conduzione del calore e influire sulla qualità del taglio. Larghezze di impulso più brevi aiutano a ridurre la zona interessata dal calore, con conseguenti larghezze di taglio inferiori.
Frequenza di ripetizione: la frequenza di ripetizione determina la frequenza dell'impulso. Una frequenza di ripetizione troppo elevata può causare un eccessivo accumulo di calore e compromettere la qualità del taglio. Velocità di ripetizione inferiori possono influire sulla velocità di taglio. La scelta di una frequenza di ripetizione appropriata contribuirà a ottimizzare i risultati di taglio.

Sistema ottico

Il sistema ottico è responsabile della trasmissione della luce laser dalla fibra al pezzo e della messa a fuoco della luce laser nel punto focale appropriato. Le prestazioni del sistema ottico influiscono direttamente sulla qualità del taglio laser in fibra e gli effetti specifici includono:

Qualità del raggio: la qualità del raggio laser del generatore laser, ovvero il valore BPP, è uno dei parametri importanti per misurare la qualità del generatore laser. Minore è il valore BPP, migliore è la qualità del raggio, il che significa sezioni più lisce e maggiore precisione durante la lavorazione della lamiera.
Qualità della messa a fuoco: l'effetto di messa a fuoco del sistema ottico determina la dimensione focale e la profondità di messa a fuoco del laser. Una dimensione di messa a fuoco appropriata può ottenere un taglio fine, mentre una messa a fuoco impropria può portare a bordi di taglio poco nitidi e persino a una qualità di taglio ridotta.
Precisione di messa a fuoco: la precisione di messa a fuoco del sistema ottico determina la posizione e la stabilità della messa a fuoco del laser. La messa a fuoco imprecisa comporterà una deviazione della linea di taglio o uno spostamento della messa a fuoco, compromettendo la qualità e la precisione del taglio.

Gas ausiliario

Il gas ausiliario svolge principalmente il ruolo di raffreddamento, pulizia e combustione nel taglio laser in fibra. L'impatto sulla qualità del taglio laser fibra si riflette principalmente nei seguenti aspetti:

Effetto pulente: il gas ausiliario può soffiare via impurità come scorie, ossidi e detriti generati durante il processo di taglio dall'area di taglio per mantenere pulita l'area di taglio. Questo aiuta a migliorare l'efficienza di assorbimento dell'energia laser ed evitare l'inquinamento secondario durante il taglio.
Flusso di gas: il flusso di gas ausiliario determina la forza del flusso di gas nell'area di taglio, un flusso di gas troppo alto o troppo basso influirà sulla qualità del taglio. Un corretto flusso di gas mantiene l'area di taglio stabile e pulita.
Purezza del gas: anche la purezza del gas ausiliario è un fattore importante che influenza la qualità del taglio. Il gas ad alta purezza può ridurre l'impatto delle impurità sul taglio e garantire la purezza dell'area di taglio.

Sistema di controllo

Il sistema di controllo svolge un ruolo fondamentale nel taglio laser in fibra. Implica il controllo del movimento e la regolazione dei parametri della macchina da taglio, che influisce direttamente sulla qualità e la precisione del taglio. Gli impatti specifici includono:

Stabilità del sistema di controllo del movimento: il sistema di controllo del movimento della macchina per il taglio laser in fibra è responsabile del controllo della traiettoria del movimento della testa laser sul pezzo. La stabilità è la chiave per garantire la qualità del taglio. Se il sistema di controllo del movimento è instabile, può portare a cambiamenti nella posizione della messa a fuoco del laser durante il processo di taglio, con conseguenti linee di taglio inclinate o taglio irregolare.
Velocità di taglio e accelerazione: il sistema di controllo può regolare la velocità di taglio e l'accelerazione. Una velocità di taglio troppo alta può causare un taglio incompleto, mentre una velocità troppo lenta può far sì che la zona interessata dal calore sia troppo grande e influire sulla qualità del tagliente.

Come ottimizzare i difetti di taglio delle macchine per il taglio laser in fibra?

Quando si utilizza un laser cutter per metalli, è possibile che si verifichino diversi difetti di taglio. Come bave, scorie, deformazioni di taglio, fori di bruciatura, ecc. L'ottimizzazione della qualità di taglio di una macchina di taglio laser a fibra richiede un'analisi approfondita. Ecco alcuni suggerimenti e metodi per contribuire a migliorare la qualità di taglio di una macchina da taglio laser a fibra:

Scorie e sbavature

Regolare correttamente la potenza del laser, la velocità di taglio e il flusso di gas ausiliario per garantire il tempo di interazione e l'effetto di pulizia tra il laser e il materiale. Inoltre, la regolazione e la manutenzione del sistema ottico, nonché la ragionevole selezione di lenti di messa a fuoco di alta qualità, possono contribuire a ridurre la generazione di scorie e sbavature.

Linea di taglio inclinata

Controllare e regolare il sistema di controllo del movimento per garantire la precisione e la stabilità della traiettoria del movimento. Anche la calibrazione della precisione della messa a fuoco della testina laser e la garanzia dell'uniformità del flusso del gas di assistenza possono aiutare a ridurre il problema dell'inclinazione della linea di taglio.

Taglio irregolare

Regolare correttamente i parametri del laser per garantire la stabilità del punto durante l'intero processo di taglio e garantire la qualità del punto laser. Per materiali più spessi, è possibile eseguire più tagli, cumulativamente, per una profondità di taglio più uniforme.

La zona interessata dal calore è troppo grande

Ottimizza i parametri del laser, controlla la potenza e la frequenza del laser ed evita un eccessivo trasferimento di calore ai materiali. Inoltre, l'effetto di raffreddamento del gas ausiliario aiuta anche a ridurre la zona termicamente alterata.

Bordi ossidati

Selezionare il gas ausiliario appropriato per garantire un'atmosfera protettiva sufficiente nell'area di taglio e ridurre il contatto tra i materiali e l'ossigeno. Inoltre, il controllo del flusso e della purezza del gas ausiliario può anche ridurre la generazione di bordi ossidati.

Carbonizzazione e bruciatura del buco

Ridurre correttamente la potenza del laser e aumentare la velocità di taglio, controllare il tempo di interazione tra il laser e il materiale ed evitare bruciature e bruciature causate da un riscaldamento eccessivo.

Riassumere

In generale, molti fattori influenzano la qualità di taglio delle macchine per il taglio laser in fibra. Per ottenere un effetto di taglio più elevato, la selezione dei parametri di processo prima del taglio e l'analisi dei problemi di qualità dopo il taglio sono essenziali. Analizza i problemi di qualità in tempo, regola i parametri di processo rilevanti e migliora il processo. Solo considerando e ottimizzando pienamente questi fattori è possibile ottenere risultati di taglio di alta qualità.
Quanto sopra sono i fattori che influenzano la qualità di taglio delle macchine da taglio laser in fibra condivise da Laser AccTek. Se vuoi saperne di più sulle macchine per il taglio laser in fibra, puoi seguirci, aggiorneremo regolarmente tutti i contenuti sulle apparecchiature laser.

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