Cắt Laser Có Thể Cắt Những Loại Vật Liệu Nào?

Cắt laser là kỹ thuật sử dụng tia laser làm bay hơi vật liệu để tạo ra cạnh cắt. Việc ứng dụng công nghệ cắt laser đã thúc đẩy sự phát triển của lĩnh vực công nghiệp, bên cạnh đó, công nghệ cắt laser còn được các trường học, doanh nghiệp nhỏ và những người có sở thích sử dụng rộng rãi. Với sự phát triển của công nghệ laser, hiện nay có rất nhiều loại thiết bị cắt laser cho người dùng lựa chọn, tùy theo chất liệu cần gia công mà chọn loại máy cắt laser phù hợp. Bài viết này giới thiệu đến các bạn ứng dụng công nghệ cắt laser từ nhiều khía cạnh khác nhau để các bạn có thể hiểu đầy đủ về những loại vật liệu mà cắt laser có thể cắt được.

Có những loại máy cắt Laser nào?

Máy cắt laser đã cách mạng hóa các ngành công nghiệp khác nhau bằng cách cung cấp các giải pháp cắt chính xác, hiệu quả và linh hoạt. Có ba loại máy cắt laser chính: máy cắt laser sợi quang, máy cắt laser CO2và máy cắt laser YAG. Mỗi loại Máy cắt laser sử dụng một loại phương tiện laser khác để tạo ra chùm tia laser dùng để cắt.

Máy cắt Laser sợi quang

Máy cắt laser sợi quang được phổ biến rộng rãi nhờ hiệu suất tuyệt vời trong các ứng dụng cắt kim loại. Nó sử dụng cáp quang làm môi trường laser, thường được pha tạp với các nguyên tố đất hiếm như erbium, ytterbium hoặc thulium. Chùm tia laze do máy phát laze sợi quang tạo ra có độ tập trung cao và có thể tập trung vào một điểm nhỏ, rất phù hợp cho các công việc cắt phức tạp và tinh vi. Máy phát laser sợi quang cung cấp mật độ năng lượng cao để cắt nhanh và chính xác nhiều loại kim loại, bao gồm thép không gỉ, nhôm, đồng thau và đồng. Nó cung cấp chất lượng chùm tia tuyệt vời dẫn đến vết cắt mịn, độ rộng vết cắt tối thiểu và tốc độ cắt cao. Laser sợi quang được biết đến với hiệu quả và độ tin cậy, khiến chúng trở thành lựa chọn hàng đầu cho các hoạt động cắt kim loại công nghiệp.

Máy cắt Laser CO2

Máy cắt laser CO2 là công cụ cắt rất linh hoạt, đã trở thành thiết bị chủ yếu trong nhiều môi trường sản xuất trong nhiều thập kỷ. Nó được thiết kế để tạo ra chùm tia laser bằng cách sử dụng hỗn hợp khí bao gồm chủ yếu là carbon dioxide, nitơ, heli và đôi khi là hydro. Nó được biết đến với tính linh hoạt và khả năng tạo ra các vết cắt chất lượng cao trên nhiều loại vật liệu. Máy phát laser CO2 đặc biệt phổ biến vì hiệu quả của chúng trong việc cắt các vật liệu phi kim loại như gỗ, acrylic, nhựa, da, vải và giấy. Nó cung cấp khả năng kiểm soát tuyệt vời trong quá trình cắt và có thể tạo ra các thiết kế phức tạp với các cạnh mịn.

Máy cắt Laser YAG

Máy cắt laser YAG (yttri nhôm garnet) sử dụng tinh thể rắn làm môi trường laser, thường được pha tạp neodymium (Nd: YAG). Mặc dù nó từng được sử dụng thường xuyên trong các ứng dụng cắt kim loại, nhưng mức độ phổ biến của nó đã giảm dần khi có sự ra đời của công nghệ laser sợi quang tiên tiến hơn. Tuy nhiên, máy phát laser YAG vẫn được sử dụng cho các nhiệm vụ cắt kim loại cụ thể, đặc biệt khi xử lý các vật liệu dày hơn hoặc một số hợp kim nhất định. Những máy này được biết đến với độ bền và khả năng cắt kim loại cứng nhưng thường chậm hơn và kém hiệu quả hơn so với máy cắt laser sợi quang.

Mỗi loại máy cắt laser đều có những ưu điểm và hạn chế riêng, việc lựa chọn loại máy phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu cắt cụ thể và vật liệu được gia công. Những tiến bộ công nghệ tiếp tục cải thiện hiệu suất và khả năng của máy cắt laser, mở ra những khả năng mới trong các ngành công nghiệp khác nhau. Tiếp theo, chúng ta hãy xem những máy cắt laser này phù hợp để cắt những vật liệu nào.

Máy cắt Laser có thể cắt những vật liệu nào?

Máy cắt laser là công cụ thiết yếu trong sản xuất hiện đại, cung cấp các giải pháp cắt chính xác và hiệu quả cho nhiều loại vật liệu. Các loại máy cắt laser khác nhau sử dụng các máy phát laser khác nhau để đáp ứng các nhu cầu cắt vật liệu cụ thể. Sau đây là bảng phân tích chi tiết về các vật liệu mà các loại máy cắt laser khác nhau thường có thể cắt:

Máy cắt Laser sợi quang

Máy cắt laser fiber được biết đến với hiệu quả cao và tính linh hoạt, đặc biệt là trong việc cắt các vật liệu kim loại khác nhau. Mật độ năng lượng cao của laser sợi quang có thể cắt các kim loại này một cách chính xác và nhanh chóng:

Thép không gỉ: Máy phát laser sợi quang có thể cắt các loại thép không gỉ khác nhau với chất lượng cạnh tuyệt vời và độ biến dạng nhiệt tối thiểu và thường được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô, hàng không vũ trụ và xây dựng.
Thép nhẹ: Máy phát laser sợi quang rất lý tưởng để cắt các tấm thép nhẹ và thép tấm có độ dày khác nhau, thường được sử dụng trong nhiều ứng dụng kết cấu và sản xuất chung.
Nhôm: Máy phát laser sợi quang rất lý tưởng để cắt các tấm nhôm và hợp kim, thường được sử dụng trong các ứng dụng hàng không vũ trụ và ô tô.
Đồng: Đồng là kim loại dẫn điện cao có thể được cắt hiệu quả bằng máy phát laser sợi quang, khiến nó phù hợp để sản xuất các linh kiện điện, hệ thống ống nước và các chi tiết trang trí.
Đồng thau: Laser sợi quang có thể cắt chính xác đồng thau, một hợp kim kim loại được biết đến với các ứng dụng trang trí.
Thép mạ kẽm: Máy phát laser sợi quang có thể cắt thép mạ kẽm thường được sử dụng trong xây dựng và sản xuất.
Titan: Máy phát laser sợi quang có thể cắt titan, một kim loại nhẹ nhưng bền được sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ và y tế.
Hợp kim kim loại khác: Máy phát laser sợi quang có khả năng cắt nhiều loại hợp kim kim loại được sử dụng trong các ứng dụng chuyên dụng, mở rộng phạm vi sử dụng của chúng trong các ngành công nghiệp.

Máy cắt Laser CO2

Máy cắt laser CO2 được biết đến với tính linh hoạt trong việc cắt nhiều loại vật liệu phi kim loại với độ chính xác và chi tiết. Các vật liệu phù hợp để cắt bằng máy phát laser CO2 bao gồm:

Gỗ và Ván ép: Nó cắt gỗ và ván ép, làm cho nó trở nên phổ biến trong ngành chế biến gỗ và thủ công.
Acrylic: Nó tạo ra một vết cắt sạch sẽ, bóng bẩy trên các tấm acrylic, thường được sử dụng cho các ứng dụng biển báo, trưng bày và nghệ thuật.
Nhựa: Nó có thể cắt nhiều loại nhựa bao gồm polycarbonate (PC), polyetylen terephthalate (PET), polyvinyl clorua (PVC), v.v. để làm bảng hiệu, đóng gói và sản xuất.
Da: Nó cho phép cắt da phức tạp cho các mục đích thủ công, thời trang và bọc.
Vải và Dệt may: Nó được sử dụng trong ngành dệt may để cắt các mẫu và thiết kế phức tạp trên vải và các loại hàng dệt khác.
Giấy và bìa: Lý tưởng để cắt mịn trên giấy và bìa để đóng gói, làm thẻ và các ứng dụng khác.
Cao su: Nó có khả năng cắt vật liệu cao su được sử dụng cho các miếng đệm, vòng đệm và các thành phần công nghiệp khác cho nhiều ứng dụng công nghiệp và sản xuất.
Kim loại mỏng: Nó cũng có thể cắt các tấm kim loại mỏng, nhưng có thể có những hạn chế so với máy phát laser sợi quang và được sử dụng phổ biến hơn trong các ứng dụng cắt kim loại công suất thấp.

Máy cắt Laser YAG

Máy cắt laser YAG ngày nay ít phổ biến hơn do sự gia tăng của các máy phát laser sợi quang hiệu quả hơn, nhưng chúng vẫn có những ứng dụng cụ thể để cắt một số vật liệu kim loại. Các vật liệu có thể cắt bằng máy cắt laser YAG bao gồm:

Thép không gỉ: Nó có thể cắt thép không gỉ với kết quả chấp nhận được, nhưng máy phát laser sợi quang thường hiệu quả hơn đối với vật liệu này.
Thép nhẹ: Máy phát laser YAG có thể cắt thép nhẹ, đặc biệt là ở những nơi không có sẵn hoặc không có máy phát laser sợi quang.
Nhôm: Nó có thể cắt nhôm, nhưng nhìn chung kém hiệu quả hơn và cắt chậm hơn so với máy phát laser sợi quang.
Đồng: Nó cắt đồng, đặc biệt là các tấm mỏng hơn, và chủ yếu được sử dụng cho các bộ phận điện, hệ thống ống nước và các ứng dụng nghệ thuật.
Đồng thau: Nó có thể cắt các tấm đồng thau, nhưng giống như đồng thì tốt hơn để cắt các vật liệu mỏng hơn, thường được sử dụng cho mục đích trang trí và linh kiện điện.
Một số hợp kim: Nó cũng có thể xử lý một số hợp kim kim loại, tùy thuộc vào thành phần và độ dày của chúng.

Điều đáng chú ý là các yếu tố này tương tác với nhau và tương tác với các thông số của quá trình hàn laser (chẳng hạn như công suất laser, đường kính chùm tia và tốc độ hàn). Do đó, việc tối ưu hóa quy trình hàn laser cho các vật liệu cụ thể cần được xem xét và cân bằng các vật liệu này để đạt được độ dày và chất lượng hàn cần thiết. Ngoài ra, quy trình hàn laser cụ thể (chẳng hạn như hàn lỗ nhỏ hoặc hàn dẫn điện) cũng có thể ảnh hưởng đến mối quan hệ giữa đặc tính vật liệu và độ dày mối hàn.

Đặc điểm nào của vật liệu ảnh hưởng đến hiệu ứng cắt laser?

Có một số tính chất liên quan đến vật liệu cắt laser. Những đặc điểm này ảnh hưởng đến hiệu quả, độ chính xác và thành công chung của quy trình cắt laser. Hiểu và tối ưu hóa những đặc điểm này có thể giúp đạt được những đường cắt chất lượng cao trên nhiều loại vật liệu. Sau đây là các thuộc tính chính liên quan đến vật liệu cắt laser:

Tính ổn định của vật liệu: Một số vật liệu nhất định có thể biểu hiện hành vi thất thường hoặc không thể đoán trước trong quá trình cắt laser, dẫn đến sự thay đổi về chất lượng cắt.
Hệ số hấp thụ: Hệ số hấp thụ của vật liệu ở bước sóng laser ảnh hưởng đến lượng năng lượng laser mà vật liệu đó hấp thụ. Các vật liệu có hệ số hấp thụ cao dễ dàng cắt bằng laser có bước sóng cụ thể hơn.
Độ dày vật liệu: Độ dày của vật liệu được cắt ảnh hưởng đến công suất laser cần thiết, tốc độ cắt và loại laser (sợi quang, CO2, YAG) được chọn để có kết quả tốt nhất. Vật liệu dày hơn có thể yêu cầu công suất laser cao hơn và tốc độ cắt chậm hơn.
Độ phản xạ của vật liệu: Độ phản xạ của vật liệu ảnh hưởng đến sự tương tác của nó với chùm tia laze. Các vật liệu có độ phản chiếu cao như đồng hoặc nhôm có thể yêu cầu các kỹ thuật đặc biệt hoặc công suất laser cao hơn để khắc phục các đặc tính phản chiếu và đạt được vết cắt rõ ràng.
Điểm nóng chảy của vật liệu: Điểm nóng chảy của vật liệu là một yếu tố quan trọng cần xem xét. Cắt laser liên quan đến việc làm nóng cục bộ vật liệu và nếu điểm nóng chảy quá thấp, vật liệu có thể bị chảy thay vì cắt sạch. Vật liệu có điểm nóng chảy cao hơn thường phù hợp hơn để cắt laser.
Độ dẫn nhiệt của vật liệu: Độ dẫn nhiệt của vật liệu ảnh hưởng đến sự tản nhiệt trong quá trình cắt. Các vật liệu có độ dẫn nhiệt cao, chẳng hạn như đồng, có thể tản nhiệt nhanh chóng, đòi hỏi công suất laser cao hơn hoặc các kỹ thuật chuyên dụng để cắt hiệu quả.
Bề mặt hoàn thiện: Tình trạng bề mặt vật liệu, chẳng hạn như độ nhám hoặc nhiễm bẩn, có thể ảnh hưởng đến kết quả cắt laser. Bề mặt nhẵn và sạch thường mang lại kết quả cắt tốt hơn, trong khi bề mặt gồ ghề hoặc bị nhiễm bẩn có thể dẫn đến vết cắt không nhất quán hoặc yêu cầu các biện pháp bổ sung để đạt được kết quả mong muốn.
Phản ứng của vật liệu với nhiệt: Một số vật liệu có thể phản ứng bất lợi với nhiệt sinh ra trong quá trình cắt laser, chẳng hạn như đổi màu, cháy thành than hoặc thay đổi hóa học. Hiểu cách vật liệu phản ứng với nhiệt có thể giúp đạt được kết quả cắt mong muốn.
Xử lý vật liệu: Việc xử lý vật liệu dễ dàng trong quá trình cắt có thể ảnh hưởng đến hiệu quả tổng thể và độ an toàn của quá trình cắt laser. Các yếu tố như độ cứng, tính linh hoạt và độ giòn của vật liệu cần được xem xét khi lựa chọn vật liệu cắt laser.
Thành phần vật liệu: Thành phần của vật liệu, bao gồm thành phần hóa học và bất kỳ chất phụ gia nào, cũng ảnh hưởng đến sự tương tác của tia laser với vật liệu và quá trình cắt. Các chế phẩm khác nhau có thể yêu cầu điều chỉnh các thông số laser để có kết quả cắt tối ưu.
Độ trong suốt: Các vật liệu trong suốt, chẳng hạn như một số chất dẻo và thủy tinh, có thể không hấp thụ hiệu quả năng lượng laser. Việc cắt các vật liệu trong suốt đòi hỏi các hệ thống hoặc kỹ thuật laser đặc biệt, chẳng hạn như sử dụng tia laser UV.
Phản ứng với khí hỗ trợ: Sự tương tác giữa vật liệu và khí hỗ trợ trong quá trình cắt laser có thể ảnh hưởng đến chất lượng vết cắt. Các vật liệu khác nhau phản ứng khác nhau với oxy, nitơ hoặc các loại khí hỗ trợ khác, có thể ảnh hưởng đến quá trình cắt và chất lượng lưỡi cắt.
Cấu trúc vật liệu: Cấu trúc tinh thể và vô định hình có thể phản ứng khác nhau đối với việc cắt laser do những thay đổi về khả năng hấp thụ năng lượng và độ dẫn nhiệt.

Hiểu các đặc tính vật liệu này có thể giúp chọn loại laser, công suất, quang học hội tụ và thông số cắt thích hợp để đạt được đường cắt mong muốn. Ngoài ra, việc điều chỉnh loại khí hỗ trợ và tốc độ dòng chảy, cũng như xem xét các kỹ thuật xử lý trước và sau, có thể tối ưu hóa hơn nữa quy trình cắt laser cho các vật liệu và ứng dụng cụ thể.

tóm tắt

Các vật liệu cắt khác nhau có tốc độ hấp thụ ánh sáng khác nhau đối với các bước sóng khác nhau, vì vậy khi cắt phôi, cần chọn một máy cắt laser phù hợp theo loại vật liệu. Bằng cách này, có thể thu được kết quả cắt tốt hơn với chi phí thấp hơn. So với cắt cơ học, cắt laser áp dụng phương pháp xử lý không tiếp xúc, sẽ không gây mài mòn và ô nhiễm cho phôi, đồng thời cải thiện đáng kể tỷ lệ chất lượng của sản phẩm. Do vùng ảnh hưởng nhiệt của hệ thống laser nhỏ nên khả năng biến dạng của vật liệu bị cắt cũng giảm. Hiện nay, công nghệ cắt laser đã được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực sản xuất khác nhau.
Bằng cách đọc bài viết này, bạn có thể hiểu đầy đủ các loại vật liệu mà các máy cắt laser khác nhau có thể cắt và ảnh hưởng của các đặc tính vật liệu đối với việc cắt laser. Tôi hy vọng nó có thể cung cấp cho bạn giá trị tham khảo khi bạn chọn máy cắt laser. Nếu bạn muốn biết thêm thông tin về máy cắt laser, bạn có thể liên hệ với chúng tôi bất cứ lúc nào. AccTekLaser các kỹ sư sẽ cung cấp các giải pháp hoàn hảo theo ứng dụng cụ thể của bạn và cung cấp cho bạn thông tin chi tiết về giá.

Thiết bị laser

Thông tin liên lạc

Nhận giải pháp Laser