Các ngành ứng dụng của máy cắt Laser CO2 là gì?

Cắt laser là một kỹ thuật phổ biến được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau. Từ những năm 1970, sự phát triển của máy phát laser CO2 và công nghệ điều khiển số đã biến máy cắt laser CO2 trở thành một công cụ cắt rất tiên tiến. Những máy này được sử dụng để cắt thẳng, cắt cong và tạo lỗ trên vật liệu gỗ, acrylic, nhựa và thậm chí cả kim loại. So với các thiết bị cắt khác, máy cắt laser CO2 có nhiều ưu điểm như độ chính xác cắt cao, tốc độ xử lý nhanh, chất lượng thành phẩm tốt nên dần thay thế các dụng cụ cắt khác và trở thành thiết bị cắt phổ biến nhất trong lĩnh vực công nghiệp. Bài viết này giới thiệu một số ngành công nghiệp sử dụng máy cắt laser CO2 phổ biến nhất. Nếu bạn đang hoạt động trong lĩnh vực này và muốn nâng cao hiệu quả sản xuất thì lựa chọn cắt laser CO2 là một giải pháp tốt.

Máy cắt Laser CO2 hoạt động như thế nào

Cắt laser CO2 là một quy trình gia công độc đáo sử dụng tia laser CO2 công suất cao để thực hiện các vết cắt mong muốn. Cắt laser CO2 là một quy trình xử lý không tiếp xúc, thường được sử dụng để cắt và khắc các vật liệu phi kim loại, nhưng máy phát laser CO2 công suất cao cũng có thể được sử dụng để cắt các vật liệu kim loại.

Nguyên lý làm việc của máy cắt laser CO2

Nguyên lý hoạt động của máy cắt laser CO2 là sử dụng hỗn hợp khí carbon dioxide (CO2) làm môi trường hoạt động để tạo ra chùm tia laser công suất cao có thể cắt các vật liệu khác nhau. Sau đó, chùm tia laser được tập trung và hướng vào phôi để cắt hoặc khắc các vật liệu khác nhau. Nguyên lý làm việc của máy cắt laser CO2 bao gồm một số bước chính:

Môi trường laser: Cốt lõi của máy cắt laser CO2 là môi trường laser, là hỗn hợp của carbon dioxide (CO2), nitơ (N2) và helium (He). Hỗn hợp khí này được niêm phong bên trong một ống laze, thường là một ống thủy tinh dài có gương ở mỗi đầu.
Năng lượng đầu vào: Hỗn hợp khí được kích thích bằng cách phóng điện áp cao vào khí bên trong ống laze. Sự phóng điện này làm ion hóa các nguyên tử khí, tạo ra sự nghịch đảo dân số. Nói tóm lại, nó cung cấp năng lượng cho khí để đưa nó vào trạng thái năng lượng cao hơn.
Sự đảo ngược hoàn toàn: Khi các nguyên tử khí bị kích thích, một số electron được nâng lên mức năng lượng cao hơn. Các electron bị kích thích này ở trạng thái không ổn định và có xu hướng quay trở lại mức năng lượng thấp hơn ban đầu của chúng, giải phóng các photon (hạt ánh sáng) trong quá trình này. Sự phát xạ photon này dẫn đến sự nghịch đảo dân số, trong đó có nhiều phân tử ở trạng thái năng lượng cao hơn ở trạng thái năng lượng thấp hơn.
Phát xạ photon: Khi các electron bị kích thích quay trở lại mức năng lượng thấp hơn, chúng sẽ phát ra các photon. Các photon này ở dạng ánh sáng laze, có bước sóng cụ thể (thường nằm trong dải hồng ngoại xa đến hồng ngoại trung bình, khoảng 10,6 micron đối với laze CO2).
Bộ cộng hưởng quang học: Ống laser được thiết kế như một bộ cộng hưởng quang học với hai gương được đặt ở mỗi đầu. Một gương phản xạ toàn phần, còn gương kia phản xạ một phần. Gương bán phần cho phép một phần ánh sáng laze được tạo ra thoát ra dưới dạng chùm tia laze.
Phóng to: Các photon được giải phóng trong quá trình nghịch đảo dân số nảy qua lại giữa các gương, liên tục kích thích các phân tử khí bị kích thích hơn để giải phóng nhiều photon hơn. Điều này dẫn đến sự khuếch đại năng lượng ánh sáng, tạo ra chùm tia laser kết hợp và cường độ cao.
Tạo chùm tia laser: Gương phản chiếu một phần cho phép ánh sáng laser được khuếch đại thoát ra khỏi ống laser dưới dạng chùm tia laser tập trung công suất cao. Các đặc tính của hỗn hợp khí CO2 xác định bước sóng của tia laser, thường là khoảng 10,6 micron trong phổ hồng ngoại.
Quang học hội tụ: Chùm tia laze được định hướng qua một loạt quang học hội tụ, bao gồm thấu kính hoặc gương, để tập trung năng lượng vào một kích thước điểm rất nhỏ. Chùm tia tập trung này cho phép cắt vật liệu chính xác.
Tương tác vật chất: Khi chùm tia laser hội tụ tương tác với bề mặt vật liệu, năng lượng cực mạnh sẽ gây ra hiện tượng nóng cục bộ. Nhiệt này làm cho vật liệu bay hơi, tan chảy hoặc bị loại bỏ bằng cách mài mòn, tùy thuộc vào đặc tính của vật liệu và các thông số laser được sử dụng.
Quá trình cắt: Chùm tia laze có thể cắt vật liệu một cách hiệu quả bằng cách di chuyển vật liệu hoặc chùm tia laze dọc theo một đường được lập trình sẵn. Vật liệu này hấp thụ năng lượng laser, khiến nó nóng lên nhanh chóng và bị loại bỏ từng lớp một.
Điều khiển máy tính: Máy cắt laser CO2 được điều khiển bởi máy tính, máy tính điều khiển chính xác chuyển động của đầu laser và điều chỉnh công suất, tốc độ và các thông số khác của laser. Điều khiển máy tính này cho phép cắt hoặc khắc phức tạp và chính xác trên nhiều loại vật liệu.

Các bước làm việc của máy cắt laser CO2

Máy cắt laser CO2 hiện đại là máy CNC bao gồm một số bước cơ bản trong việc thực hiện cắt.

Sẵn sàng để thiết kế. Thiết kế bao gồm một tệp kỹ thuật số thể hiện bằng đồ họa phần cắt mong muốn. Đây là một trong những bước quan trọng nhất trong quy trình cắt laser CO2, vì bất kỳ sai sót nào ở đây sẽ được phản ánh trong hình dạng cắt cuối cùng. Bạn có thể sử dụng nhiều phần mềm cắt laser miễn phí và trả phí để chuẩn bị thiết kế (CAD), chuyển đổi thiết kế sang mã G (CAM) và tương tác với máy cắt laser.
Cài đặt thông số. Máy cắt laser CO2 có thể được sử dụng để cắt các vật liệu khác nhau như gỗ, giấy, nhựa, acrylic, kim loại, v.v. Chìa khóa để thực hiện thành công mọi tác vụ cắt là thiết lập các thông số laser tối ưu theo loại vật liệu. Thử nghiệm cắt với một phần vật liệu có thể giúp tìm ra các thông số laser tối ưu để tạo ra kết quả tốt nhất cho ứng dụng mong muốn.
Chuẩn bị phôi. Khi các thử nghiệm đã được thực hiện và các thông số tối ưu cho vật liệu mong muốn đã được xác định, phôi đã sẵn sàng để cắt bằng laser.
Thực hiện cắt. Khi phôi đã được chuẩn bị xong, bạn có thể đặt phôi lên bàn và thực hiện cắt. Mặc dù cắt laser CO2 là một quy trình cắt tự động, nhưng chúng tôi khuyên bạn nên giám sát quá trình cắt để tránh tai nạn.

Ưu điểm của máy cắt Laser CO2

Máy cắt laser CO2 cung cấp một số ưu điểm khiến chúng trở thành lựa chọn phổ biến cho nhiều ứng dụng cắt và khắc. Dưới đây là một số ưu điểm chính của việc sử dụng máy cắt laser CO2:

Tính linh hoạt: máy cắt laser CO2 có thể cắt nhiều loại vật liệu bao gồm kim loại (kim loại màu và kim loại màu), nhựa, acrylic, gỗ, dệt may, da, giấy, thủy tinh, v.v. Tính linh hoạt này cho phép ứng dụng cắt đa dạng trong các ngành công nghiệp khác nhau.
ĐỘ CHÍNH XÁC VÀ ĐỘ CHÍNH XÁC: Máy phát laser CO2 có thể tạo ra chùm tia hẹp cực kỳ tập trung, mang lại độ chính xác và độ chính xác khi cắt cao. Độ chính xác này làm cho nó trở nên lý tưởng cho các thiết kế phức tạp và chi tiết, chạm khắc tinh xảo và các tác phẩm tinh xảo.
Chiều rộng vết cắt hẹp: Đường kính của chùm tia laser hội tụ rất nhỏ, dẫn đến chiều rộng vết cắt hẹp (chiều rộng vết cắt). Điều này giảm thiểu tổn thất vật liệu và tăng khả năng sử dụng vật liệu, giúp tiết kiệm vật liệu hiệu quả, đặc biệt khi cắt các vật liệu đắt tiền hoặc có giá trị.
Cắt không tiếp xúc: Cắt laser CO2 là một quá trình không tiếp xúc. Chùm tia laze không tiếp xúc vật lý với vật liệu bị cắt, giảm nguy cơ hư hỏng và nhiễm bẩn. Điều này đặc biệt có lợi cho các vật liệu mỏng manh hoặc những vật liệu có bề mặt nhạy cảm.
Không hao mòn công cụ: Không giống như các phương pháp cắt cơ khí truyền thống, máy cắt laser CO2 không có công cụ vật lý nào bị hao mòn theo thời gian. Điều này làm giảm chi phí bảo trì và thời gian chết liên quan đến thay đổi công cụ.
Tốc độ và hiệu quả: Cắt laser CO2 là một quy trình nhanh và tốc độ có thể được điều chỉnh để cân bằng giữa chất lượng và năng suất cắt. Nó có thể đạt được tốc độ cắt cao trong khi vẫn duy trì chất lượng cạnh tốt, điều này đặc biệt có lợi cho các quy trình sản xuất số lượng lớn.
Vùng ảnh hưởng nhiệt tối thiểu (HAZ): Máy phát laser CO2 tạo ra nguồn nhiệt tập trung và được kiểm soát với mức truyền nhiệt tối thiểu đến khu vực xung quanh. Điều này dẫn đến vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) nhỏ hơn trong vật liệu bị cắt, giảm nguy cơ cong vênh, biến dạng hoặc làm hỏng các khu vực lân cận.
Các vết cắt và cạnh sạch: Cắt bằng laser CO2 thường tạo ra các cạnh sạch, mịn, yêu cầu tối thiểu hoặc không cần hoàn thiện thêm. Điều này giúp tiết kiệm thời gian và nguồn lực trong các bước hậu xử lý như mài bavia hoặc mài so với các phương pháp cắt truyền thống.
Hình dạng và thiết kế phức tạp: Máy cắt laser CO2 có thể cắt các hình dạng phức tạp mà các phương pháp cắt truyền thống có thể gặp khó khăn hoặc không thể thực hiện được. Điều này đặc biệt hữu ích cho các ứng dụng nghệ thuật và trang trí.
Tính linh hoạt của thiết kế: Độ chính xác và tính linh hoạt của cắt laser CO2 cho phép thực hiện các thiết kế phức tạp, cho phép điều chỉnh nhanh chóng và thay đổi thiết kế mà không cần thay đổi dụng cụ. Điều này làm cho chúng trở nên lý tưởng cho việc tùy chỉnh và sản xuất quy mô nhỏ.
Thân thiện với môi trường: Máy cắt laser CO2 tạo ra chất thải tối thiểu khi vật liệu cắt bay hơi hoặc tan chảy. Điều này làm giảm chất thải và tác động đến môi trường so với một số phương pháp cắt khác.
Tự động hóa và điều khiển chính xác: Máy cắt laser CO2 có thể dễ dàng tích hợp vào quy trình sản xuất tự động. Điều khiển máy tính cho phép sản xuất nhất quán, tốc độ cao đồng thời cho phép điều chỉnh thiết kế dễ dàng.

Máy cắt laser CO2 có thể được ứng dụng trong những ngành công nghiệp nào

Máy cắt laser CO2 được sử dụng trong hầu hết các ngành công nghiệp hiện đại vì chúng cung cấp phương pháp cắt chi phí thấp, tốc độ cao, độ chính xác cao. Một số ngành công nghiệp phổ biến sử dụng máy cắt laser CO2 được liệt kê dưới đây.

ngành nhạc cụ. Nhạc cụ phải được sản xuất với độ chính xác cao để đạt được chất lượng âm thanh cao theo yêu cầu của giới chuyên môn. Cắt laser CO2 là một phương pháp lý tưởng để xử lý kích thước chính xác. Gỗ là chất liệu được sử dụng phổ biến để làm nhạc cụ. Máy cắt laser CO2 có thể được sử dụng để cắt các tấm cơ bản tạo nên nhạc cụ như guitar, violin và còn có thể khắc các hoa văn nghệ thuật lên bề mặt nhạc cụ thành phẩm để tăng tính thẩm mỹ và các yếu tố phong cách đa dạng của nhạc cụ.
ngành công nghiệp gỗ. Máy cắt laser CO2 có thể cắt ván gỗ để lắp ráp đồ nội thất một cách hiệu quả. Bạn cũng có thể tạo các đồ nội thất như cửa, bàn và ghế bằng máy cắt laser CO2.
Công nghiệp dệt may. Máy cắt laser CO2 có thể cắt vải với độ chính xác cao mà không tiếp xúc với vật liệu, đảm bảo vải không bị ba via, trầy xước trong quá trình gia công. Điều này mang lại cho nó một lợi thế lớn trong việc cắt vải. Máy cắt laser CO2 có thể cắt các chất liệu vải một lớp hoặc nhiều lớp một cách hiệu quả, công việc của bạn sẽ được hoàn thành nhanh hơn.
Ngành công nghiệp quảng cáo. Việc ứng dụng máy cắt laser CO2 trong ngành quảng cáo rất phổ biến. Trong ngành quảng cáo, vật liệu acrylic là một trong những nguyên liệu thô được sử dụng rộng rãi nhất. Các phần acrylic được cắt bằng chùm tia laser CO2 sẽ mịn và được đánh bóng nên không cần xử lý thêm. Nếu bạn khắc văn bản hoặc đồ họa trên acrylic, bạn có thể có được cả lớp hoàn thiện mờ và mờ. Điều này làm cho chúng trông rất đặc biệt.
công nghiệp sản xuất mô hình Máy cắt laser CO2 được sử dụng rộng rãi trong các công ty sản xuất mô hình kiến trúc. Họ thường cần cắt các hình dạng phức tạp trên vật liệu tấm mỏng. Hầu hết các mô hình sử dụng tấm acrylic, cắt rất tốt bằng thiết bị cắt laser CO2.
Công nghiệp chế biến da. Máy cắt laser CO2 có thể cắt và khắc các mẫu trên da dùng để làm túi xách, thắt lưng, giày, v.v. Công nghệ máy cắt laser giảm thiểu khả năng biến dạng vật liệu trong quá trình gia công da, mang lại những đường cắt hoàn hảo.
ngành nghệ thuật. Người mới bắt đầu và thậm chí cả các chuyên gia thường sử dụng máy cắt laser CO2 để cắt gỗ để lắp ráp, khắc quà tặng và chạm khắc các hoa văn phức tạp vào một miếng gỗ. Hoặc sử dụng máy cắt laser CO2 để cắt acrylic để tạo ra một số tác phẩm nghệ thuật tuyệt đẹp.

Ngoài các ngành công nghiệp trên, máy cắt laser CO2 còn được sử dụng trong ngành in ấn và đóng gói, công nghiệp sản xuất đồ chơi trẻ em, công nghiệp sản xuất hành lý, công nghiệp sản xuất rèm và các lĩnh vực ứng dụng khác.

Cần chú ý điều gì khi sử dụng máy cắt laser CO2

Việc đảm bảo an toàn và hoạt động tốt của máy trong quá trình sử dụng máy cắt laser CO2 là vô cùng quan trọng. Ngoài ra, việc bảo dưỡng đúng cách cũng có thể đảm bảo độ chính xác khi vận hành của máy và kéo dài tuổi thọ của máy. Dưới đây là một số hướng dẫn vận hành được thiết kế để giúp bạn sử dụng máy tốt hơn.

Thông số kỹ thuật an toàn cho máy cắt Laser CO2

Trước khi sử dụng máy cắt laser CO2, người vận hành nên đọc hướng dẫn sử dụng trước để hiểu cách vận hành máy an toàn.
Hãy chắc chắn rằng có người đang theo dõi trong khi cắt và chạm khắc. An toàn là rất quan trọng, máy cắt laser CO2 thường được sử dụng để cắt gỗ và acrylic, những vật liệu này rất dễ cháy. Vì vậy, khi máy cắt laser CO2 thực hiện cắt và khắc phải đảm bảo có nhân viên trông chừng máy. Khi xảy ra tình huống bất ngờ trong quá trình vận hành máy, cần phải tắt nguồn ngay lập tức để tránh thất thoát.
Trước khi máy cắt laser hoạt động, ống laser phải được đổ đầy nước tuần hoàn. Chất lượng và nhiệt độ của nước tuần hoàn ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ của ống laser. Nên sử dụng nước tinh khiết và giữ nhiệt độ nước dưới 35°
Nên đeo kính an toàn laser khi vận hành máy cắt laser CO2. Những thấu kính này được pha màu để hấp thụ ánh sáng laze và ngăn nó làm hỏng mắt người điều khiển.

Bảo dưỡng định kỳ máy làm sạch laser CO2

Làm sạch ống kính bằng laser. Sau khi máy laser đã cắt 8 tiếng mỗi ngày, cần kiểm tra thấu kính và vệ sinh nếu cần thiết. Hệ thống quang học được đặt ngay phía trên chùm tia laze, có nghĩa là chúng tiếp xúc với nhiều bụi, khói và mảnh vụn. Nếu thấu kính bị bẩn, tốc độ cắt của máy laser sẽ bị giảm, thậm chí đường cắt sẽ không đều hoặc hình ảnh khắc sẽ bị mờ. Nếu lâu ngày không vệ sinh, bụi bẩn có thể làm hỏng ống kính vĩnh viễn. Vì vậy, việc vệ sinh ống kính là rất quan trọng.
Làm sạch quạt cắt laser. Khi máy cắt và khắc acrylic, MDF và gỗ, việc tạo ra khói, bụi và mảnh vụn là điều không thể tránh khỏi. Do đó, việc bảo trì thường xuyên bộ phận quạt là rất cần thiết vì bất kỳ sự tích tụ nào cũng sẽ cản trở chức năng của nó (trừ khi có lắp bộ lọc khói). Để thực hiện việc này: ngắt kết nối quạt khỏi nguồn điện, tháo ống hút và làm sạch cánh quạt và ống dẫn bằng bàn chải mềm.
Hãy chú ý đến việc làm mát ống laser. Nếu máy cắt laser của bạn sử dụng bình chứa nước để làm mát, hãy chú ý vệ sinh bình chứa nước thường xuyên. Phương pháp cụ thể: Đầu tiên, tắt nguồn, tháo ống dẫn nước, để ống laser tự động đi vào bình chứa nước, mở bình chứa nước và bơm nước để loại bỏ cặn bẩn trên máy bơm nước. Làm sạch bể chứa nước, thay thế nước tuần hoàn, đưa máy bơm nước trở lại bể chứa nước, lắp ống nối vào đầu vào nước của máy bơm nước và sắp xếp các khớp nối. Chỉ sử dụng năng lượng máy bơm và chạy trong 2 đến 3 phút (ống laser chứa đầy nước tuần hoàn). Nếu bạn đang sử dụng máy làm lạnh để làm mát ống laser, bạn sẽ cần theo dõi hiệu suất của máy làm lạnh và theo dõi chỉ báo nhiệt độ trên màn hình máy làm lạnh. Cứ sau vài tuần, hãy tìm bộ lọc trong bộ làm mát và loại bỏ mọi rác tích tụ. Kiểm tra ô nhiễm nước và thay thế khi cần thiết.

tóm tắt

máy cắt laser CO2 đã được chứng minh là thành công trong một số ứng dụng công nghiệp và là một công cụ có giá cả phải chăng và dễ vận hành. Dù bạn là người nghiệp dư hay nhà sản xuất sản phẩm, bạn đều có thể sử dụng máy cắt laser CO2 để cắt và khắc các vật liệu khác nhau để gia công các phôi thành phẩm đáp ứng nhu cầu của mình. Bạn chỉ cần vẽ thiết kế của mình trong chương trình CAD và tia laser sẽ cắt nó với độ chính xác và chi tiết cao nhất. Hãy liên hệ với chúng tôi và AccTekLaser đại diện bán hàng sẽ giới thiệu máy cắt laser CO2 phù hợp cho bạn dựa trên ứng dụng của bạn để giúp bạn cải thiện năng suất xưởng.

Thiết bị laser

Thông tin liên lạc

Nhận giải pháp Laser