Guia definitivo da máquina de corte a laser CNC

Em comparação com o oxiacetileno tradicional, plasma e outros processos de corte, a velocidade de corte a laser é rápida, a fenda é estreita, a zona afetada pelo calor é pequena, a borda da fenda é perpendicular e a borda cortante é lisa. Ao mesmo tempo, existem muitos tipos de materiais que podem ser cortados a laser, incluindo aço carbono. , Aço inoxidável, ligas de aço, madeira, plástico, borracha, tecido, quartzo, cerâmica, vidro, materiais compostos, etc. Com o rápido desenvolvimento da economia de mercado e o rápido desenvolvimento da ciência e tecnologia, a tecnologia de corte a laser tem sido amplamente utilizada em automóveis, máquinas, eletricidade, hardware e aparelhos elétricos. Nos últimos anos, a tecnologia de corte a laser está se desenvolvendo a uma velocidade sem precedentes, com uma taxa de crescimento anual de 15% a 20%. Desde 1985, meu país cresceu a uma taxa de quase 25% ao ano. Atualmente, o nível geral da tecnologia de corte a laser em meu país ainda apresenta uma grande lacuna em comparação com os países avançados. Portanto, a tecnologia de corte a laser no mercado nacional tem amplas perspectivas de desenvolvimento e grande espaço de aplicação.

Durante o processo de corte domáquina de corte a laser, o feixe é focalizado pela lente da cabeça de corte em um pequeno ponto focal, de modo que o ponto focal pode atingir uma densidade de alta potência e a cabeça de corte é fixada no eixo z. Neste momento, a entrada de calor pelo feixe excede em muito a parte do calor refletido, conduzido ou difundido pelo material, e o material é rapidamente aquecido à temperatura de fusão e vaporização. Ao mesmo tempo, um fluxo de ar de alta velocidade derreterá do lado coaxial ou não coaxial. E o material vaporizado é soprado para formar orifícios para cortar o material. Com o movimento relativo do foco e do material, o furo forma uma fenda contínua de largura muito estreita para completar o corte do material.

Atualmente, a parte do caminho óptico externo da máquina de corte a laser usa principalmente o sistema de caminho óptico voador. O feixe de luz emitido do gerador de laser atinge a lente de foco na cabeça de corte através dos espelhos refletores 1, 2 e 3 e forma um ponto de luz na superfície do material a ser processado após o foco. A lente refletora 1 é fixada na fuselagem sem se mover; o espelho refletor 2 no feixe se move na direção x com o movimento do feixe; a lente refletora 3 no eixo z se move na direção y com o movimento do eixo z. Não é difícil ver na figura que, no processo de corte, conforme o feixe se move na direção xe o eixo z se move na direção y, o comprimento do caminho da luz muda a cada momento.

Devido ao custo de fabricação e outros motivos, o feixe de laser emitido pelo gerador de laser civil possui certo ângulo de divergência e é \"cônico \". Quando a altura do \"cone \" muda (equivalente a uma mudança no comprimento do caminho óptico da máquina de corte a laser), a área da seção transversal do feixe na superfície da lente de foco também muda. Além disso, a luz também tem as propriedades das ondas. Portanto, o fenômeno de difração ocorrerá inevitavelmente. A difração fará com que o feixe se expanda lateralmente durante a propagação. Este fenômeno existe em todos os sistemas ópticos e pode determinar o desempenho desses sistemas. Valor limite. Devido ao \"cone \" do feixe gaussiano e à difração das ondas de luz, quando o comprimento do caminho óptico muda, o diâmetro do feixe que atua na superfície da lente muda o tempo todo, o que ocasionará mudanças no foco tamanho e profundidade, mas afetam a posição do foco Muito pequeno. Se o tamanho do foco e a profundidade do foco mudarem durante o processamento contínuo, haverá inevitavelmente um grande impacto no processamento. Por exemplo, isso causará larguras de fenda de corte inconsistentes, corte incompleto ou ablação da placa sob o mesmo poder de corte.

O laser é um tipo de luz, como outra luz natural, é produzida pela transição de átomos (moléculas ou íons, etc.). No entanto, é diferente da luz comum, pois o laser depende apenas da emissão espontânea por um período muito curto de tempo, e o processo subsequente é completamente determinado pela radiação de excitação. Portanto, o laser tem uma cor muito pura, quase nenhuma divergência e uma intensidade luminosa extremamente alta. E alta coerência.

O corte a laser é obtido pela aplicação de energia de alta densidade de potência gerada pelo foco a laser. Sob o controle do computador, o laser é descarregado por meio de pulsos para produzir um laser pulsado de alta frequência repetitivo controlado para formar um feixe com uma certa frequência e uma certa largura de pulso. O feixe de laser pulsado é guiado e refletido pelo caminho óptico e focado pelo grupo de lentes de foco. Na superfície do objeto processado, um pequeno ponto de luz de alta densidade de energia é formado. O ponto focal está localizado próximo à superfície a ser processada e derrete ou vaporiza o material processado em alta temperatura instantânea. Cada pulso de laser de alta energia cria instantaneamente um pequeno orifício na superfície do objeto. Sob o controle do computador, o cabeçote de processamento a laser e o material processado executam um movimento relativo contínuo de acordo com os gráficos pré-desenhados, de modo que o objeto seja processado na forma desejada.

Os parâmetros do processo (velocidade de corte, potência do laser, pressão do gás, etc.) e trajetória do movimento durante o corte são controlados pelo sistema de controle numérico, e a escória na fenda é soprada por uma certa pressão de gás auxiliar.

1. Alta precisão: adequado para corte de peças de precisão e corte fino de vários trabalhos manuais e pinturas.

2. Velocidade rápida: mais de 100 vezes maior do que o corte com fio.

3. A zona afetada pelo calor é pequena e não é fácil de deformar. A costura de corte é lisa e bonita, sem processamento posterior.

4. Desempenho de alto custo: O preço é de apenas 1/3 do mesmo desempenho da máquina de corte a laser CO2 e 2/5 do mesmo punção CNC de desempenho.

5. O custo de uso é muito baixo: apenas 1/8 ~ 1/10 de máquina de corte a laser CO2 semelhante, o custo por hora é de apenas cerca de 18 yuan, e o custo por hora da máquina de corte a laser CO2 é cerca de 150-180 yuan.

6. O custo de manutenção de acompanhamento é muito baixo: apenas 1/10 ～ 1/15 da máquina de corte a laser CO2 semelhante e 1/3 ～ 1/4 da máquina de perfuração CNC equivalente.

7. Desempenho estável para garantir a produção contínua. O laser YAG de estado sólido é um dos produtos mais estáveis ​​e maduros no campo do laser.

8. Comparada com a máquina de perfuração CNC, a máquina de corte a laser YAG tem as seguintes vantagens:

(1) Pode completar o processamento de várias estruturas complexas. Desde que qualquer imagem possa ser desenhada no computador, a máquina pode completar o processamento.

(2) Não há necessidade de abrir o molde, basta fazer o desenho no computador, e o produto pode ser lançado imediatamente, podendo desenvolver novos produtos rapidamente e economizar custos.

(3) A máquina de corte YAG tem um sistema de rastreamento automático, para que possa completar o corte plano, bem como várias superfícies curvas irregulares.

(4) O processo complexo requer que o punção CNC seja difícil de completar, e o corte a laser pode fazer isso.

(5) A superfície é muito lisa e o grau do produto é muito alto, o que é difícil para máquinas de puncionamento CNC.

(6) A caixa moldada (dentro de 0,5 metros de espessura) precisa ser processada com orifícios e ranhuras, que não podem ser processados ​​por máquina de puncionamento CNC, mas a máquina de corte a laser de metal YAG CNC pode resolver isso.

⒈1 Corte por vaporização: No processo de corte por vaporização a laser, a velocidade da temperatura da superfície do material subindo até a temperatura do ponto de ebulição é tão rápida que é suficiente para evitar o derretimento causado pela condução de calor, então parte do material se vaporiza e desaparece, parte do material é descarregada do corte A parte inferior da fenda é soprada pelo fluxo de gás auxiliar. Nesse caso, é necessária uma potência de laser muito alta. Para evitar a condensação do vapor do material na parede da fenda, a espessura do material não deve exceder muito o diâmetro do feixe de laser. Este processo é, portanto, adequado apenas para aplicações onde a remoção de material fundido deve ser evitada. Na verdade, esse processamento só é usado em áreas onde as ligas à base de ferro são muito pequenas. Este processo não pode ser usado para materiais como madeira e certas cerâmicas que não estão em um estado fundido e, portanto, provavelmente não condensarão novamente o vapor do material. Além disso, esses materiais geralmente requerem cortes mais espessos. No corte de gaseificação a laser, o foco ideal do feixe depende da espessura do material e da qualidade do feixe. A potência do laser e o calor de vaporização têm apenas uma certa influência na posição ideal do foco. No caso de uma determinada espessura de chapa, a velocidade máxima de corte é inversamente proporcional à temperatura de vaporização do material. A densidade de potência do laser necessária é maior que 108W / cm2 e depende do material, da profundidade de corte e da posição do foco do feixe. No caso de uma certa espessura de chapa, assumindo potência laser suficiente, a velocidade máxima de corte é limitada pela velocidade do jato de gás.

⒉ Corte de fusão: Emcorte de fusão a laser, a peça é parcialmente derretida e o material fundido é pulverizado com a ajuda do fluxo de ar. Como a transferência do material ocorre apenas no estado líquido, o processo é denominado fusão e corte a laser. O feixe de laser é combinado com gás de corte inerte de alta pureza para fazer com que o material derretido deixe o corte, e o próprio gás não participa do corte. O corte por fusão a laser pode obter uma velocidade de corte maior do que o corte por gaseificação. A energia necessária para a gaseificação é geralmente maior do que a energia necessária para derreter o material. Na fusão e corte a laser, o feixe de laser é apenas parcialmente absorvido. A velocidade máxima de corte aumenta com o aumento da potência do laser e diminui quase inversamente com o aumento da espessura da folha e da temperatura de fusão do material. No caso de uma determinada potência do laser, os fatores limitantes são a pressão do ar na fenda e a condutividade térmica do material. A fusão e corte a laser podem obter incisões livres de oxidação para materiais de ferro e metais de titânio. A densidade de potência do laser que produz fusão, mas não gaseificação, está entre 104 W / cm2 e 105 W / cm2 para materiais de aço.

⒊Fusão e corte por oxidação (corte com chama a laser): Geralmente, gás inerte é usado para fusão e corte. Se oxigênio ou outros gases ativos forem usados, o material será inflamado sob a irradiação do feixe de laser e uma reação química violenta com o oxigênio gerará outra fonte de calor. , Para que o material seja posteriormente aquecido, denominado corte por fusão por oxidação. Devido a este efeito, para aços estruturais da mesma espessura, a velocidade de corte que pode ser obtida por este método é superior à do corte por fusão. Por outro lado, este método pode ter pior qualidade de corte em comparação ao corte por fusão. Na verdade, ele produzirá um corte mais amplo, rugosidade óbvia, aumento da zona afetada pelo calor e pior qualidade da borda. O corte a laser com chama não é bom ao processar modelos de precisão e cantos agudos (há perigo de queimar os cantos agudos). Um laser pulsado pode ser usado para limitar a influência térmica, e a potência do laser determina a velocidade de corte. No caso de uma determinada potência do laser, o fator limitante é o fornecimento de oxigênio e a condutividade térmica do material.

⒋ Corte de fratura controlado: Para materiais frágeis que são facilmente danificados pelo calor, o corte de alta velocidade e controlável é realizado por aquecimento de feixe de laser, que é chamado de corte de fratura controlado. O conteúdo principal deste processo de corte é: o feixe de laser aquece uma pequena área de material quebradiço, causando um grande gradiente térmico e severa deformação mecânica nesta área, causando a formação de fissuras no material. Desde que um gradiente de aquecimento uniforme seja mantido, o feixe de laser pode guiar as rachaduras em qualquer direção desejada.

A precisão de corte é o primeiro elemento para julgar a qualidade de uma máquina de corte a laser CNC. Quatro fatores que afetam a precisão de corte das máquinas de corte a laser CNC:

⒈ O tamanho do gerador de laser condensado. Se o ponto de luz for muito pequeno após a coleta, a precisão de corte é muito alta e a lacuna após o corte também é muito pequena. Isso mostra que a precisão da máquina de corte a laser é muito alta e a qualidade é muito alta. Mas o feixe emitido pelo laser é em forma de cone, então a fenda também tem a forma de cone. Nessa condição, quanto maior a espessura da peça, menor a precisão e, portanto, maior será a fenda.

⒉A precisão da bancada. Se a precisão da mesa for muito alta, a precisão do corte também será melhorada. Portanto, a precisão da bancada também é um fator muito importante para medir a precisão do gerador de laser.

⒊ O feixe de laser é condensado em um cone. Ao cortar, o feixe de laser é afilado para baixo. Nesse momento, se a espessura da peça cortada for muito grande, a precisão do corte será reduzida e a folga do corte será muito grande.

⒋Materiais diferentes para cortar também afetarão a precisão da máquina de corte a laser. Nas mesmas circunstâncias, a precisão de corte do aço inoxidável e do alumínio será muito diferente, a precisão do corte do aço inoxidável será maior e a superfície de corte será mais lisa.

De modo geral, a qualidade do corte a laser pode ser medida pelos 6 padrões a seguir.

⒈ Rugosidade da superfície de corte Rz

⒉ Tamanho da escória de corte

⒊ Perpendicularidade da aresta de corte e inclinação u

⒋ Aresta de corte arredondada tamanho do canto r

⒌ Arraste após listras n

⒍ Nivelamento F

A aplicação da máquina de corte a laser de metal é muito extensa, cobrindo muitas indústrias, e é um dos equipamentos necessários para muitas empresas, incluindo produção de sinalização publicitária (principalmente LOGO de aço inoxidável e corte de logotipo), processamento de chapa metálica (processamento de chapa metálica inclui basicamente todos os materiais de metal. Geralmente incluem dobrar, polir, etc., e o corte é o processo mais importante), produção de chassis e gabinetes (a este respeito, aço carbono ou aço inoxidável é geralmente útil, mas também principalmente dobragem, dobra e corte 2 processos de corte), molas (pertencentes ao processo de acabamento), peças de metrô, e a produção de carcaças de elevadores, carcaças de equipamentos mecânicos e utensílios de cozinha (em sua maioria inox), que superam os lasers A configuração das máquinas de corte a laser da empresa também participou na produção da nave espacial Sete Deuses Oito, que na verdade envolve vários aspectos. Amplamente utilizado no processamento de chapas metálicas, produção de placas publicitárias, produção de gabinetes elétricos de alta e baixa tensão, peças mecânicas, utensílios de cozinha, automóveis, máquinas, artesanato em metal, lâminas de serra, peças elétricas, indústria de vidros, molas, placas de circuito, chaleiras elétricas, micro médicos Eletrônica, hardware, ferramentas de medição de faca e outras indústrias.

⒈A cabeça de corte a laser de foco duplo é um item frágil na máquina de corte a laser. O uso a longo prazo danificará a cabeça de corte a laser.

⒉Verifique a retilinidade da trilha da máquina de corte a laser de fibra e a verticalidade da máquina a cada seis meses e, se for considerada anormal, ela será mantida e depurada a tempo. Se isso não for feito, o efeito de corte pode não ser tão bom, o erro aumentará e a qualidade de corte será afetada. Esta é a principal prioridade e deve ser feita.

⒊Use um aspirador de pó para aspirar a poeira e sujeira da máquina uma vez por semana, e todos os gabinetes elétricos devem estar fechados e à prova de poeira.

⒋Verifique a correia de aço da fibramáquina de corte a laserfrequentemente para garantir que está apertado. Caso contrário, se algo der errado durante a operação, as pessoas podem se ferir ou mesmo a morte pode ser grave. A correia de aço parece uma coisa pequena, mas o problema ainda é um pouco sério.

⒌Os trilhos-guia da máquina de corte a laser de fibra devem ser limpos com frequência para remover poeira e outros detritos e garantir que o equipamento esteja normal. O rack deve ser limpo com frequência e lubrificado para garantir a lubrificação sem detritos. Os trilhos-guia devem ser limpos e lubrificados com freqüência, e o motor também deve ser limpo e lubrificado com freqüência. A máquina pode se mover melhor e cortar com mais precisão, e a qualidade dos produtos cortados será melhorada.