Алюминийді лазерлік кесуге арналған толық нұсқаулық

Сіз мінсіз әрлеуі бар дәл, күрделі алюминий бөлшектерін жасағыңыз келе ме? Дәстүрлі кесу әдістері талап ететін шектеулерден және қайталама тазалаудан шаршасаңыз, лазерлік кесу сізге қажет кеңейтілген шешім болуы мүмкін. Бұл технология металл өндірісінде төңкеріс жасады, бірақ алюминий шағылыстыратын табиғаты мен жоғары жылу өткізгіштігінің арқасында бірегей қиындықтарды тудырады.

Бұл нұсқаулықта біз алюминийді лазермен кесу туралы білуіңіз керек барлық нәрсені зерттейміз. Біз процестің қалай жұмыс істейтінін, негізгі артықшылықтарды, дизайннан дайын бөлікке дейінгі қадамдық жұмыс процесін және сізге қажет негізгі жабдықты бөлеміз. Біз сондай-ақ техникалық қиындықтарды және оларды қалай жеңуге болатынын қарастырамыз, осылайша сіз әр уақытта тамаша нәтижеге қол жеткізе аласыз.

Алюминийді лазерлік кесу дегеніміз не және ол қалай жұмыс істейді?

Лазерлік кесу - керемет дәлдікпен материалдарды кесу үшін жоғары концентрацияланған жарық сәулесін пайдаланатын жанаспайтын термиялық процесс. Негізінде бұл процесс бағытталған энергия мен механикалық дәлдік арасындағы тамаша синергия.

• Негізгі процесс:Процесс лазерлік генератор қуатты, когерентті жарық сәулесін жасағанда басталады. Бұл сәуле айналар немесе талшықты-оптикалық кабель арқылы машинаның кесу басына бағытталады. Онда линза бүкіл сәулені алюминий бетіндегі бір микроскопиялық нүктеге бағыттайды. Энергияның бұл концентрациясы металды балқу температурасынан (660,3∘C / 1220,5∘F) лезде қыздырып, сәуленің жолындағы материалдың балқуына және булануына әкеледі.

• Көмекші газдың рөлі:Лазер алюминийді балқытқанда, сол саптама арқылы жоғары қысымды көмекші газ ағыны атылады. Алюминий үшін бұл әрдайым дерлік жоғары таза азот. Бұл газ ағынының екі жұмысы бар: біріншіден, балқытылған металды кесілген жолдан (керф) күшпен үрлеп, оның қайта қатып қалуына жол бермейді және таза, шөгусіз шет қалдырады. Екіншіден, ол кесілген аймақты салқындатады, бұл жылу бұрмалануын азайтады.

• Табысқа жетудің негізгі параметрлері:Сапалы кесу үш маңызды факторды теңестірудің нәтижесі болып табылады:

  • Лазерлік қуат (Вт):Қанша энергия берілетінін анықтайды. Қалың материалдар немесе жылдамырақ жылдамдықтар үшін көбірек қуат қажет.

  • Кесу жылдамдығы:Кесу басының қозғалу жылдамдығы. Бұл материалды қызып кетпестен толық, таза кесуді қамтамасыз ету үшін қуатқа толық сәйкес келуі керек.

  • Сәуле сапасы:Сәуленің қаншалықты тығыз шоғырлануы мүмкін екенін көрсетеді. Жоғары сапалы сәуле энергияны тиімді шоғырландыру үшін өте маңызды, бұл алюминий сияқты шағылыстыратын материалды кесу үшін өте маңызды.

Алюминийді лазермен кесудің негізгі артықшылықтары

Алюминийді лазермен кесуді таңдау плазмалық немесе механикалық кесу сияқты ескі әдістерге қарағанда айтарлықтай артықшылықтар береді. Негізгі артықшылықтар үш санатқа бөлінеді: сапа, тиімділік және материалды сақтау.

• Дәлдік пен сапа:Лазерлік кесу оның дәлдігімен анықталады. Ол күрделі және күрделі геометрияларды жасауға мүмкіндік беретін, жиі ±0,1 мм (±0,005 дюйм) шегінде өте тығыз рұқсат етілген бөлшектерді жасай алады. Алынған жиектер тегіс, өткір және іс жүзінде қаңылтырсыз болады, бұл көбінесе қоқыстарды тазалау немесе тегістеу сияқты көп уақытты қажет ететін және қымбат қайталама өңдеу қадамдарының қажеттілігін болдырмайды.

• Тиімділік пен жылдамдық: Лазерлік кескіштерөте жылдам және тиімді. Тар керф (кесілген ені) бөлшектерді алюминий парағында бір-біріне өте жақын орналастыруға болатынын білдіреді, бұл материалды барынша пайдалануды және қалдықтардың қалдықтарын айтарлықтай азайтуды қамтамасыз етеді. Бұл материал мен уақытты үнемдеу процесті прототиптеу үшін де, ауқымды өндірістер үшін де жоғары үнемді етеді.

• Ең аз жылу зақымдануы:Негізгі артықшылығы - өте кішкентай жылу әсер ететін аймақ (HAZ). Лазердің энергиясы соншалықты шоғырланған және тез қозғалатындықтан, жылудың қоршаған материалға таралу уақыты жоқ. Бұл алюминийдің беріктігі мен құрылымдық тұтастығын кесудің шетіне дейін сақтайды, бұл өнімділігі жоғары компоненттер үшін өте маңызды. Ол сондай-ақ, әсіресе жұқа парақтарда майысқан және бұрмалану қаупін азайтады.

Лазерлік кесу процесі: қадамдық нұсқаулық

Сандық файлды физикалық алюминий бөлігіне түрлендіру нақты, жүйелі жұмыс процесінен кейін жүреді.

1. Дизайн және дайындық:Процесс CAD бағдарламалық құралында жасалған 2D цифрлық дизайннан басталады (мысалы, AutoCAD немесе SolidWorks). Бұл файл дәл кесу жолдарын белгілейді. Бұл кезеңде қолдану үшін дұрыс алюминий қорытпасы (мысалы, беріктік үшін 6061, қалыптау үшін 5052) және қалыңдығы таңдалады.

2. Машинаны орнату:Оператор лазерлік кескіш төсегіне таза алюминий парағын қояды. Таңдау машинасы әрқашан дерлік талшықты лазер болып табылады, өйткені ол алюминий үшін ескі CO2 лазерлеріне қарағанда әлдеқайда тиімді. Оператор фокустау линзасының таза болуын және түтін шығару жүйесінің белсенді болуын қамтамасыз етеді.

3. Орындау және сапаны бақылау:CAD файлы жүктеліп, оператор кесу параметрлерін (қуат, жылдамдық, газ қысымы) енгізеді. Сыни қадам a орындаладысынақ кесусынық бөлігінде. Бұл толық жұмысты орындамас бұрын, мінсіз, шөгілмейтін жиекке жету үшін параметрлерді дәл реттеуге мүмкіндік береді. Содан кейін автоматтандырылған өндіріс жұмысының жүйелілігі бақыланады.

4. Кейінгі өңдеу:Кесуден кейін бөліктер парақтан алынады. Лазерлік кесудің жоғары сапасының арқасында кейінгі өңдеу әдетте аз болады. Түпкілікті талаптарға байланысты бөлікке жеңіл кірді тазалау немесе тазалау қажет болуы мүмкін, бірақ көп жағдайда ол бірден пайдалануға дайын болады.

Техникалық қиындықтар мен шешімдер

Алюминийдің бірегей қасиеттері бірнеше техникалық кедергілерді тудырады, бірақ заманауи технологияның әрқайсысы үшін тиімді шешімдер бар.

• Жоғары шағылысу:Алюминий табиғи түрде жарықты көрсетеді, бұл тарихи түрде CO2 лазерімен кесуді қиындатқан.

  Шешімі:Заманауи талшықты лазерлер алюминиймен әлдеқайда тиімдірек сіңетін жарықтың қысқа толқын ұзындығын пайдаланады, бұл процесті тұрақты және сенімді етеді.

• Жоғары жылу өткізгіштік:Алюминий жылуды өте тез таратады. Қуат жеткілікті жылдам жеткізілмесе, жылу кесудің орнына таралады, бұл нашар нәтижелерге әкеледі.

  Шешімі:Энергияны материалға оны өткізіп жіберуге қарағанда тезірек айдау үшін жоғары қуатты, тығыз бағытталған лазер сәулесін пайдаланыңыз.

• Оксидті қабат:Алюминий бірден бетінде алюминий оксидінің қатты, мөлдір қабатын құрайды. Бұл қабат алюминийдің өзінен әлдеқайда жоғары балқу температурасына ие.

  Шешімі:Лазер астындағы металды кесуді бастамас бұрын осы қорғаныс қабатын «тесуге» жеткілікті қуат тығыздығына ие болуы керек.

Дұрыс жабдықты таңдау: Fiber vs. CO2 лазерлері

Лазердің екі түрі де бар болса да, біреуі алюминий үшін айқын жеңімпаз болып табылады.

Жиі қойылатын сұрақтар (жиі қойылатын сұрақтар)

Алюминий қаңылтырының қалыңдығын лазермен кесуге болады?Бұл толығымен лазерлік кескіштің қуатына байланысты. Төмен қуатты машина (1-2 кВт) 4-6 мм-ге дейін тиімді жұмыс істей алады. Қуатты өнеркәсіптік талшықты лазерлер (6 кВт, 12 кВт немесе одан да жоғары) қалыңдығы 25 мм (1 дюйм) немесе одан да көп алюминийді таза кесуге болады.

Неліктен азот газы алюминийді кесу үшін қажет?Азот - инертті газ, яғни балқытылған алюминиймен әрекеттеспейді. Сығылған ауаны немесе оттегін пайдалану ыстық кесілген жиектің тотығуына әкеліп, кедір-бұдыр, қарайған және жарамсыз жабын қалдырады. Азоттың рөлі таза механикалық: ол балқытылған металды таза түрде үрлейді және ыстық шетін оттегіден қорғайды, нәтижесінде дәнекерлеуге өте ыңғайлы жарқыраған, жылтыр қабат пайда болады.

Алюминийді лазермен кесу қауіпті ме?Иә, кез келген өнеркәсіптік лазерлік кескішпен жұмыс істеу қатаң қауіпсіздік протоколдарын талап етеді. Негізгі қауіптерге мыналар жатады:

• Көз және тері зақымдануы:Өнеркәсіптік лазерлер (4-сынып) тікелей немесе шағылысқан сәуледен көзге лезде, тұрақты зақым келтіруі мүмкін.

• Түтіндер:Процесс қауіпті алюминий шаңын тудырады, оны желдету және сүзу жүйесі басып алуы керек.

• Өрт:Қарқынды жылу тұтану көзі болуы мүмкін.

Осы қауіптерді азайту үшін заманауи машиналар толығымен лазермен қауіпсіз қарау терезелерімен қоршалған және операторлар әрқашан лазердің нақты толқын ұзындығына есептелген қауіпсіздік көзілдірігін қоса, тиісті жеке қорғаныс құралдарын (ЖҚҚ) пайдалануы керек.

Қорытынды

Қорытындылай келе, дәлдік пен сапа маңызды болған кезде лазерлік кесу қазір алюминий бөлшектерін жасау үшін ең жақсы таңдау болып табылады. Қазіргі заманғы талшықты лазерлер ескі ақауларды түзетіп, процесті жылдамырақ және сенімдірек етеді. Олар әдетте аз немесе қосымша жұмысты қажет етпейтін үлкен дәлдік пен тегіс жиектерді ұсынады. Сонымен қатар, олар алюминийді берік ұстай отырып, өте аз жылу зақымдайды.

Технология күшті болса да, ең жақсы нәтиже дұрыс құралдар мен білікті операторларды пайдалану арқылы келеді. Қуат, жылдамдық және газ қысымы сияқты параметрлерді реттеу өте маңызды. Сынақ кесулерін іске қосу және машинаны түзету өндірушілерге ең жақсы нәтиже алуға көмектеседі. Осылайша, олар кез келген пайдалану үшін тамаша алюминий бөлшектерін жасай алады.