Алюминийді лазермен кесуге арналған толық нұсқаулық

Сіз дәл, күрделі алюминий бөлшектерін мінсіз әрлеумен жасағыңыз келе ме? Егер сіз дәстүрлі кесу әдістерімен талап етілетін шектеулер мен екінші реттік тазалаудан шаршасаңыз, лазерлік кесу сізге қажетті озық шешім болуы мүмкін. Бұл технология металл өндірісінде төңкеріс жасады, бірақ алюминий өзінің шағылыстырғыш табиғаты мен жоғары жылу өткізгіштігіне байланысты ерекше қиындықтар туғызады.

Бұл нұсқаулықта біз алюминийді лазерлік кесу туралы білуіңіз керек барлық нәрсені қарастырамыз. Біз процестің қалай жұмыс істейтінін, негізгі артықшылықтарын, жобалаудан бастап дайын бөлшекке дейінгі кезең-кезеңімен жұмыс процесін және сізге қажетті негізгі жабдықтарды егжей-тегжейлі қарастырамыз. Сондай-ақ, біз техникалық қиындықтарды және оларды қалай жеңуге болатынын қарастырамыз, бұл сіздің әрқашан мінсіз кесуге қол жеткізуіңізді қамтамасыз етеді.

Алюминиймен лазерлік кесу дегеніміз не және ол қалай жұмыс істейді?

Лазерлік кесу – материалдарды керемет дәлдікпен кесу үшін жоғары концентрацияланған жарық сәулесін пайдаланатын жанаспайтын термиялық процесс. Негізінде, бұл процесс шоғырланған энергия мен механикалық дәлдік арасындағы тамаша синергия болып табылады.

• Негізгі процесс:Процесс лазер генераторы қуатты, когерентті жарық сәулесін жасаған кезде басталады. Бұл сәуле айна немесе талшықты-оптикалық кабель арқылы машинаның кесу басына бағытталады. Онда линза бүкіл сәулені алюминий бетіндегі бір микроскопиялық нүктеге бағыттайды. Бұл энергия концентрациясы металды балқу температурасынан (660,3∘C / 1220,5∘F) лезде қыздырады, бұл сәуле жолындағы материалдың еріп, булануына әкеледі.

• Көмекші газдың рөлі:Лазер алюминийді балқытқан кезде, сол форсунка арқылы көмекші газдың жоғары қысымды ағыны жіберіледі. Алюминий үшін бұл әрқашан дерлік жоғары тазалықтағы азот. Бұл газ ағынының екі қызметі бар: біріншіден, ол балқытылған металды кесілген жолдан (керф) күшпен үрлейді, оның қайта қатуына жол бермейді және таза, қоқыссыз жиек қалдырады. Екіншіден, ол кесілген жердің айналасындағы аймақты салқындатады, бұл жылу бұрмалануын азайтады.

• Табысқа жетудің негізгі параметрлері:Сапалы кесу үш маңызды фактордың тепе-теңдігінің нәтижесі болып табылады:

  • Лазер қуаты (Ватт):Қанша энергия берілетінін анықтайды. Қалың материалдар немесе жылдамырақ жылдамдық үшін көбірек қуат қажет.

  • Кесу жылдамдығы:Кесу басының қозғалу жылдамдығы. Материалды қыздырмай, толық, таза кесуді қамтамасыз ету үшін бұл қуатқа толық сәйкес келуі керек.

  • Сәуле сапасы:Сәуленің қаншалықты тығыз шоғырланатынын білдіреді. Жоғары сапалы сәуле энергияны тиімді шоғырландыру үшін өте маңызды, бұл алюминий сияқты шағылыстырғыш материалды кесу үшін өте маңызды.

Алюминийді лазермен кесудің негізгі артықшылықтары

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

• Дәлдік және сапа:Лазерлік кесу оның дәлдігімен анықталады. Ол өте тығыз төзімділік шегіне ие бөлшектерді шығара алады, көбінесе ±0,1 мм (±0,005 дюйм) шегінде, бұл күрделі және күрделі геометрияларды жасауға мүмкіндік береді. Нәтижесінде пайда болған жиектер тегіс, өткір және іс жүзінде кеуектерсіз болады, бұл көбінесе қауырсынды кетіру немесе тегістеу сияқты уақытты қажет ететін және қымбат қайталама өңдеу қадамдарының қажеттілігін жояды.

• Тиімділік және жылдамдық: Лазерлік кескіштерөте жылдам және тиімді. Тар керф (кесу ені) бөлшектерді алюминий парағына бір-біріне өте жақын «орналастыруға» мүмкіндік береді, бұл материалды пайдалануды барынша арттырады және қалдықтарды айтарлықтай азайтады. Бұл материал мен уақытты үнемдеу процесті прототиптеу және ірі көлемді өндіріс үшін өте тиімді етеді.

• Минималды жылу шығыны:Негізгі артықшылығы - өте кішкентай жылу әсер ететін аймақ (HAZ). Лазердің энергиясы өте шоғырланған және өте тез қозғалатындықтан, жылудың қоршаған материалға таралуына уақыты жоқ. Бұл алюминийдің беріктігін және құрылымдық тұтастығын кесудің шетіне дейін сақтайды, бұл жоғары өнімді компоненттер үшін өте маңызды. Сондай-ақ, әсіресе жұқа парақтарда деформациялану және бұрмалану қаупін азайтады.

Лазерлік кесу процесі: қадамдық нұсқаулық

Сандық файлды физикалық алюминий бөлігіне түрлендіру айқын, жүйелі жұмыс процесін ұстанады.

1. Дизайн және дайындау:Процесс CAD бағдарламалық жасақтамасында (мысалы, AutoCAD немесе SolidWorks) жасалған 2D сандық дизайннан басталады. Бұл файл нақты кесу жолдарын белгілейді. Бұл кезеңде қолдану үшін дұрыс алюминий қорытпасы (мысалы, беріктік үшін 6061, пішіндеу үшін 5052) және қалыңдығы таңдалады.

2. Машинаны орнату:Оператор лазерлік кескіштің төсегіне таза алюминий парағын салады. Таңдалған машина әрқашан дерлік талшықты лазер болып табылады, себебі ол ескі CO2 лазерлеріне қарағанда алюминий үшін әлдеқайда тиімді. Оператор фокустау линзасының таза және түтін шығару жүйесінің белсенді екеніне көз жеткізеді.

3. Орындау және сапаны бақылау:CAD файлы жүктеледі, ал оператор кесу параметрлерін (қуат, жылдамдық, газ қысымы) енгізеді. Маңызды қадам - ​​​​орындаусынақ кесуқалдық бөлігінде. Бұл толық жұмысты бастамас бұрын мінсіз, қоқыссыз жиекке қол жеткізу үшін параметрлерді дәл реттеуге мүмкіндік береді. Содан кейін автоматтандырылған өндіріс процесінің бірізділігі бақыланады.

4. Өңдеуден кейінгі:Кесуден кейін бөлшектер парақтан алынады. Лазермен кесудің жоғары сапасының арқасында кейінгі өңдеу әдетте минималды болады. Соңғы талаптарға байланысты бөлшекті аздап тегістеу немесе тазалау қажет болуы мүмкін, бірақ көп жағдайда ол бірден пайдалануға дайын болады.

Техникалық қиындықтар мен шешімдер

Алюминийдің ерекше қасиеттері бірнеше техникалық кедергілерді тудырады, бірақ қазіргі заманғы технология әрқайсысы үшін тиімді шешімдер ұсынады.

• Жоғары шағылысу:Алюминий табиғи түрде жарықты шағылыстырады, бұл тарихи тұрғыдан CO2 лазерлерімен кесуді қиындатты.

  Шешімі:Қазіргі заманғы талшықты лазерлер алюминиймен әлдеқайда тиімді сіңірілетін қысқа толқын ұзындығын пайдаланады, бұл процесті тұрақты және сенімді етеді.

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

  Шешімі:Материалға энергияны оны өткізіп жібергеннен гөрі тезірек айдау үшін жоғары қуатты, тығыз фокусталған лазер сәулесін пайдаланыңыз.

• Оксид қабаты:Алюминий бетінде лезде берік, мөлдір алюминий оксиді қабатын түзеді. Бұл қабаттың балқу температурасы алюминийдің өзіне қарағанда әлдеқайда жоғары.

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

Дұрыс жабдықты таңдау: талшықты лазерлер және CO2 лазерлері

Лазердің екі түрі де болғанымен, біреуі алюминий үшін айқын жеңімпаз болып табылады.

Жиі қойылатын сұрақтар (Жиі қойылатын сұрақтар)

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

Неліктен азот газы алюминийді кесу үшін маңызды?Азот - инертті газ, яғни ол балқытылған алюминиймен әрекеттеспейді. Сығылған ауаны немесе оттегіні пайдалану ыстық кесілген жиектің тотығуына әкеліп, кедір-бұдыр, қарайған және пайдалануға жарамсыз бет қалдырады. Азоттың рөлі таза механикалық: ол балқытылған металды таза түрде үрлеп, ыстық жиекті оттегіден қорғайды, нәтижесінде дәнекерлеуге өте ыңғайлы жарқын, жылтыр бет пайда болады.

Алюминиймен лазерлік кесу қауіпті ме?Иә, кез келген өнеркәсіптік лазерлік кескішті пайдалану қатаң қауіпсіздік хаттамаларын 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:Бұл процесс желдету және сүзу жүйесімен ұсталуы керек қауіпті алюминий шаңын тудырады.

• Өрт:Қатты жылу тұтану көзі болуы мүмкін.

Бұл тәуекелдерді азайту үшін заманауи құрылғылар лазерден қорғалған көру терезелерімен толығымен қоршалған, ал операторлар әрқашан тиісті жеке қорғаныс құралдарын (ЖҚҚ), соның ішінде лазердің нақты толқын ұзындығына арналған қорғаныс көзілдіріктерін 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 мәселелерді шешті, бұл процесті жылдамдатады және сенімді етеді. Олар әдетте аз немесе мүлдем қосымша жұмысты қажет етпейтін керемет дәлдік пен тегіс жиектерді ұсынады. Сонымен қатар, олар өте аз жылу зақымын келтіреді, алюминийдің беріктігін сақтайды.

Технология мықты болғанымен, ең жақсы нәтижелер дұрыс құралдар мен білікті операторларды пайдалану арқылы алынады. Қуат, жылдамдық және газ қысымы сияқты параметрлерді реттеу өте маңызды. Сынақ кесулерін жүргізу және машинаны реттеу өндірушілерге ең жақсы нәтижеге қол жеткізуге көмектеседі. Осылайша, олар кез келген мақсатқа арналған мінсіз алюминий бөлшектерін жасай алады.