Хөнгөн цагааныг лазераар зүсэх бүрэн гарын авлага

Та нарийн, нарийн төвөгтэй хөнгөн цагаан эд ангиудыг өөгүй өнгөлгөөтэй үйлдвэрлэхийг хүсч байна уу? Хэрэв та уламжлалт зүсэлтийн аргуудад шаардлагатай хязгаарлалт болон хоёрдогч цэвэрлэгээнээс залхаж байгаа бол лазер зүсэлт нь танд хэрэгтэй дэвшилтэт шийдэл байж магадгүй юм. Энэхүү технологи нь металл үйлдвэрлэлд хувьсгал хийсэн боловч хөнгөн цагаан нь тусгал шинж чанар, өндөр дулаан дамжуулалтаараа өвөрмөц бэрхшээлтэй тулгардаг.

Энэхүү гарын авлагад бид хөнгөн цагааныг лазераар зүсэх талаар мэдэх шаардлагатай бүх зүйлийг судлах болно. Бид үйл явц хэрхэн ажилладаг, гол давуу талууд, зураг төслөөс эхлээд эцсийн хэсэг хүртэлх алхам алхмаар ажлын урсгал, танд шаардлагатай үндсэн тоног төхөөрөмжийг задлан шинжлэх болно. Мөн бид техникийн бэрхшээлүүд болон тэдгээрийг хэрхэн даван туулах талаар авч үзэх бөгөөд ингэснээр та үргэлж төгс зүсэлт хийх боломжтой болно.

Лазераар зүсэх хөнгөн цагаан гэж юу вэ, энэ нь хэрхэн ажилладаг вэ?

Лазер зүсэлт нь өндөр төвлөрсөн гэрлийн цацрагийг ашиглан материалыг гайхалтай нарийвчлалтайгаар зүсдэг контактгүй дулааны процесс юм. Үндсэндээ энэ процесс нь төвлөрсөн энерги ба механик нарийвчлалын төгс синерги юм.

• Гол үйл явц:Лазер үүсгүүр нь хүчирхэг, уялдаа холбоотой гэрлийн цацраг үүсгэх үед энэ үйл явц эхэлдэг. Энэ цацрагийг толь эсвэл шилэн кабелиар дамжуулан машины зүсэх толгой руу чиглүүлдэг. Тэнд линз нь бүхэл цацрагийг хөнгөн цагааны гадаргуу дээрх ганц, микроскопийн цэг дээр төвлөрүүлдэг. Энэхүү энергийн концентраци нь металыг хайлах цэгээс (660.3∘C / 1220.5∘F) шууд халааж, цацрагийн замд байгаа материалыг хайлуулж, ууршуулдаг.

• Туслах хийн үүрэг:Лазер нь хөнгөн цагааныг хайлуулах үед туслах хийн өндөр даралттай тийрэлтэт урсгалыг ижил цоргоор дамжуулдаг. Хөнгөн цагааны хувьд энэ нь бараг үргэлж өндөр цэвэршилттэй азот юм. Энэхүү хийн тийрэлтэт урсгал нь хоёр үүрэгтэй: нэгдүгээрт, хайлсан металлыг зүссэн замаас (керф) хүчээр үлээж гаргаж, дахин хатуурахаас сэргийлж, цэвэрхэн, хог хаягдалгүй ирмэг үлдээдэг. Хоёрдугаарт, энэ нь зүссэн хэсгийг тойрсон хэсгийг хөргөж, дулааны гажуудлыг багасгадаг.

• Амжилтын гол үзүүлэлтүүд:Чанартай тайралт нь гурван чухал хүчин зүйлийг тэнцвэржүүлэх үр дүн юм.

  • Лазерын хүч (Ватт):Хэр их энерги дамжуулж байгааг тодорхойлно. Илүү зузаан материал эсвэл илүү хурдан хурдтай ажиллахад илүү их эрчим хүч шаардлагатай.

  • Таслах хурд:Зүсэгч толгойн хөдөлгөөний хурд. Материалыг хэт халаахгүйгээр бүрэн, цэвэрхэн зүсэлт хийхийн тулд үүнийг хүчин чадалтай төгс тохируулах ёстой.

  • Цацрагийн чанар:Энэ нь цацрагийг хэр нягт төвлөрүүлж болохыг хэлнэ. Өндөр чанартай цацраг нь энергийг үр дүнтэй төвлөрүүлэхэд чухал үүрэгтэй бөгөөд энэ нь хөнгөн цагаан гэх мэт ойлгогч материалыг огтлоход чухал ач холбогдолтой юм.

Лазераар зүсэх хөнгөн цагааны гол давуу талууд

Хөнгөн цагааныг лазераар зүсэх нь плазм эсвэл механик зүсэлт гэх мэт хуучин аргуудаас мэдэгдэхүйц давуу талтай. Үндсэн давуу талууд нь чанар, үр ашиг, материалын хадгалалт гэсэн гурван ангилалд багтдаг.

• Нарийвчлал ба чанар:Лазер зүсэлтийг нарийвчлалаар нь тодорхойлдог. Энэ нь маш хатуу хүлцэлтэй, ихэвчлэн ±0.1 мм (±0.005 инч) доторх эд анги үйлдвэрлэх боломжтой бөгөөд энэ нь нарийн төвөгтэй геометрийг бий болгох боломжийг олгодог. Үүссэн ирмэгүүд нь гөлгөр, хурц бөгөөд бараг цооролтгүй байдаг тул ихэвчлэн гуужуулах эсвэл зүлгэх зэрэг цаг хугацаа их шаарддаг, өртөг өндөртэй хоёрдогч өнгөлгөөний алхмуудыг хийх шаардлагагүй болгодог.

• Үр ашиг ба Хурд: Лазер зүсэгчгайхалтай хурдан бөгөөд үр ашигтай. Нарийхан керф (зүсэлтийн өргөн) нь эд ангиудыг хөнгөн цагаан хуудсан дээр маш ойрхон "үүрлэх" боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь материалын хэрэглээг хамгийн их байлгаж, хаягдлын хаягдлыг эрс багасгадаг. Энэхүү материал болон цаг хугацаа хэмнэх нь туршилтын загвар болон томоохон хэмжээний үйлдвэрлэлийн аль алинд нь үйл явцыг маш зардал багатай болгодог.

• Хамгийн бага дулааны гэмтэл:Дулаан нөлөөлөлд өртсөн бүс (HAZ) нь маш жижиг давуу тал юм. Лазерын энерги маш төвлөрч, маш хурдан хөдөлдөг тул дулаан нь хүрээлэн буй материал руу тархах цаг хугацаагүй байдаг. Энэ нь хөнгөн цагааны зүсэлтийн ирмэг хүртэлх температур болон бүтцийн бүрэн бүтэн байдлыг хадгалдаг бөгөөд энэ нь өндөр гүйцэтгэлтэй эд ангиудад чухал ач холбогдолтой юм. Энэ нь мөн ялангуяа нимгэн хуудсан дээр гажуудал, гажуудлын эрсдлийг бууруулдаг.

Лазер зүсэх үйл явц: Алхам алхмаар гарын авлага

Дижитал файлыг физик хөнгөн цагаан хэсэг болгон хувиргах нь тодорхой, системчилсэн ажлын урсгалыг дагадаг.

1. Дизайн ба бэлтгэл:Энэ үйл явц нь CAD програм хангамж (AutoCAD эсвэл SolidWorks гэх мэт) дээр бүтээгдсэн 2 хэмжээст дижитал дизайнаар эхэлдэг. Энэ файл нь нарийн зүсэх замыг заана. Энэ үе шатанд хэрэглээнд тохирох хөнгөн цагаан хайлш (жишээлбэл, бат бөх чанар нь 6061, хэлбэржих чадвар нь 5052) болон зузааныг сонгоно.

2. Машины тохиргоо:Оператор нь лазер зүсэгчийн суурь дээр цэвэр хөнгөн цагаан хуудас байрлуулдаг. Сонгосон машин нь бараг үргэлж шилэн лазер байдаг, учир нь энэ нь хуучин CO2 лазераас хөнгөн цагаанд хамаагүй илүү үр дүнтэй байдаг. Оператор нь фокуслах линз цэвэр, утаа соруулах систем идэвхтэй байгаа эсэхийг баталгаажуулдаг.

3. Гүйцэтгэл ба чанарын хяналт:CAD файл ачаалагдсан бөгөөд оператор нь зүсэх параметрүүдийг (цахилгаан, хурд, хийн даралт) оруулна. Чухал алхам бол ... гүйцэтгэх явдал юм.туршилтын зүсэлтхаягдал хэсэг дээр. Энэ нь бүрэн ажлыг гүйцэтгэхийн өмнө төгс, хог хаягдалгүй ирмэгийг бий болгохын тулд тохиргоог нарийн тохируулах боломжийг олгодог. Дараа нь автоматжуулсан үйлдвэрлэлийн явцыг тогтвортой байдлыг хянадаг.

4. Боловсруулалтын дараах үе шат:Зүссэний дараа эд ангиудыг хуудаснаас нь салгаж авдаг. Лазераар зүссэн өндөр чанарын ачаар дараах боловсруулалт нь ихэвчлэн хамгийн бага байдаг. Эцсийн шаардлагаас хамааран эд ангийг бага зэрэг цэвэрлэх эсвэл цэвэрлэх шаардлагатай байж болох ч ихэнх тохиолдолд ашиглахад бэлэн болдог.

Техникийн бэрхшээлүүд ба шийдлүүд

Хөнгөн цагааны өвөрмөц шинж чанарууд нь хэд хэдэн техникийн саад бэрхшээлийг дагуулдаг боловч орчин үеийн технологи нь тус бүрт үр дүнтэй шийдэлтэй байдаг.

• Өндөр тусгал:Хөнгөн цагаан нь гэрлийг байгалийн жамаар ойлгодог тул түүхийн хувьд CO2 лазераар зүсэхэд хэцүү болгодог байв.

  Шийдэл:Орчин үеийн шилэн лазерууд нь хөнгөн цагаанаар илүү үр дүнтэй шингээгддэг богино долгионы урттай гэрлийг ашигладаг бөгөөд энэ нь процессыг тогтвортой, найдвартай болгодог.

• Өндөр дулаан дамжуулалт:Хөнгөн цагаан нь дулааныг маш хурдан сарниулдаг. Хэрэв энергийг хангалттай хурдан хүргэхгүй бол дулаан нь огтлохын оронд тархаж, муу үр дүнд хүргэдэг.

  Шийдэл:Өндөр хүчин чадалтай, нягт төвлөрсөн лазер туяа ашиглан материал руу энергийг дамжуулахаас илүү хурдан шахна.

• Оксидын давхарга:Хөнгөн цагаан нь гадаргуу дээрээ хөнгөн цагааны ислийн бат бөх, тунгалаг давхарга үүсгэдэг. Энэ давхарга нь хөнгөн цагаанаас хамаагүй өндөр хайлах цэгтэй байдаг.

  Шийдэл:Лазер нь доорх металлыг зүсэж эхлэхээсээ өмнө энэхүү хамгаалалтын давхаргыг "нэвтлэх" хангалттай нягтралтай байх ёстой.

Зөв тоног төхөөрөмж сонгох нь: Шилэн лазер ба CO2 лазер

Лазерын хоёр төрөл хоёулаа байдаг ч нэг нь хөнгөн цагааны хувьд тодорхой ялагч юм.

Түгээмэл асуултууд (Байнга асуудаг асуултууд)

Хөнгөн цагаан хуудсыг лазераар хэр зузаан зүсэж болох вэ?Энэ нь лазер зүсэгчийн хүчнээс бүрэн хамаарна. Бага хүчин чадалтай машин (1-2 кВт) нь 4-6 мм хүртэл үр дүнтэй ажиллах боломжтой. Өндөр хүчин чадалтай үйлдвэрлэлийн шилэн лазер (6 кВт, 12 кВт ба түүнээс дээш) нь 25 мм (1 инч) ба түүнээс дээш зузаантай хөнгөн цагааныг цэвэрхэн зүсэж чаддаг.

Хөнгөн цагааныг огтлоход азотын хий яагаад зайлшгүй шаардлагатай вэ?Азот бол идэвхгүй хий бөгөөд энэ нь хайлсан хөнгөн цагаантай урвалд ордоггүй гэсэн үг юм. Шахсан агаар эсвэл хүчилтөрөгч ашиглах нь халуун зүссэн ирмэгийг исэлдүүлж, барзгар, харлаж, ашиглахад тохиромжгүй өнгөлгөө үлдээнэ. Азотын үүрэг нь цэвэр механик юм: энэ нь хайлсан металыг цэвэрхэн үлээж, халуун ирмэгийг хүчилтөрөгчөөс хамгаалж, гагнуурын ажилд төгс тохирох тод, гялалзсан өнгөлгөөг бий болгодог.

Хөнгөн цагааныг лазераар огтлох нь аюултай юу?Тийм ээ, аливаа үйлдвэрлэлийн лазер зүсэгчийг ажиллуулах нь хатуу чанд аюулгүй байдлын протокол шаарддаг. Гол аюулууд нь:

• Нүд ба арьсны гэмтэл:Аж үйлдвэрийн лазер (4-р ангилал) нь шууд эсвэл ойсон туяанаас нүдэнд шууд, байнгын гэмтэл учруулж болзошгүй.

• Утаа:Энэ процесс нь агааржуулалт болон шүүлтүүрийн системээр баригдах ёстой аюултай хөнгөн цагаан тоос үүсгэдэг.

• Гал түймэр:Хүчтэй дулаан нь гал асаах эх үүсвэр болж чаддаг.

Эдгээр эрсдлийг бууруулахын тулд орчин үеийн машинууд лазерын хамгаалалттай цонхоор бүрэн хаалттай байдаг бөгөөд операторууд лазерын тодорхой долгионы уртад тохирсон хамгаалалтын шил зэрэг зохих хувийн хамгаалалтын хэрэгсэл (PPE)-ийг үргэлж хэрэглэх ёстой.

Дүгнэлт

Эцэст нь хэлэхэд, нарийвчлал болон чанар хамгийн чухал үед лазер зүсэлт нь хөнгөн цагаан эд анги үйлдвэрлэхэд хамгийн тохиромжтой сонголт болж байна. Орчин үеийн шилэн лазерууд нь хуучин асуудлуудыг зассан тул үйл явцыг илүү хурдан, найдвартай болгосон. Эдгээр нь маш сайн нарийвчлал, гөлгөр ирмэгийг санал болгодог бөгөөд ихэвчлэн нэмэлт ажил бараг шаарддаггүй. Дээрээс нь тэд маш бага дулааны гэмтэл учруулж, хөнгөн цагааныг бат бөх байлгадаг.

Технологи нь хүчтэй ч гэсэн хамгийн сайн үр дүн нь зөв багаж хэрэгсэл, чадварлаг операторуудыг ашигласнаар гардаг. Цахилгаан, хурд, хийн даралт зэрэг тохиргоог тохируулах нь маш чухал юм. Туршилтын зүсэлт хийж, машиныг тохируулах нь үйлдвэрлэгчдэд хамгийн сайн үр дүнд хүрэхэд тусалдаг. Ингэснээр тэд ямар ч хэрэглээнд төгс хөнгөн цагаан эд анги үйлдвэрлэх боломжтой болно.