Лазер зүсэх хөнгөн цагааны бүрэн гарын авлага

Та өөгүй өнгөлгөө бүхий нарийн төвөгтэй хөнгөн цагаан эд ангиудыг үйлдвэрлэхийг хайж байна уу? Хэрэв та уламжлалт зүсэх аргуудад шаардагдах хязгаарлалт, хоёрдогч цэвэрлэгээнээс залхаж байгаа бол лазер хайчлах нь танд хэрэгтэй дэвшилтэт шийдэл байж магадгүй юм. Энэхүү технологи нь металлын үйлдвэрлэлд хувьсгал хийсэн боловч хөнгөн цагаан нь гэрэл тусгадаг шинж чанар, өндөр дулаан дамжуулалтаас шалтгаалан өвөрмөц сорилтуудыг дагуулдаг.

Энэхүү гарын авлагад бид лазер зүсэх хөнгөн цагааны талаар мэдэх шаардлагатай бүх зүйлийг судлах болно. Бид үйл явц хэрхэн явагддаг, гол давуу тал, дизайнаас эхлээд бэлэн хэсэг хүртэлх ажлын явц, танд хэрэгтэй чухал тоног төхөөрөмжийг задлах болно. Мөн бид техникийн сорилтууд болон тэдгээрийг хэрхэн даван туулах талаар авч үзэх бөгөөд ингэснээр та төгс зүсэлт хийх бүртээ хүрэх болно.

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

Лазер зүсэх нь контактгүй дулааны процесс бөгөөд өндөр төвлөрсөн гэрлийн туяа ашиглан материалыг гайхалтай нарийвчлалтайгаар зүсэх явдал юм. Үндсэндээ үйл явц нь төвлөрсөн эрчим хүч, механик нарийвчлал хоёрын төгс синергетик юм.

• Үндсэн үйл явц:Лазер генератор хүчирхэг, уялдаатай гэрлийн туяа үүсгэх үед процесс эхэлдэг. Энэ цацрагийг толин тусгал эсвэл шилэн кабелиар дамжуулан машины зүсэх толгой руу чиглүүлдэг. Тэнд линз нь бүх цацрагийг хөнгөн цагааны гадаргуу дээрх нэг микроскопийн цэг дээр төвлөрүүлдэг. Энэхүү энергийн концентраци нь металыг хайлах цэгээс нь (660.3∘C / 1220.5∘F) даруй халааж, цацрагийн зам дахь материалыг хайлж, ууршуулна.

• Туслах хийн үүрэг:Лазер хөнгөн цагааныг хайлуулах үед өндөр даралтын тийрэлтэт тусламжийн хий нь ижил хошуугаар цацагдана. Хөнгөн цагааны хувьд энэ нь бараг үргэлж өндөр цэвэршилттэй азот юм. Энэхүү хийн тийрэлтэт онгоц нь хоёр үүрэг гүйцэтгэдэг: нэгдүгээрт, хайлсан металыг зүссэн замаас (карф) хүчээр үлээж, дахин хатуурахаас сэргийлж, цэвэр, цоорхойгүй ирмэгийг үлдээдэг. Хоёрдугаарт, энэ нь зүслэгийг тойрсон хэсгийг хөргөж, дулааны гажуудлыг багасгадаг.

• Амжилтанд хүрэх гол үзүүлэлтүүд:Чанартай зүсэлт нь гурван чухал хүчин зүйлийг тэнцвэржүүлсний үр дүн юм:

  • Лазерын хүч (Вт):Хэр их эрчим хүч нийлүүлэхийг тодорхойлдог. Зузаан материал эсвэл илүү хурдтай ажиллахад илүү их хүч шаардагдана.

  • Зүсэх хурд:Зүсэх толгойн хөдөлгөөний хурд. Материалыг хэт халахгүйгээр бүрэн, цэвэрхэн зүсэхийн тулд энэ нь бүрэн хүчин чадалтай тохирч байх ёстой.

  • Цацрагийн чанар:Энэ нь цацрагийг хэр нягт төвлөрүүлж болохыг хэлнэ. Өндөр чанартай цацраг нь эрчим хүчийг үр дүнтэй төвлөрүүлэхэд зайлшгүй шаардлагатай бөгөөд энэ нь хөнгөн цагаан зэрэг цацруулагч материалыг огтлоход маш чухал юм.

Лазер зүсэх хөнгөн цагааны үндсэн ашиг тус

Лазер зүсэх хөнгөн цагааныг сонгох нь плазм эсвэл механик зүсэлт гэх мэт хуучин аргуудаас ихээхэн давуу талтай. Үндсэн ашиг тус нь чанар, үр ашиг, материалын хадгалалт гэсэн гурван ангилалд хуваагдана.

• Нарийвчлал ба чанар:Лазер зүсэлт нь түүний нарийвчлалаар тодорхойлогддог. Энэ нь ихэвчлэн ± 0.1 мм (± 0.005 инч) дотор маш хатуу хүлцэл бүхий хэсгүүдийг үйлдвэрлэж, нарийн төвөгтэй, нарийн төвөгтэй геометрийг бий болгох боломжийг олгодог. Үүссэн ирмэгүүд нь гөлгөр, хурц, бараг цоордоггүй бөгөөд энэ нь ихэвчлэн цаг хугацаа шаардсан, үрэвсэх, зүлгүүрдэх зэрэг зардал ихтэй хоёрдогч өнгөлгөөний үе шатуудыг арилгадаг.

• Үр ашиг ба хурд: Лазер зүсэгчгайхалтай хурдан бөгөөд үр дүнтэй байдаг. Нарийхан ирмэг (зүсэх өргөн) нь эд ангиудыг хөнгөн цагаан хуудсан дээр маш ойрхон байрлуулж, материалын хэрэглээг дээд зэргээр нэмэгдүүлж, хаягдал хаягдлыг эрс багасгадаг гэсэн үг юм. Энэхүү материал, цаг хугацаа хэмнэлт нь прототип болон том хэмжээний үйлдвэрлэлийн аль алинд нь өртөг өндөртэй үйл явцыг бий болгодог.

• Хамгийн бага дулааны гэмтэл:Гол давуу тал нь маш бага дулаанд өртсөн бүс (HAZ) юм. Лазерын энерги маш их төвлөрч, маш хурдан хөдөлдөг тул дулаан нь хүрээлэн буй материал руу тархах цаг хугацаа байдаггүй. Энэ нь зүсэлтийн ирмэг хүртэл хөнгөн цагааны даруу байдал, бүтцийн бүрэн бүтэн байдлыг хадгалдаг бөгөөд энэ нь өндөр гүйцэтгэлтэй бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хувьд маш чухал юм. Энэ нь ялангуяа нимгэн хуудсан дээр эвдрэх, гажилт үүсэх эрсдлийг бууруулдаг.

Лазер зүсэх үйл явц: Алхам алхмаар зааварчилгаа

Дижитал файлыг хөнгөн цагааны физик хэсэг болгон хувиргах нь тодорхой, системтэй ажлын урсгалын дагуу явагддаг.

1. Дизайн ба бэлтгэл:Үйл явц нь CAD програм хангамжид (AutoCAD эсвэл SolidWorks гэх мэт) бүтээсэн 2D дижитал дизайнаас эхэлдэг. Энэ файл нь зүсэх нарийн замыг зааж өгдөг. Энэ үе шатанд хэрэглэхэд тохиромжтой хөнгөн цагааны хайлш (жишээ нь: бат бэхийн хувьд 6061, хэлбэржилтийн хувьд 5052) болон зузааныг сонгоно.

2. Машины тохиргоо:Оператор лазер зүсэгчийн орон дээр цэвэр хөнгөн цагаан хуудсыг байрлуулна. Сонгодог машин нь бараг үргэлж шилэн лазер байдаг, учир нь энэ нь хөнгөн цагааны хувьд хуучин CO2 лазеруудаас хамаагүй илүү үр дүнтэй байдаг. Оператор нь фокусын линз нь цэвэр, утаа зайлуулах систем идэвхтэй байгаа эсэхийг баталгаажуулдаг.

3. Гүйцэтгэл ба чанарын хяналт:CAD файлыг ачаалж, оператор зүсэх параметрүүдийг (хүч, хурд, хийн даралт) оруулдаг. Чухал алхам бол гүйцэтгэх явдал юмтуршилтын зүсэлтхаягдал хэсэг дээр. Энэ нь бүрэн ажлыг гүйцэтгэхээс өмнө төгс, цооролтгүй ирмэгийг олж авахын тулд тохиргоог нарийн тохируулах боломжийг олгодог. Дараа нь автоматжуулсан үйлдвэрлэлийн үйл ажиллагааг тогтвортой байлгахын тулд хянадаг.

4. Дараах боловсруулалт:Зүссэний дараа хэсгүүдийг хуудаснаас гаргаж авдаг. Лазер зүсэлтийн өндөр чанарын ачаар дараах боловсруулалт ихэвчлэн бага байдаг. Эцсийн шаардлагаас хамааран эд анги нь бага зэрэг цэвэрлэх эсвэл цэвэрлэх шаардлагатай байдаг ч ихэнх тохиолдолд тэр даруй ашиглахад бэлэн байдаг.

Техникийн сорилт ба шийдэл

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

• Өндөр тусгал:Хөнгөн цагаан нь байгалийн гэрлийг тусгадаг бөгөөд энэ нь CO2 лазераар огтлоход хэцүү байсан түүхтэй.

  Шийдэл:Орчин үеийн шилэн лазерууд нь хөнгөн цагаанаар илүү үр дүнтэй шингэдэг богино долгионы гэрлийг ашигладаг бөгөөд энэ нь үйл явцыг тогтвортой, найдвартай болгодог.

• Өндөр дулаан дамжуулалт:Хөнгөн цагаан нь дулааныг маш хурдан тараадаг. Хэрэв эрчим хүчийг хангалттай хурдан хүргэхгүй бол халаах нь огтлохын оронд тархаж, үр дүн муутай байдаг.

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

• Оксидын давхарга:Хөнгөн цагаан нь түүний гадаргуу дээр хөнгөн цагаан ислийн хатуу, тунгалаг давхарга үүсгэдэг. Энэ давхарга нь хөнгөн цагаанаас хамаагүй өндөр хайлах цэгтэй байдаг.

  Шийдэл:Доорх металыг огтолж эхлэхээс өмнө лазер нь энэхүү хамгаалалтын давхаргыг "нэвчих" хангалттай хүч чадалтай байх ёстой.

Тоног төхөөрөмжийг зөв сонгох нь: Fiber ба CO2 лазер

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

Түгээмэл асуултууд (Байнга асуудаг асуултууд)

Хэр зузаан хөнгөн цагаан хуудсыг лазераар зүсэх боломжтой вэ?Энэ нь лазер таслагчийн хүчнээс бүрэн хамаарна. Бага чадалтай машин (1-2 кВт) нь 4-6 мм хүртэл үр дүнтэй ажиллах боломжтой. Өндөр хүчин чадалтай үйлдвэрлэлийн шилэн лазерууд (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 нь идэвхгүй хий бөгөөд хайлсан хөнгөн цагаантай урвалд ордоггүй. Шахсан агаар эсвэл хүчилтөрөгч ашиглах нь халуун зүссэн ирмэгийг исэлдүүлж, барзгар, харласан, ашиглах боломжгүй өнгөлгөөг үлдээнэ. Азотын үүрэг нь цэвэр механик: хайлсан металлыг цэвэрхэн үлээж, халуун ирмэгийг хүчилтөрөгчөөс хамгаалж, гагнуур хийхэд тохиромжтой, гялалзсан гялалзсан өнгөлгөөг бий болгодог.

Хөнгөн цагааны лазер зүсэх нь аюултай юу?Тиймээ, аливаа үйлдвэрлэлийн лазер таслагчийг ажиллуулахын тулд аюулгүй байдлын хатуу протоколыг шаарддаг. Гол аюулууд нь:

• Нүд ба арьсны гэмтэл:Аж үйлдвэрийн лазер (4-р анги) нь шууд эсвэл ойсон туяанаас болж нүдийг хоромхон зуур гэмтээж болно.

• Утаа:Уг процесс нь агааржуулалт, шүүлтүүрийн системд баригдах ёстой аюултай хөнгөн цагаан тоос үүсгэдэг.

• Гал:Хүчтэй дулаан нь гал асаах эх үүсвэр байж болно.

Эдгээр эрсдлийг бууруулахын тулд орчин үеийн машинууд нь лазерын хамгаалалттай цонхоор бүрэн хаалттай байдаг бөгөөд операторууд нь лазерын долгионы уртад тохирсон хамгаалалтын шил зэрэг хувийн хамгаалалтын хэрэгслийг үргэлж ашиглах ёстой.

Дүгнэлт

Дүгнэж хэлэхэд, лазер зүсэлт нь нарийвчлал, чанар хамгийн чухал үед хөнгөн цагаан эд анги үйлдвэрлэх хамгийн шилдэг сонголт юм. Орчин үеийн шилэн лазерууд нь хуучин асуудлуудыг засч, үйл явцыг илүү хурдан, найдвартай болгодог. Тэдгээр нь маш их нарийвчлалтай, гөлгөр ирмэгийг санал болгодог бөгөөд ихэвчлэн бага зэрэг нэмэлт ажил шаарддаггүй. Нэмж дурдахад тэдгээр нь хөнгөн цагааныг бат бөх байлгаж, маш бага дулааны гэмтэл учруулдаг.

Технологи нь хүчтэй ч зөв багаж хэрэгсэл, чадварлаг операторуудыг ашигласнаар хамгийн сайн үр дүн гардаг. Эрчим хүч, хурд, хийн даралт зэрэг тохиргоог тохируулах нь маш чухал юм. Туршилтын зүсэлт хийж, машиныг засах нь үйлдвэрлэгчдэд хамгийн сайн үр дүнд хүрэхэд тусалдаг. Ингэснээр тэд ямар ч хэрэглээнд тохиромжтой хөнгөн цагаан эд ангиудыг хийж чадна.