Laserskärning och andra typer av termisk skärning

Vad är laserskärning

Med hjälp av en laserstråle med hög effekttäthet för att bestråla materialet som ska skäras, så att materialet snabbt värms upp till förångningstemperaturen, avdunstning av bildandet av hål, med strålens rörelse på materialet, formas hålen kontinuerligt i en smal bredd (som 0,1 mm eller så) av materialet, för att slutföra skärningen.

Laserskärningsprocess

Flamskärning

Flamskärning är en standardprocess som används för skärning av mjukt stål med syre som skärgas. Syre trycksätts till upp till 6 bar och blåses in i snittet. Där reagerar den uppvärmda metallen med syret: förbränning och oxidation börjar. Den kemiska reaktionen frigör en stor mängd energi (upp till fem gånger laserns energi) för att hjälpa laserstrålen att skära.

Förgasningsskärning

Förgasningsskärning förångar materialet, vilket minimerar inverkan av termiska effekter på det omgivande materialet. Detta kan uppnås genom att använda en kontinuerlig CO2-laser för att förånga material med låg-värme, hög-absorption som tunna plastfilmer och icke-smältande material som trä, papper och skum.
Ultrakorta pulsade lasrar gör att denna teknik kan appliceras på andra material. De fria elektronerna i metallen absorberar lasern och värms upp dramatiskt. Laserpulsen reagerar inte med de smälta partiklarna och plasman, materialet sublimeras direkt och det finns ingen tid för energin att överföras till det omgivande materialet i form av värme. Picosecond-pulser tar bort materialet utan synlig termisk effekt, ingen smältning och ingen gradbildning.

Smältskärning

Smältskärning är en annan standardprocess som används vid skärning av metaller. Den kan också användas för att skära andra smältbara material såsom keramik. Kväve eller argon används som skärgas och ett gastryck på 2-20 bar blåser genom snittet. Argon och kväve är inerta gaser, vilket gör att de inte reagerar med den smälta metallen i skäret utan bara blåser bort den mot botten. Samtidigt skyddar de inerta gaserna skärkanten från luftoxidation.

Tryckluftskärning
Tryckluft kan också användas för att skära tunna plåtar. Lufttrycksatt till 5-6 bar är tillräckligt för att blåsa bort den smälta metallen i snittet. Eftersom nästan 80 % av luften är kväve, är tryckluftskärning i huvudsak ett smältsnitt.

Plasma-assisterad skärning

Om parametrarna är korrekt valda kommer ett plasmamoln att dyka upp i den plasma--assisterade smältskärningsskäret. Plasmamolnet består av joniserad metallånga och joniserad skärgas. Plasmamolnet absorberar CO2-laserns energi och omvandlar den till arbetsstycket så att mer energi kopplas till arbetsstycket och materialet smälter snabbare, vilket resulterar i en snabbare skärhastighet. Av denna anledning kallas denna skärningsprocess även hög-plasmaskärning.
Plasmamolnet är i själva verket genomskinligt med avseende på fasta-lasrar, så plasma--assisterad smältskärning kan endast göras med CO2-lasrar.

Laserskärningsegenskaper

Laserskärning, jämfört med andra termiska skärmetoder, kännetecknas generellt av snabb skärhastighet och hög kvalitet. Specifikt sammanfattat i följande aspekter.

(1) bra skärkvalitet: på grund av den lilla laserpunkten, hög energitäthet, skärhastighet, så att laserskärningen kan få en bättre skärkvalitet. ① laserskärningen är fin och smal, slitsens två sidor är parallella och vinkelräta mot ytan, dimensionsnoggrannheten för de skurna delarna kan nå ± 0,05 mm. ② skärytan är ren och vacker, ytråheten är bara några tiotals mikron, och till och med laserskärning kan användas som den sista processen, utan mekanisk bearbetning, delar kan användas direkt. (③ material efter laserskärning, den värmepåverkade zonens bredd är mycket liten, prestandan hos materialet nära slitsen är också nästan opåverkad, och arbetsstyckets deformation är liten, hög skärnoggrannhet, slitsens geometri är bra, formen på slitsens tvärsnitt ger en mer regelbunden rektangulär form.

(2) hög skäreffektivitet: på grund av laserns transmissionsegenskaper är laserskärmaskinen i allmänhet utrustad med ett antal CNC-arbetsstationer, hela skärprocessen kan genomföras fullt ut CNC. Operation, behöver bara ändra CNC-programmet, kan tillämpas på olika former av skärning av delar, både två-dimensionell skärning, men också för att uppnå tre-dimensionell skärning.

(3) skärhastighet: med en effekt på 1200W laserskärning av 2 mm tjock plåt av mjukt stål, skärhastighet på upp till 600 cm/min; skärning av 5 mm tjock polypropenhartsplatta, skärhastighet på upp till 1200 cm/min. material i laserskärningen behöver inte klämmas och fixeras, både för att spara verktygsklämmorna, men sparar också hjälptiden för de övre och undre materialen.

(4) icke-kontaktskärning: laserskärbrännare och arbetsstycke utan kontakt, det finns inget verktygsslitage. Bearbetning av olika former av delar, behöver inte ändra "verktyget", behöver bara ändra utdataparametrarna för lasern. Laserskärningsprocessen är låg ljudnivå, låg vibration, ingen förorening.

(5) Skärning av en mängd olika material: metallmatriskompositer, läder, trä och fiber. Men för olika material, på grund av deras egna termofysiska egenskaper och olika absorptionshastigheter för lasern, prestanda