Utangulizi wa Kukata Laser

Kukata laser ni moja ya mazoea ya kawaida katika utengenezaji. Iliyokusudiwa awali kwa mashimo ya kuchimba kwenye almasi hufa, kukata laser kumeenda kwa muda mrefu na sasa inachukuliwa kuwa mojawapo ya njia bora zaidi za kukata kipande cha nyenzo na kuunda bidhaa za kumaliza. Ni teknolojia ambayo hutumiwa sana kwa matumizi tofauti kutoka kwa watengenezaji wakubwa wa viwanda hadi shule na wapenda hobby.

Makala haya yanaingia katika wigo mzima wa ukataji wa leza, ikijumuisha ni nini na jinsi inavyofanya kazi, aina tofauti, vipengele, na matumizi ya ukataji wa leza, na mienendo ya baadaye ya mashine ya kukata leza.

Ni nini

Kukata laser ni mchakato wa kutumia boriti ya laser yenye nguvu ya juu ili kuwasha nyenzo. Kwa kawaida, laser hutumiwa pamoja na mfumo wa kudhibiti mwendo, ambayo huamua jinsi laser inavyosonga juu ya nyenzo. Kukata kwa laser haitumiwi tu kwa matumizi ya viwandani kama vile utengenezaji wa chuma, lakini pia wakati mwingine kwa athari za kisanii kama vile kuchora na kuchora.

Jinsi inavyofanya kazi

Laser hutumia nishati kutoka kwa elektroni ili kutoa mwanga mkali, wa halijoto ya juu, vinginevyo huitwa boriti ya leza. Baada ya kuwasiliana na nyenzo, boriti ya laser inayeyuka haraka uso ili kuunda shimo. Kutoka mahali pa mawasiliano ya awali, leza husogea katika mwelekeo uliopangwa ambao hukata nyenzo kabisa au huleta athari inayotaka. Wakati huo huo, nyenzo zilizoyeyuka hupigwa na mtiririko wa hewa wa kasi. 

Kukata kwa laser ni njia ya kukata mafuta ambayo kwa ujumla hutoa mikato laini na ubora bora, usahihi wa juu, na nyenzo ndogo iliyopotea. Ikilinganishwa na njia za jadi za kukata, kukata laser kunajenga slits nyembamba, ambayo husaidia kuokoa sehemu zaidi za nyenzo. 

Aina za kukata laser

Kukata kwa laser kunaweza kugawanywa katika vikundi vinne: uvukizi wa laser, kuyeyuka kwa laser, O₂ kukata laser, na laser scribing na fracture kudhibitiwa.

1. Laser vaporization 

Laser vaporization hutumia boriti ya laser yenye wiani wa juu kwa nyenzo za joto. Inapogusana, joto la nyenzo huongezeka kwa kasi hadi kiwango chake cha kuchemsha, na nyenzo huanza kuyeyuka ndani ya mvuke. Mvuke huu unapotolewa kwa haraka, kata hutengenezwa kwenye nyenzo. 

Aina hii ya kukata leza inahitaji kiasi kikubwa cha nguvu na msongamano wa nguvu, na hutumiwa zaidi kukata nyenzo nyembamba sana za chuma na nyenzo zisizo za chuma kama vile karatasi, nguo, mbao, plastiki na mpira.

2. Laser kuyeyuka

Kuyeyuka kwa laser hutumia boriti ya leza ili kupasha joto nyenzo kwa haraka na gesi isiyo na vioksidishaji (kama vile Ar, He, N, nk.) ili kumwaga nyenzo iliyoyeyuka. Gesi isiyo ya vioksidishaji hupunjwa kupitia pua kwa shinikizo la juu pamoja na boriti, ambayo inaruhusu nyenzo kutolewa mara moja wakati wa kuwasiliana na boriti.

Kuyeyuka kwa laser hakufanyi metali kuwa mvuke kabisa, na kunahitaji 1/10 pekee ya nishati inayohitajika kwa uvukizi wa leza. Aina hii ya kukata leza hutumiwa hasa kukata nyenzo ambazo hazijaoksidishwa kwa urahisi, au metali amilifu kama vile chuma cha pua, titani, alumini na aloi zake.

3. The₂ kukata laser

O₂ kukata laser hutumia boriti ya laser kupasha joto nyenzo haraka na O₂, gesi ya oksidi, ili kutekeleza nyenzo iliyoyeyuka. Katika O₂ kukata laser, gesi ya oksidi huingiliana na nyenzo ili kusababisha mmenyuko wa oxidation, ambayo hutoa kiasi kikubwa cha joto. Kisha, oksidi iliyoyeyuka na nyenzo iliyoyeyuka hupigwa nje kutoka kwa eneo la majibu, na kusababisha kukatwa kwa nyenzo. Katika suala hili, O₂ kukata laser ni sawa na kukata oxyacetylene.

Kwa sababu mmenyuko wa oxidation katika mchakato wa kukata hutoa joto nyingi, nishati inayohitajika kwa kukata oksijeni ya laser ni nusu tu ya nishati inayohitajika kwa kuyeyuka kwa laser, na kasi ya kukata ni kubwa zaidi kuliko ile ya mvuke ya laser na kuyeyuka kwa laser. 

O₂ ukataji wa leza hutumika zaidi kwa nyenzo za chuma ambazo zinaweza kuoksidishwa kwa urahisi kama vile chuma cha kaboni, chuma cha titanium na chuma kilichotiwa joto.

4. Laser scribing na fracture kudhibitiwa

Kuchambua kwa laser hutumia boriti ya leza yenye msongamano wa juu wa nishati kukagua uso wa nyenzo ya chuma ili kutoa safu ndogo za miti, kwa njia nyingine huitwa "mistari ya mwandishi." Kisha, kiasi fulani cha shinikizo la kudhibiti hutumiwa kwenye uso, na kusababisha nyenzo kupasuka pamoja na mistari ya mwandishi. 

Uandikaji wa laser hutumiwa zaidi kutengeneza kaki za semiconductor, taa za LED, na bidhaa zingine zinazohitaji udhibiti mzuri na usahihi wa hadubini. Kwa hivyo, leza zinazotumiwa kwa kuchambua leza kwa ujumla ni leza zinazobadilishwa na Q na CO₂ lasers.

Vipengele

Ikilinganishwa na njia nyingine za kukata mafuta, kukata laser ni mchakato wa haraka kwa ujumla na hutoa ubora wa juu wa kukata. Kukata laser kuna faida zifuatazo:

1. Ubora wa juu wa kukata: Kutokana na wiani wa juu wa nishati na usahihi wa uhakika wa kuwasiliana na laser, kukata laser hutoa matokeo bora zaidi.

a. Kukata kwa laser kunaunda chale nyembamba sana. Upana uliokatwa unaozalishwa kutokana na kukata leza ni chini ya inchi 0.001, na usahihi wa kipenyo ni sahihi kabisa wa takriban inchi ± 0.0005.

b. Kukata laser huunda kingo laini sana, ambayo inamaanisha inaweza kutumika kama hatua ya mwisho ya uzalishaji bila usindikaji wowote wa ziada wa kiufundi unaohitajika.

c. Kukata laser kunajenga deformation ndogo kwenye workpiece na vigumu huathiri nyenzo karibu na kata. Sura ya mpasuko pia ni ya mstatili mfululizo.

2. Ufanisi wa juu wa kukata: Mchakato mzima wa kukata laser unaweza kudhibitiwa kikamilifu na CNC bila hitaji la kazi yoyote ya mikono. Wakati wa operesheni ya kukata laser, watumiaji wanahitaji tu kusanidi mfumo wa udhibiti wa mwendo. Mipangilio inaweza kutumika kwa maumbo tofauti. Kwa kuongeza, mashine za kukata laser zinaweza kuwa na vifaa vingi vya kazi vya CNC, ambayo inaboresha kwa kiasi kikubwa ufanisi wakati wa kufanya kazi na kazi kubwa au nyingi.

3. Kasi ya kukata haraka: Laser yenye nguvu ya 1200 W inaweza kufikia kasi ya kukata ya 600 cm/min wakati wa kukata sahani ya chuma ya kaboni ya chini ya mm 2. Laser ya nguvu sawa inaweza kufikia kasi ya kukata 1200 cm / min wakati wa kukata bodi ya resin ya polypropen 5 mm nene. Nyenzo hazihitaji kuunganishwa na kudumu wakati wa mchakato wa kukata laser, ambayo inaweza kuzuia uharibifu wa zana zinazotumiwa na kupunguza muda unaohitajika kupakia na kupakua kazi.

4. Kukata laser bila mawasiliano: Mwenge wa kukata hauna mawasiliano yoyote na workpiece, ambayo inahakikisha kuvaa sifuri hadi ndogo kwenye zana zinazotumiwa. Kwa kuongeza, hakuna haja ya kubadilisha zana yoyote ya usindikaji sehemu tofauti na maumbo. Watumiaji wanahitaji tu kubadilisha vigezo vya pato la laser. Mchakato wa kukata laser pia hutoa kelele ya chini, vibration ndogo, na hakuna uchafuzi wa mazingira.

5. Wigo mpana wa maombi: Ikilinganishwa na kukata oxyacetylene na kukata plasma, kukata laser kunafaa kwa aina mbalimbali za vifaa, ikiwa ni pamoja na chuma na zisizo za chuma pamoja na vifaa vya chuma vya chuma na visivyo vya chuma. Nyenzo tofauti zina viwango tofauti vya kufaa kwa ukataji wa laser kwa sababu ya sifa zao tofauti za thermo-kimwili.

matumizi

Wakataji wa laser wengi leo wanadhibitiwa na programu za CNC au hufanywa kuwa roboti za kiotomatiki. Kwa hivyo, kukata laser kunafaa kwa karibu vifaa vyote vya kuunda aina zote za maumbo, ya pande mbili na tatu-dimensional.

Katika uwanja wa utengenezaji wa magari, ukataji wa leza hutumika sana kukata mikondo tata kama vile shuka za mwili, kofia, paa, madirisha ya gari, mirija, vifaa vya mifuko ya hewa, na sehemu zingine mbalimbali. Katika uwanja wa angani, teknolojia ya kukata leza hutumiwa kukata sehemu maalum za anga kama vile mirija ya moto ya injini, fremu za ndege, paneli za mbawa za mkia, rota za helikopta, na mengine mengi.

Teknolojia ya kukata laser pia hutumiwa sana kwa vifaa visivyo vya metali. Kukata kwa laser kunaweza kutumika sio tu kwa nyenzo zenye ugumu wa hali ya juu na wepesi kama vile nitridi ya silicon, keramik, na quartz, lakini pia kwa nyenzo zinazonyumbulika kama vile nguo, karatasi, sahani za plastiki na mpira. 

Mazoea ya baadaye

1. Kukata laser kutaendelea kusukuma mbele mapinduzi ya viwanda.

Kukata laser umeleta faida nyingi za kiuchumi kwa wazalishaji wapya na wa zamani. Sehemu yake ya msingi, chanzo cha mwanga cha laser, ni sehemu muhimu ambayo huamua uwezo wa kukata wa mkataji wa laser.

Zaidi ya miaka 40 iliyopita tangu kuanzishwa kwa laser cutter, maendeleo muhimu zaidi ya kiteknolojia na vyanzo vya mwanga vya laser ni uingizwaji wa mashine za kukata laser za CO2 na kukata laser ya nyuzi. 

Ukiuliza ikiwa kutakuwa na chanzo kipya cha mwanga cha leza ambacho ni cha bei nafuu zaidi kuliko leza za nyuzi, kina utendakazi bora, na hutoa mwangaza bora zaidi, jibu bila shaka ni ndiyo. Lakini ukiuliza ni aina gani ya laser itakuwa, haitawezekana kutoa jibu sahihi sasa. Bila kusema, vyanzo vya mwanga vya laser vinalazimika kuona maendeleo mengi katika siku zijazo.

2. Laser za nyuzi zenye nguvu nyingi zitakuwa nguvu kuu katika soko la mashine ya kukata laser.

Mashine za kukata nyuzi za macho za safu mbali mbali za nguvu zimeleta enzi nzuri ya utengenezaji. Mashine hizi za kukata laser huja katika maumbo na ukubwa tofauti, kila moja ikiwa na kesi zao za matumizi. Hata hivyo, ukifikiria ni aina gani ya mashine ya kukata leza itakayotumika sana katika sekta zote katika siku zijazo, leza ya nyuzinyuzi yenye nguvu nyingi ni dau lililo salama zaidi.

Mashine hizi zinaleta nguvu ya juu, usahihi wa juu, na uwezo mkubwa wa kukata kwa teknolojia ya kukata leza, na zitakuwa na athari kubwa kwenye soko la kukata leza, kulingana na wataalam wa tasnia, wasomi na watumiaji.

Kwa hivyo, idadi kubwa ya watengenezaji wa mashine ya kukata laser yenye nguvu ya juu wanalazimika kuanzisha ushindani mkali wa soko, hatimaye kwa manufaa ya watumiaji. Hii itasukuma bahasha mbele katika suala la udhibiti wa ubora na viwango vya utengenezaji katika siku za usoni, ambapo kampuni zilizo na ubora bora wa bidhaa pekee, uzingatiaji endelevu wa R&D, na ustadi wa teknolojia kuu za ushindani ndizo zinaweza kusalia kileleni.

3. Zama za akili zinakuja.

Maendeleo ya kiteknolojia duniani kote kama vile “Sekta ya 4.0” ya Ujerumani na ongezeko la China la kupitishwa kwa viwanda mahiri ni dalili za wazi za jambo moja: mapinduzi ya nne ya viwanda yanakuja. Na kwa hiyo, enzi ya utengenezaji wa akili itakuja kwa tasnia ya kukata laser. Hii ni pamoja na ujumuishaji mkubwa wa teknolojia ya mtandao, teknolojia ya mawasiliano, na programu ya kompyuta yenye mashine za kukata leza za CNC za usahihi wa hali ya juu. 

Sambamba na hili, uundaji wa mashine za kukata laser otomatiki umeboresha kwa kiasi kikubwa uwezo wa uzalishaji na otomatiki wa warsha za karatasi za chuma. Kama njia ya usahihi, mashine za kukata leza bila shaka zitatumia uwezo wa mawasiliano wa mtandao uliotengenezwa nyumbani kuwasiliana na mashine mbalimbali katika viwanda vya chuma vya karatasi, ikiwa ni pamoja na mistari ya kufungua karatasi, mashine za kupinda, mashine za kuchomwa za CNC, vitengo vya pamoja vya kulehemu (riveting), mashine za kulipua na mistari ya kupaka.

Vifaa vingine vilivyopachikwa katika mpango wa umoja wa uzalishaji, kazi, na mfumo wa usimamizi wa tathmini vitakuwa muhimu kwa usimamizi wa warsha ya karatasi pia. Matokeo yake, idadi kubwa ya laser kukata mashine watengenezaji watabadilika polepole kuwa wakandarasi wa utengenezaji wa chuma katika siku zijazo.

Chanzo kutoka stylecnc.com

Kanusho: Maelezo yaliyoelezwa hapo juu yametolewa na stylecnc independentiy ya Chovm.com. Chovm.com haitoi uwakilishi na dhamana kuhusu ubora na uaminifu wa muuzaji na bidhaa.