Laserskjæring og andre typer termisk skjæring

Hva er laserskjæring

Ved å bruke en laserstråle med høy effekttetthet for å bestråle materialet som skal kuttes, slik at materialet raskt varmes opp til fordampningstemperaturen, fordampning av dannelsen av hull, med bevegelsen av strålen på materialet, blir hullene kontinuerlig dannet i en smal bredde (som 0,1 mm eller så) av materialet, for å fullføre skjæringen.

Laserskjæringsprosess

Flammekutting

Flammeskjæring er en standardprosess som brukes til å kutte bløtt stål, med oksygen som skjæregass. Oksygen settes under trykk til opptil 6 bar og blåses inn i kuttet. Der reagerer det oppvarmede metallet med oksygenet: forbrenning og oksidasjon begynner. Den kjemiske reaksjonen frigjør en stor mengde energi (opptil fem ganger energien til laseren) for å hjelpe laserstrålen med å skjære.

Gassifiseringsskjæring

Gassifiseringsskjæring fordamper materialet, og minimerer virkningen av termiske effekter på det omkringliggende materialet. Dette kan oppnås ved å bruke en kontinuerlig CO2-laser for å fordampe lav-varme, høy-absorpsjonsmateriale som tynne plastfilmer og ikke-smeltende materialer som tre, papir og skum.
Ultrakorte pulserende lasere gjør at denne teknologien kan brukes på andre materialer. De frie elektronene i metallet absorberer laseren og varmes opp dramatisk. Laserpulsen reagerer ikke med de smeltede partiklene og plasmaet, materialet sublimeres direkte og det er ikke tid for energien å overføres til det omkringliggende materialet i form av varme. Picosecond-pulser fjerner materialet uten synlig termisk effekt, ingen smelting og ingen graddannelse.

Smelteskjæring

Smelteskjæring er en annen standardprosess som brukes ved skjæring av metaller. Den kan også brukes til å kutte andre smeltbare materialer som keramikk. Nitrogen eller argon brukes som skjæregass, og et gasstrykk på 2-20 bar blåses gjennom snittet. Argon og nitrogen er inerte gasser, som gjør at de ikke reagerer med det smeltede metallet i snittet, men bare blåser det bort mot bunnen. Samtidig beskytter de inerte gassene den kuttede kanten mot luftoksidasjon.

Trykkluftskjæring
Trykkluft kan også brukes til å kutte tynne plater. Luft under trykk til 5-6 bar er tilstrekkelig til å blåse bort det smeltede metallet i kuttet. Siden nesten 80 % av luften er nitrogen, er trykkluftskjæring i hovedsak et smeltesnitt.

Plasma-assistert skjæring

Hvis parametrene er riktig valgt, vil en plasmasky vises i den plasma--assisterte smelteskjæringsskjæret. Plasmaskyen består av ionisert metalldamp og ionisert skjæregass. Plasmaskyen absorberer CO2-laserens energi og konverterer den til arbeidsstykket slik at mer energi kobles til arbeidsstykket og materialet vil smelte raskere, noe som resulterer i en raskere skjærehastighet. Av denne grunn kalles denne skjæreprosessen også høy-plasmaskjæring.
Plasmaskyen er faktisk gjennomsiktig med hensyn til faststofflasere-, så plasma-assistert smelteskjæring kan bare gjøres med CO2-lasere.

Laserskjæringsegenskaper

Laserskjæring, sammenlignet med andre termiske skjæremetoder, er generelt preget av høy skjærehastighet og høy kvalitet. Spesielt oppsummert i følgende aspekter.

(1) god skjærekvalitet: på grunn av den lille laserflekken, høy energitetthet, skjærehastighet, slik at laserskjæringen kan få en bedre skjærekvalitet. ① laserskjæresnittet er fint og smalt, de to sidene av slissen er parallelle og vinkelrett på overflaten, dimensjonsnøyaktigheten til de kuttede delene kan nå ± 0,05 mm. ② skjæreoverflaten er ren og vakker, overflateruheten er bare noen få titalls mikron, og til og med laserskjæring kan brukes som den siste prosessen, uten mekanisk bearbeiding, deler kan brukes direkte. (③ materiale etter laserskjæring, den varmepåvirkede sonebredden er veldig liten, ytelsen til materialet nær spalten er også nesten upåvirket, og arbeidsstykkets deformasjon er liten, høy skjærenøyaktighet, spaltens geometri er god, formen på spaltetverrsnittet gir en mer regelmessig rektangulær form.

(2) høy skjæreeffektivitet: på grunn av overføringsegenskapene til laseren, er laserskjæremaskinen generelt utstyrt med en rekke CNC-arbeidsstasjoner, hele skjæreprosessen kan fullt ut realiseres CNC. Operasjon, trenger bare å endre CNC-programmet, kan brukes på forskjellige former for skjæring av deler, både to-dimensjonal kutting, men også for å oppnå tre-dimensjonal kutting.

(3) skjærehastighet: med en effekt på 1200W laserskjæring 2 mm tykk bløtt stålplate, skjærehastighet på opptil 600 cm/min; kutte 5 mm tykk polypropylen harpiksplate, skjærehastighet på opptil 1200 cm/min. materialer i laserskjæringen trenger ikke å klemmes og festes, både for å spare verktøyklemmene, men sparer også hjelpetiden til de øvre og nedre materialene.

(4) ikke-kontaktskjæring: laserskjærebrenner og arbeidsstykke uten kontakt, det er ingen verktøyslitasje. Behandling av forskjellige former av deler, trenger ikke å endre "verktøyet", trenger bare å endre utgangsparametrene til laseren. Laserskjæringsprosessen er lav støy, lav vibrasjon, ingen forurensning.

(5) Skjæring av en rekke materialer: metallmatrisekompositter, lær, tre og fiber. Men for forskjellige materialer, på grunn av deres egne termofysiske egenskaper og forskjellige absorpsjonshastigheter for laseren, ytelse