EN
Kako CNC laserske rezne mašine Rad: Tehnologija i osnovna načela
Definiranje i načelo rada CNC laserskog sečenja
Laserske strojeve koje upravljaju računalnim numeričkim sustavom radaju tako da fokusiraju snažne laserske zrake na materijale kako bi se napravili precizni rezovi. Kad dizajneri stvaraju dijelove pomoću CAD softvera, ti se dizajni prevedu u poseban kod nazvan G-kod koji strojima točno govori gdje se treba pomaknuti i koje funkcije obaviti tijekom rezanja. Unutar stroja, laser rezonator proizvodi vrlo jak zrak. Za lasere s vlaknima, ovaj zrak putuje kroz optička vlakna, dok se sustavi CO2 oslanjaju na procese pražnjenja plina. Onda zrake prolaze kroz sočivo i koncentrišu se na vrlo malu točku na bilo koji materijal koji treba rezati. Na ovom malenom mjestu, razine energije mogu doseći preko milijun vati po kvadratnom centimetru, brzo zagrijavajući materijal dok se ne topi ili čak pretvori u paru upravo uz planiranu liniju rezanja. Da bi stvari funkcionirale glatko, različiti plinovi poput kisika, dušika ili običnog komprimiranog zraka pomažu da se rastopljeni komadi odduše s područja odrezanog, ostavljajući lijevo čiste i bez ružnih mrlja. S CNC tehnologijom koja vodi sve, glava se kreće s nevjerojatnom preciznošću, unutar 0,1 milimetra, što trgovinama omogućuje da stalno proizvode složene oblike.
U slučaju da je to potrebno za uspostavljanje sustava za zaštitu od emisije, za potrebe ovog članka, za sve druge sustave za zaštitu od emisije, za koje se primjenjuje sljedeći opis:
Osnovni tehnički koncepti uključuju:
- Zasjek : Širina materijala uklanjenog tijekom sečenja određena fokusom zraka, valnom dužinom i svojstvima materijala
- Fokusna duljina odstupanje između objektivnog objektiva i površine radnog dijela; ključno za postizanje optimalne gustoće snage
- Pomoćni plin : plin pod pritiskom koji uklanja topljeni materijal iz žlijezda; dušik sprečava oksidaciju na nerđajućem čeliku i aluminiju, dok kisik povećava brzinu rezanja na blažem čeliku
- G-kod/M-kod : Standardizirani programski jezici koji kontroliraju put alatke, brzinu, snagu i pomoćne funkcije
- Način zrake : Modeli raspodjele prostorne energijeTEM režim pružaju najzahtevnije usmjerenost i najveću intenzitet, što je ključno za rezanje finih karakteristika
- Gnijezdo : Optimizacija rasporeda na temelju softvera koja maksimalno koristi materijal i minimizira otpad
- Sustavi hladnjaka za potrebe ovog članka, za sve uređaje za upravljanje temperaturom, koje su opremljene sustavom za upravljanje temperaturom, potrebno je osigurati da su njihova temperatura i temperatura u skladu s zahtjevima iz stavka 3.
Vrste CNC laserskih rezača: U poređenju s vlaknima, CO2 i kristalima
Vlakno-opticni laser protiv CO2 i kristalni laser: talasna dužina, kvaliteta zraka i učinkovitost
Laseri s vlaknima rade u rasponu od 1.060 do 1.080 nm i poznati su po izvrsnoj kvaliteti zraka s vrijednostima M kvadrata ispod 1.1. Također se mogu pohvaliti impresivnom električnom učinkovitostju koja doseže oko 50% i iznimno dobro rade pri sečenju reflektativnih materijala kao što su aluminij i bakar. CO2 laseri rade na mnogo dužim talasnim duljinama od oko 9.400 do 10.600 nm što ih čini odličnim za rad s nemetaličnim materijalima uključujući akril, drvo i kožu. Međutim, ovi sustavi nisu tako učinkoviti na samo 10 do 15% i imaju tendenciju biti izabrljiviji o pravilnom optičkom poravnanju. Laseri na bazi kristala poput Nd: YAG ili Nd: YVO4 koji rade na 1.064 nm mogu nositi širok spektar materijala, ali dolaze s problemima kao što su problemi s toplinskim lećama i trebaju redovne provjere održavanja, što je ograničilo njihovu široku uporabu u proizvodnim okruženjima. Kvalitet laserskog zraka stvarno utječe na to koliko će čisti biti ivice i koliko će široka biti reznica. Laseri od vlakana obično proizvode rezove manji od 0,1 mm na tanjim metalnim listovima, što znači da je mnogo manje završetka nakon početnog rezanja.
Razlika između laserske snage i performansi u različitim vrstama strojeva
Kada je riječ o laserskom sečenju, veća snaga definitivno znači brže rezultate. Na primjer, laserski vlakni od 6 kW može rezati kroz 3 mm nehrđajućeg čelika brzinom od oko 25 m u minuti, što je gotovo tri puta brže od sustava s 4 kW CO2. Ali postoji i problem - ovi moćni sustavi dolaze s znatno višim početnim troškovima i stalnim troškovima održavanja. Laseri od vlakana su dugoročno pouzdaniji, održavaju svoj rad oko 100.000 sati. CO2 cijevi nisu tako sretni, gube oko 2-3% svoje snage svake godine i trebaju zamjenu svake nekoliko godina. Kristalni laseri se suočavaju s još jednim problemom. Kad dostignu razinu snage od oko 3 kW, počinju razvijati toplinske poremećaje koje ograničavaju koliko ih možemo povećati. Stoga proizvođači moraju uzeti u obzir sve te čimbenike prilikom izbora opreme.
- Brzina i troškovi : Fiberni sustavi pružaju veći prijenos na metalu, ali imaju 15~20% veću početnu ulaganje nego usporedljive CO2 strojeve
- Preciznost protiv svestranosti : CO2 izvrsno uređuje organske materijale i reže deblje nemetalne materijale (do 25 mm akril); vlakna dominiraju tankim i srednjim debljinama metala (do 30 mm čelika) s širim tolerancijama
U skladu s člankom 3. stavkom 2.
Kompatibilnost materijala ostaje glavni pokretač u odabiru lasera:
| Vrsta lasera | Metali | Nemetali | Maksimalna debljina |
|---|---|---|---|
| Vlakno | Sredstva za proizvodnju električnih goriva | U slučaju da je proizvodnja materijala u skladu s člankom 6. stavkom 1. | 30 mm (blagog čelika) |
| CO2 | U slučaju da se ne primjenjuje, na primjer, na proizvodnju gume ili gume od gume ili gume, gume ili gume od gume ili gume, gume ili gume od gume ili gume, gume ili gume od gume ili gume, gume ili gume od gume ili gume, gume ili | S druge strane, proizvodi od metala, osim onih iz tarifne kategorije 9402 i 9404 ne smiju biti obuhvaćeni. | s druge strane, za proizvodnju proizvoda iz poglavlja 5 |
| Kristal | S druge vrste | S druge strane, proizvodi iz materijala od plastike, kompozitnih materijala, PCB supstrata | 10 mm (titanij) |
Laseri s vlaknima obrađuju 1 mm nehrđajućeg čelika brzinom od 25 m/min uz pomoć dušika, što je znatno bolje od CO2 u pogledu brzine, kvalitete ivica i potrošnje energije. CO2 zadržava prednosti u detaljnom graviranju i ne-metalnoj proizvodnji debelog presjeka.
Proces CNC laserskog rezanja: od CAD dizajna do gotovog dijela
Korak po korak: CAD modeliranje, CAM programiranje, priprema materijala i postavljanje stroja
Sve počinje stvaranjem CAD modela koji točno definiira kako dio treba izgledati i koje dimenzije treba. Kad su ti digitalni nacrtovi spremni, učitavaju se u CAM softver gdje tehničari postave sve vrste parametara rezanja. Stvari poput razine laserske snage, brzine kretanja glave preko materijala, gdje se nalazi fokalna točka, i koji se pomoćni plin koristi na kojem pritisku ovisi u velikoj mjeri o materijalu s kojim radimo i koliko je debljak. CAM program uzima sve ove informacije i ispumpava optimizirane G-kodove dok također otkriva najbolji način da se dijelovi spoje tako da trošimo što manje materijala. Prije nego što se nešto iseče, neophodna je odgovarajuća priprema materijala. Moramo odabrati pravu vrstu materijala za posao, provjeriti da je lijepo i ravno bez nikakvog deformacije, osigurati da je površina dovoljno čista za rezanje, a zatim sve pravilno osigurati ili vakuumnim usisavanjem ili dobrim starim mehaničkim sponama. Posljednji, ali ne i najmanje važan, je faza zadnjeg postavljanja stroja. Tehnici provode vrijeme provjeravajući je li fokusna udaljenost točno na mjestu, provjeravajući brzinu protoka plina, prilagođavajući udaljenost između šobe i radnog dijela i promatrajući je li hladnjak održava stabilnu temperaturu tijekom cijelog rada.
U skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, za proizvodnju proizvoda iz kategorije C.
Kada se proces rezanja započne, laser ili topi materijal ili ga pretvara u paru slijedeći programirani put G-kodu, dok istovremeno, pomoćni plin pomaže u čišćenju područja rezanja poznate kao "krug". Većina trgovina održava temperaturu hladnjaka oko 20 do 25 stupnjeva Celzijusa zahvaljujući ugrađenim hladnjačima. To održava optičke komponente stabilnim i smanjuje one uznemirujuće toplinske zone, što je posebno važno pri radu s osjetljivim metalnim legurama. Kad se dio reže, ulazi u igru kontrola kvalitete. Tehnici provjeravaju dimenzije koristeći optičke skenere ili one velike CMM strojeve koje svi znamo i volimo. Standardne specifikacije obično ostaju unutar plus ili minus 0,1 milimetra tijekom redovnih proizvodnih serija. Što će se dogoditi? Pa, većina dijelova treba malo čišćenja nakon rezanja. Uobičajeni koraci nakon obrade uključuju uklanjanje greda, okruženje oštih rubova i pasivaciju komponenti od nehrđajućeg čelika kako bi se spriječila korozija. Neki kupci također žele dodatni završetak koji se primjenjuje ovisno o tome što im je potrebno funkcionalno ili samo zbog izgleda. Poliranje daje lijep sjaj, dok prašak štiti od habanja.
Ključne prednosti: preciznost, automatizacija, ne trošenje alata, minimalni otpad i složena geometrija
CNC lasersko sečenje nudi jasne operativne prednosti:
- Preciznost : ponavljivost ispod 0,1 mm i rezolucija značajki na razini mikrona, ne utječe na mehaničko nošenje
- Automatizacija u skladu s člankom 3. stavkom 1.
- Bez nošenja alata : Uklanja troškove potrošnih alata i vremena zastoja povezanih s probojima ili frensiranjem
- Minimalna otkaza : Napredni algoritmi za ugniježđivanje smanjuju otpad materijala za 15~20% u usporedbi s ručnim rasporedom
- Složena geometrija : Omogućuje unutarnje konture, oštre uglove i mikro-oblike nepraktične u konvencionalnom obrađivanju
Industrijske primjene i tehnološki napredak u CNC laserskom sečenju
Uvođenje u proizvodnju, zrakoplovstvo, medicinske uređaje, elektroniku i znakove
CNC lasersko sečenje je vrlo važno u svim vrstama precizne proizvodnje ovih dana. Automobilska industrija ga koristi u dijelovima šasije i HVAC sustavima jer brzo pruža pouzdane rezultate. Za zrakoplovne tvrtke, ova tehnologija reže kroz tvrde materijale kao što su titan i Inconel s nevjerojatnom preciznošću. Oni moraju ispunjavati te stroge standarde AS9100 i održavati tolerancije do oko pola milimetra. Proizvođači medicinskih uređaja također računaju na lasersko rezanje. Razmislite o kirurškim alatima, sitnim stentovima i implantatima napravljenim od posebnih legura gdje čak i najmanji nedostatak može biti opasan. Proizvođači elektroničkih uređaja koriste ultrafini lasere za delikatne radove na fleksibilnim krugovima i stvaranje mikroskopskih rupa u zaštitnim materijalima. U međuvremenu arhitekti i tvorci znakova vole ono što mogu učiniti s metalima i akrilnim materijalima. Laserskim sečenjem mogu napraviti detaljne ukrasne ploče, osvijetljene znakove i jedinstvene fasade zgrada koje bi tradicionalnim metodama bile nemoguće.
AI, automatizacija i integracija pametne proizvodnje u moderne laserske sustave
Današnje CNC laserske strojeve imaju pametne funkcije poput optimizacije AI, stalnog praćenja i samonapravljajućih kontrola koje se uklapaju u poslovanje industrije 4.0. Ugrađena AI gleda sve vrste informacija senzora kao što je kako se laserski zrak ponaša, zapisi o promjenama tlaka plina i što motori rade električno. Na temelju tih podataka, sustav može prilagoditi podešavanja rezanja dok se posao radi i zapravo prepoznati kada dijelovi mogu propasti čak tri dana prije nego što to učine. Ovaj sustav ranog upozorenja smanjuje neočekivane zaustavljanja za oko 30%. Kada je u pitanju kretanje materijala, roboti preuzimaju kontrolu uz pomoć kamera koje ih precizno vode. To omogućuje tvornicama da automatski rade posao od početka do kraja bez ljudske intervencije. Uz ugrađenu internet konekciju, tehničari mogu daljinski provjeriti stanje sustava, potisnuti ažuriranja softvera i pristupiti proizvodnim statistikama pohranjenim u oblaku. Sve te napredne funkcije čine proizvodne linije mnogo fleksibilnijim. Mogu mijenjati između različitih serija proizvoda na brzinu, a istovremeno ispunjavati te stroge standarde kvalitete kao što su zahtjevi ISO 2768 u svakom proizvedenom komadu.
ČESTO POSTAVLJANA PITANJA
Što je CNC lasersko rezanje?
CNC (računalnička numerička kontrola) lasersko sečenje je proces koji koristi snažne laserske zrake, koje kontrolira računalnik, kako bi se preciznije rezali različiti materijali na temelju određenog dizajna.
Koje su vrste CNC laserskih rezača?
Glavne vrste su strojevi za rezanje lasera vlakana, CO2 i kristal, s obzirom na valnu dužinu, učinkovitost i kompatibilnost materijala.
Koji se materijali mogu rezati pomoću CNC laserskih strojeva?
Materijali se kreću od metala kao što su čelik i aluminij do nemetala kao što su akril, drvo i keramika, ovisno o vrsti lasera.
Zašto je CNC lasersko rezanje preferirano u industrijskim primjenama?
CNC lasersko sečenje je omiljeno zbog svoje preciznosti, sposobnosti rukovanja složenim geometrijama, automatizacijskih mogućnosti, minimalne proizvodnje otpada i nedostatka nošenja alata.
