Највиши водич за ЦНЦ ласерске резачке машине: прецизност, снага и профитабилност

Како CNC laserske mašine za rezanje Рад: Технологија и основна начела

Дефиниција и принцип рада ЦНЦ ласерског сечења

Ласерске резаче које управљају рачунарски нумерички системи радију тако што фокусирају снажне ласерске зраке на материјале како би направили прецизне резе. Када дизајнери стварају делове помоћу ЦАД софтвера, ови дизајнери се преведу у посебан код који се зове Г-код и који машине тачно говори где да се креће и које функције треба да обавља током операција сечења. Унутар машине, ласерски резонатор производи веома јаку светлост. За ласере од влаконца, овај зрак путује кроз оптичка влакана док се системи ЦО2 ослањају на процесе гасног испуштања. Струја затим пролази кроз сочу и концентрише се на изузетно малу тачку на било који материјал који треба резати. На овом малом месту ниво енергије може достићи преко милион вата по квадратном центиметру, брзо загревајући материјал док се не растопи или чак прерасте у пару у складу са планираним резом. Да би се ствари одржавале гладко, различити гасови као што су кисеоник, азот или само обичан компресиони ваздух помажу да се топљени делови одвоје са стварног подручја резања, остављајући иза себе уређене ивице без било каквих грубих тачака. Са ЦНЦ технологијом која управља свем, глава за сечење се креће са невероватном прецизношћу, у оквиру око 0,1 милиметара, омогућавајући продавницама да стално производе сложене облике.

Основни технички термини: Керф, фокусна удаљеност, помоћни гас, Г-код/М-код, режим зрака, система за гнезданње и хладнице

Кључни технички концепти укључују:

• Керф : Ширина материјала који се уклања током сечењаопредељена фокусом зрака, таласном дужином и својствима материјала
• Фокална дужина : Растојање између фокусирање леће и површине радног комада; критичан за постизање оптималне густине снаге
• Помоћни гас : Гас под притиском који уклања топљен материјал из коцке; азот спречава оксидацију на нержавом чељусту и алуминијуму, док кисеоник повећава брзину сечења на блаком чељусту
• Г-код/М-код : Стандардизовани програмски језици који контролишу пут алата, брзину, снагу и помоћне функције
• Režim zraka : Пространски модел расподеле енергијеТЕМ режим пружа најтежу фокус и највећи интензитет, неопходан за резање финих карактеристика
• Гнездање : Оптимизација распореда заснована на софтверу која максимизује коришћење материјала и минимизује остатак
• Системи са хладњаком : Прецизни уређаји за контролу температуре који одржавају ласерски извор и оптику у оквиру ± 0,5 °C како би се осигурала стабилност зрака и дуготрајна понављаност

Типови ЦНЦ ласерских машина за сечење: фибра, ЦО2 и кристал упоређивани

Фибра против ЦО2 против кристалног лазера: таласна дужина, квалитет зрака и ефикасност

Ласери од влакана раде у распону од 1.060 до 1.080 нм и познати су по одличном квалитету зрака са вредностима М квадрата испод 1.1. Они такође имају импресивну електричну ефикасност која достиже око 50% и изузетно добро раде када сече рефлективни материјали као што су алуминијум и бакар. Ласери СО2 раде на много дужим таласним дужинама око 9.400 до 10.600 нм што их чини одличним за рад са неметалним материјалима, укључујући акриле, дрво и кож. Међутим, ови системи нису тако ефикасни са само 10 до 15% и имају тенденцију да буду избирљивији у вези са правилним оптичким поравнањем. Ласери на бази кристала као што су Nd: YAG или Nd: YVO4 који раде на 1.064 nm могу да се баве широком разноликошћу материјала, али долазе са проблемима као што су проблеми са топлотним лећима и морају редовно проверавати одржавање, што је ограничило њихову широко распрострањену употребу Квалитет ласерског зрака заиста утиче на то колико ће очиштене ивице бити чисте и колико ће широк бити рез. Ласери од влакана обично производе резе теже од 0,1 мм на танкијим металним листовима, што значи да је потребно много мање завршног рада након што се направи први рез.

Ласерска снага и перформансе компромиса у различитим типовима машина

Када је реч о ласерском сечењу, већа снага дефинитивно значи брже резултате. На пример, ласер од 6 кВт може да сече 3 мм нерђајућег челика са брзином од око 25 метара у минути, што је скоро три пута брже од система од 4 кВт. Али постоји и улов - ови моћни системи долазе са знатно вишим претходним трошковима и текућим трошковима за одржавање. Ласери од влакана имају тенденцију да буду поузданији у дугорочном периоду, одржавајући своју перформансу око 100.000 сати. ЦО2 цеви нису толико срећни, губе око 2-3% своје снаге сваке године и морају да се замењују сваке неколико година. Кристални ласери се суочавају са другим проблемом. Када достигну ниво снаге од око 3 кВт, почеће да развијају топлотне деформације које ограничавају колико их можемо повећати. Зато произвођачи морају да претеже све ове факторе приликом избора своје опреме.

• Брзина у односу на трошкове : Систем фибре пружа већи проток на метале, али има 1520% већу почетну инвестицију од компарабибибилних машина за ЦО2
• Прецизност против свестраности : ЦО2 је одличан у гравирању органских материјала и сечењу дебљих неметала (до 25 мм акрила); влакна доминирају танке до средње дебљине метала (до 30 мм челика) са тежим толеранцијама

Компатибилност материјала и капацитет дебљине по типу ласера

Компатибилност материјала остаје главни покретач у избору ласера:

Ласери од влакана обрађују 1 мм нерђајућег челика брзином од 25 м/мин уз помоћ азота, што је далеко боље од ЦО2 у брзини, квалитету иже и потрошњи енергије. ЦО2 задржава предности у детаљном гравирању и дебљим неметалним пресекма.

Процес ЦНЦ ласерског сечења: од ЦАД дизајна до готовог делова

Корак по кораку: ЦАД моделирање, ЦАМ програмирање, припрема материјала и поставка машине

Све почиње стварањем ЦАД модела који тачно дефинише како би део требало да изгледа и које димензије треба. Када су ови дигитални планови спремни, они се учитавају у ЦАМ софтвер где техничари постављају све врсте параметара за сечење. Ствари као што су ниво ласерске снаге, колико брзо се глава креће преко материјала, где се налази фокусна тачка, и каква врста помоћног гаса се користи на ком притиску зависи у великој мери од материјала са којим радимо и колико је дебљи. CAM програм узима све ове информације и излива оптимизоване инструкције за Г-код, а истовремено проналази и најбољи начин да се делови померају заједно тако да губимо што мање материјала. Пре него што се нешто исече, неопходна је одговарајућа припрема материјала. Морамо изабрати праву категорију материјала за посао, проверити да ли је лепо и равно без било каквих деформација, уверити се да је површина довољно чиста за сечење, а затим све правилно задржити или вакуумним усисавањем или добрим старим механичким запчама. Последња, али не и најмање важна фаза је финална фаза постављања машине. Техници проводе време проверавајући да ли је фокусна удаљеност на месту, проверавајући брзину пролаза гаса, прилагођавајући удаљеност између млазнице и радног комада и посматрајући да ли хладилник одржава стабилну температуру током целог рада.

Степени резања, хлађења, инспекције и постпроцесинга

Када се процес сечења почне, ласер или топи или претвара материјал у пару следећи програмирани Г-код пут, док истовремено, помоћни гас помаже у чишћењу подручја сечења познатог као реза. Већина продавница одржава температуру хладног течности око 20 до 25 степени Целзијуса захваљујући уграђеним хладницима. То одржава оптичке компоненте стабилним и смањује те узнемирујуће топлоте погођене области, посебно важно када се ради са нежним металним легурама. Када се део исече, у игру улази контрола квалитета. Техници проверују димензије користећи оптичке скенере или оне велике ЦММ машине које сви знамо и волимо. Стандардне спецификације обично остају у оквиру плюс или минус 0,1 милиметар током редовних производних серија. Шта ће се догодити? Па, већини делова треба да се чисти после сечења. Уобичајени кораци за пост-процесурање укључују уклањање бура, заобљачање оштрих ивица и пасивирање компоненти од нерђајућег челика како би се спречила корозија. Неки купци желе и додатне завршне делове у зависности од тога шта им је потребно функционално или само због изгледа. Полирање даје добар сјај, док прах за покривање пружа заштиту од хабања.

Кључне предности: Прецизност, аутоматизација, нема знојања алата, минимални отпад и сложена геометријска способност

ЦНЦ ласерска резања нуди различите оперативне предности:

• Прецизност : Поновљивост под 0,1 mm и резолуција карактеристика на микрону нивоу, не утичу на механичко зношење
• Аутоматизација : Интеграција са роботизованим пуњењем/испуштањем и МЕС платформима подржава производњу са гашење светла
• Без зноја од алата : Уклоњује трошкове потрошљивих алата и времена одмора повезана са прободним штампама или фрезирањем
• Минимални отпад : Напређени алгоритми за гнезданје смањују остатак материјала за 1520% у поређењу са ручним распоредом
• Složena geometrija : Омогућава унутрашње контуре, оштре углове и микро-облике непрактичне са конвенционалном обрадом

Индустријске апликације и технолошки напредак у ЦНЦ ласерском сечењу

Апликације у производњи, ваздухопловству, медицинским уређајима, електроници и значењу

ЦНЦ ласерско сечење је прилично неопходно у свим врстама прецизне производње ових дана. Аутомобилска индустрија га широко користи за ствари као што су делови шасије и ХВЦ системи јер пружа поуздане резултате брзо. За авио-космичке компаније, ова технологија сече кроз тешке материјале као што су титан и инконел са невероватном прецизношћу. Они морају да испуњавају строге стандарде AS9100 и да одржавају толеранције до пола милиметра. Произвођачи медицинских уређаја такође рачунају на ласерско сечење. Размислите о хируршким алатима, малим стентима и имплантима направљеним од специјалних легура у којима чак и најмања несавршеност може бити опасна. Произвођачи електроника користе ултрафине ласере за деликатан рад на флексибилним колама и стварање микроскопских рупа у заштитним материјалима. У међувремену, архитекти и произвођачи знакова воле оно што могу да ураде са металима и акрилима. Ласерским сечањем могу да израде детаљне декоративне плоче, осветљене знакове и јединствене фасаде зграда које би биле немогуће са традиционалним методама.

ИИ, аутоматизација и интелигентна производња у модерним ласерским системима

Данас су ЦНЦ ласерске машине пуне паметних функција као што су оптимизација АИ, константно праћење и само-налагођивање контроле које се уклапају у индустрију 4.0. Уграђена вештачка интелигенција гледа све врсте сензорских информација као што су како ласерски зрак ради, записи о променама притиска гаса и шта мотори раде електрично. На основу ових података, систем може да прилагоди подешавања резања док се посао ради и заправо открије када делови могу да пропаду чак три дана пре него што то учине. Овај систем раног упозорења смањује неочекиване заустављања за око 30%. Када је реч о кретању материјала, роботи преузимају контролу уз помоћ камера које их прецизно воде. То омогућава фабрикама да раде аутоматски од почетка до краја без људске интервенције. Са уграђеном интернет повезивањем, техничари могу да провере стање система удаљено, да подстакну ажурирање софтвера и да приступе статистичким подацима о производњи који су складиштени у облаку. Све ове напредне функције чине производне линије много флексибилнијим. Они могу да се мењају између различитих партија производа на лету, а истовремено испуњавају те строге стандарде квалитета као што су ИСО 2768 захтеви у сваком производном комаду.

Често постављене питања

Шта је ЦНЦ ласерско сечење?

Ласерско сечење ЦНЦ-ом (компјутерска нумеричка контрола) је процес који користи моћне ласерске зраке, које контролише рачунар, како би се прецизно резали у различитим материјалима на основу одређеног дизајна.

Које су врсте ЦНЦ ласерских машина за сечење?

Основне врсте су машине за резање ласера за влакна, ЦО2 и Кристал, свака има различите предности у погледу таласне дужине, ефикасности и компатибилности материјала.

Који материјали се могу сећи помоћу ЦНЦ ласерских машина?

Материјали се крећу од метала као што су челик и алуминијум до неметала као што су акрил, дрво и керамика, у зависности од типа ласера.

Зашто је ЦНЦ ласерско сечење пожељно у индустријским апликацијама?

ЦНЦ ласерска сечење је омиљено због своје прецизности, способности да се носи са сложеним геометријом, могућности аутоматизације, минималне производње отпада и нема зноја алата.