Ლაზერული დაჭრის შემთხვევაში, ბოჭკოვანი, CO2 და დიოდური ლაზერები განსხვავდებიან იმით, თუ რა უნდა დაიჭრას და რამდენად ზუსტი უნდა იყოს მუშაობა. ბოჭკოვანი ლაზერები მუშაობს დაახლოებით 1.06 მიკრონზე და ძალიან კარგად ურთიერთქმედებს ლითონებთან, განსაკუთრებით ნახშირბადის გარეშე ფოლადთან, სადაც ის შეძლებს მიაღწიოს ზუსტი დაჭრის 0.05 მმ შუა მარაგში, რადგან ლითონი ძალიან კარგად შთანთქავს ლაზერულ ენერგიას. არალითონის მასალებისთვის, როგორიცაა აკრილის ფირფიტები, CO2 ლაზერები 10.6 მიკრონზე უფრო სუფთა წავლებს იძლევა და შეძლებს დაჭრას 10 მმ-ზე ნაკლები სისქის მქონე მასალას დაახლოებით 20%-ით უფრო სწრაფად, ვიდრე სხვა ვარიანტები. დიოდური ლაზერები არ არის იმდენად ძლიერი, როგორც სხვები, მაგრამ ისინი ქმნიან ძალიან ვიწრო ხაზებს, ზოგჯერ 0.1 მმ-ზე ნაკლები სიგანით, რაც ხდის მათ გამოსაყენებლად მსუბუქი მასალებისთვის, როგორიცაა თხელი ფოლგები და სხვადასხვა პლასტმასები, რომლებიც ხშირად გამოიყენება ელექტრონული კომპონენტების წარმოებაში.
Როდესაც ვხედავთ ლაზერულ სისტემებს, ისინი, რომლებსაც 0,1 მმ დიამეტრის შედარებით უფრო ვიწრო სხივი აქვთ, უკეთ მუშაობენ მაშინ, როდესაც მათ მიუერთდება მაღალი ხარისხის ფოკუსირების ოპტიკა. ასეთი კონფიგურაციები შეიძლება გაზარდოს გავლენის ქვეშ არსებული ზონების შემცირება დაახლოებით 40 პროცენტით, იმ ზონებთან შედარებით, რომლებიც 0,3 მმ უფრო ვიწრო სხივების გამოყენებისას ვხედავთ. ბმული ლაზერები სხვაგვარად მუშაობენ, რადგან მათ აქვთ უფრო მოკლე ტალღები, რომლებიც შეიცავს დაახლოებით 30-ჯერ მეტ ენერგიის სიმკვრივეს, ვიდრე ტრადიციული CO2 ლაზერები. ეს კი მათ უზრუნველყოფს დეტალური მუშაობის შესაძლებლობით თანხმების გასაკეთებლად თანხმის გასაკეთებლად, რომლებიც ერთი მილიმეტრის სისქის ქვემოთაა. თუმცა აქ არსებობს ერთი პირობა. დიოდურ ლაზერებს აქვთ პრობლემები ზოგიერთ მასალასთან, რომლებიც უკან აირეკლებენ სინათლეს. ამ მიზეზის გამო, უმეტესი გამოყენებები რჩება 300 ვატზე დაბალ დონეზე, სადაც სითბო არ იწვევს გადახრას და დეფორმაციები ინარჩუნებს დაახლოებით ხუთ მიკრომეტრად მეტრზე.
500-დან 1000-მდე იმპულსი წამში გამოყენებული ლაზერები ალუმინიუმში დროსის წარმოქმნას 60%-ით ამცირებს, ხოლო დაშვებები ინარჩუნებს ±0,08 მმ დიაპაზონში. როდესაც წარმოების ციკლური ხანგრძლივობა 30%-დან 70%-მდე იზრდება, ზედაპირის დასრულებაშიც ხდება მნიშვნელოვანი გაუმჯობესება. ზედაპირის ხრგოლობა ტიტანის შენადნობებში 3,2 მიკრონიდან 1,6 მიკრონამდე იკლებს ბოლო კვლევების მიხედვით. 6 მმ-ზე თინ ნახშირბადოვანი ფოლადის ნაწილების შემთხვევაში, 1 მილიწამიანი იმპულსების გამოყენებით თითქმის სრულყოფილი მართი კუთხეები მიიღება, რომლებიც მიიღწევს პერპენდიკულარულობის 99%-ს. ასეთი სიზუსტე მნიშვნელოვან როლს თამაშობს ნაწილების წარმოებაში, სადაც უმცირესი გადახრებიც კი ინდუსტრიული გამოყენების პრობლემებს იწვევს.
Სიზუსტის მთავარი ფაქტორები ლაზერის ტიპის მიხედვით
| Პარამეტრი | Ბოჭკოვანი ლაზერი | CO₂ ლაზერი | Დიოდური ლაზერი |
|---|---|---|---|
| Საუკეთესო მასალა | Ასახავ ლითონები | Არალითონები | Თხელი პოლიმერები |
| Სიჩქარე (1 მმ ფოლადი) | 12 მ/წთ | 8 მ/წთ | 3 მ/წთ |
| Კიდის კუთხის გადახრა | ±0.3° | ±0.5° | ±1.2° |
| Ენერგოეფექტურობა | 35% | 15% | 22% |
Მასალის არჩევანს დიდი როლი აკისრია იმ სიზუსტის დონის მისაღწევად, რომელიც ფაქტობრივად შეიძლება მიღწეულ იქნას. როდესაც ვიხილავთ 5-დან 25 მმ-მდე სისქის მასალებს, ჩვეულებრივ ვხედავთ ჭრის გადახრებს, რომლებიც დაახლოებით 15-30 პროცენტით უფრო მეტია ვიდრე თხელი ფურცლები 3 მმ-ზე ნაკლები სისქით. ეს ხდება ძირითადად სხივის გაბნევის პრობლემების და მასალაში სითბოს გავრცელების არაერთგვაროვნების გამო. ლითონები უკეთ ინარჩუნებენ ფორმას, რომლებიც უფრო მჭიდრო დაშვებებს ახასიათებს, რიცხვით პლუს ან მინუს 0.002 დიუმიდან 0.006 დიუმამდე. პოლიმერები კი, პროცესის დროს ხშირად იხრივება. ბოლო კვლევების შედეგები, რომლებიც 2023 წელს გამოქვეყნდა, აჩვენა, რომ 3 მმ-ზე თხელი 304 ნაღდი ფოლადის ნაწილები შეინარჩუნეს პოზიციური სიზუსტე დაახლოებით ±0.0035 დიუმის ფარგლებში. აკრილის მასალებს კი, ასეთივე სისქის შემთხვევაში, უფრო მეტი გარიცხვა დაფიქსირდა, დაახლოებით ±0.007 დიუმი, ძირითადად სითბოს გაფართოების ეფექტების გამო.
Ლითონები, რომლებიც ასახავენ ბევრ სინათლეს, განსაკუთრებით ალუმინი, აბრუნებს ლაზერული ენერგიის დაახლოებით 60-დან 85 პროცენტამდე. ეს ნიშნავს, რომ ოპერატორებმა უნდა გაზარდონ ძალა დაახლოებით 20-დან 40 პროცენტამდე, უბრალოდ იმის მისაღებად, რომ მიიღონ დამაკმაყოფილებელი შედეგი, რაც სამწუხაროდ ამატებს ხარისხზე მასალის გადაჭრის ალბათობას. მაგალითად, მიუხედავად იმისა, რომ მისი თერმული გამტარუნარიანობა 400 ვტ/მკ-ზე მეტია, რაც ხდის ტემპერატურის კონტროლს საკმაოდ რთულს მასალებთან მუშაობისას ტექნიკოსებისთვის. რაც შეეხება პოლიმერებს, როგორიცაა პოლიკარბონატი, აქ სხვა პრობლემა არსებობს. ამ მასალები ხვდებიან ინფრაწითელი სინათლის არათანაბარ ზედაპირზე, რის შედეგადაც წარმოიქმნება არასასურველი გვერდები, როდესაც ხდება ჭრის გაკეთება რვა მილიმეტრზე მეტი სიღრმით. სიკეთისთვის, ბოლო დროს მოხდა ალუმინის ზედაპირისთვის ანტირეფლექტორული საფარის შექმნა. მწარმოებლები აცხადებენ, რომ ეს საფარი ამცირებს სხივის გაბნევას დაახლოებით 40 პროცენტით ზუსტი წარმოების სცენარებში, სადაც თითოეული მიკრონი ითვლება.
| Მასალა | Სისქე (მმ) | Ზომიერი ზუსტი გამოთვლები (±ინჩი) | Კიდის ხარისხი (Ra µin) | Საერთო აპლიკაციები |
|---|---|---|---|---|
| 304 დამაგრებული ფოლადი | 2 | 0.002–0.005 | 32–45 | Მედიცინური ინსტრუმენტები |
| 6061 ალუმინი | 2 | 0.003–0.006 | 55–75 | Ჰაეროსფერული კომპონენტები |
Იდენტური 4 კვტ ფიბრის ლაზერის პირობებში, დამაგრებულმა ფოლადმა 100 ჭრის განმავლობაში შეინარჩუნა ზომის მუდმივობა 98%-იანი დონით, იმის მიხედვით, რომ ალუმინის შემთხვევაში ეს მაჩვენებელი 91%-იან დონეზე იყო. ალუმინის დაბალმა ლღობის ტემპერატურამ გამოიწვია კიდის ნამგლის წარმოქმნა 0.0008" ზომით მაღალი სიჩქარის ჭრისას (>80 მ/წმ).
Ზუსტობა, რომელსაც ლაზერული ჭრის მანქანებში ვხედავთ, დამოკიდებულია მათ მოძრაობის კომპონენტებზე. სერვოძრავების მაგალითად – ახალგაზრდა მოდელები ხელსაწყოებს ამაგრებს დაახლოებით პლუს ან მინუს 5 მიკრომეტრის სიზუსტით. ხოლო ამ პრემიუმ წრფივ გზებზე? ისინი ხახუნის პრობლემებს ამცირებენ 40%-დან 60%-მდე ჩვეულებრივი რელსებთან შედარებით. ჩარჩოც თავისით მნიშვნელოვანია. კარგად მკვეთრი აგებულება შეძლებს დეფლექციის ძალების გამკლავებას, რომლებიც მანქანის აჩქარებისას მიაღწევს დაახლოებით 12 კილონიუტონ მეტრზე. ბოლოდროინდელმა კვლევამ რობოტექნიკის ავტომატური სფეროდან 2024 წელს რაღაც საინტერესო რამ გამოავლინა: იმდენად მრავალი ინდუსტრიული რობოტის გადაადგილება პირდაპირ აისახება ნაწილების ხარისხზე, რომლებიც ამ მაღალი სიზუსტის დამუშავებაში მზადდება. ეს ლოგიკურია, თუ გავითვალისწინებთ იმას, რისი საჭიროება აქვს მწარმოებლებს ამ დღეს მათ მოწყობილობებისგან.
Მაღალი კლასის მანქანების ხველის დამაბრკოლებელი სისტემები შეზღუდავს ჰარმონიული ოსცილაციების ამპლიტუდას <0.8 μm-მდე, რითაც ინარჩუნებს ±0.01 მმ გამეორებადობას. გრანიტის კომპოზიტური ბაზები და აქტიური მასის დამპერები შთანთქავს გარემოს 85–92% ხაჰვის ენერგიას, რაც არიდებს რეზონანსს, რომელიც შესაძლოა გააფართოოს ღეროვან მასალებში ხვრელის სიგანეს 15–30%-ით.
Სხივის მიმართულების სისტემები, რომლებიც ინარჩუნებს <0,03 მმ ფოკალური ლაქის გადახრას, აღწევს ხვრელის სიგანეს 0,1 მმ-ზე ნაკლებს ნაღდი ფოლადში, ხოლო ზედაპირის ხრგილობა (Ra) ქვემოთ 1,6 μm-ზე. მაღალი წნევის დამხმარე აირი (მაქსიმუმ 25 ბარი) ასტაბილურებს პლაზმის წარმოქმნას, რითაც ამცირებს ზედაპირის კონუსობრივობას 70%-ით. სხივის რეალურ დროში მონიტორინგი ასწორებს სიმძლავრის გარდაქმნას 50 მილიწამში, რითაც უზრუნველყოფს ±2% ენერგიის სიმკვრივის ერთგვაროვნებას.
Ზუსტი შედეგების მისაღებად საჭიროა ლაზერის სიმძლავრის სწორად დარეგულირება, რომელიც იბრძვის დაახლოებით 200-დან 6,000 ვატამდე, შესაბამისად გადაადგილების სიჩქარის შეცვლა ნახევარი მეტრისგან წუთში 20 მეტრამდე წუთში და გათვალისწინება მასალის სისქის რეალური მაჩვენებლის. ბოლო კვლევები 2025 წელს ასევე აჩვენა რამდენიმე საინტერესო მომენტი სხვადასხვა ლითონების შესახებ. როდესაც 1 მმ სისქის გაქვთ ნაღდი ფოლადისგან, ოპერატორებმა შეიძლება შეამცირონ ენერგომოხმარობა დაახლოებით 25 პროცენტით ალუმინის მიმართ, იმავე სიჩქარეზე თუ გსურთ დარჩეთ ±0.05 მმ დასაშვები გადახრის ზღვარში. სამი მილიმეტრის ქვეშ მყოფი მასალისთვის, სიჩქარის გაზრდა 10-დან 15 მეტრამდე წუთში დაბალი სიმძლავრის დონის შენარჩუნებით ხელს უწყობს სითბოს ზემოქმედების არეების შემცირებას. თუმცა როდესაც საქმე გვაქვს 10-დან 25 მმ სისქის ფირფიტებთან, ყველაფერი სრულიად იცვლება. აუცილებელი ხდება სიჩქარის შემცირება მხოლოდ 0.5-დან 3 მეტრამდე წუთში პროცესის განმავლობაში სიმძლავრის ზუსტად დარეგულირებული გადახრებით, რათა უზრუნველყოთ სრული გამჭვირვალობა.
Თანამედროვე სისტემები იყენებენ კაპაციტურ სიმაღლის სენსორებს ფოკუსური პოზიციის დინამიურად გასწორებისთვის, კომპენსაციას ახდენს მასალის დახრილობას ჭრის დროს
Მანქანური სწავლების ალგორითმები ანალიზის უწყობს რეალურ დროში მიღებულ მონაცემებს 15-ზე მეტი სენსორიდან (თერმული, ოპტიკური, პოზიციური) პროცესში პარამეტრების გასასწორებლად. 2024 წელს პროცესის ოპტიმიზაციის შესწავლა ნაპოვნი ადაპტიური სისტემები გაუმჯობესებული გვერდის პერპენდიკულარობა 22%-ით ცვალებად-სისქის ნახშირბადის ფოლადში. ეს სისტემები ასევე ამცირებს დამუშავების დროს 65%-ით მატერიალური ბაზის შესაბამისობის და პროგნოზირებადი სიმძლავრის მოდულაციის საშუალებით.
Სპეციალური კონტროლერები ასრულებენ დაახლოებით 10,000 კორექტირებას წამში PID მარყუჟების და ინტერფერომეტრული ვერიფიკაციის გამოყენებით. საუკუნის გზაზე კორექტირება ხდება 4 მიკროწამში გადახრის დაფიქსირებიდან, შეინარჩუნებს პოზიციონირების სიზუსტეს ±5 მიკრონი წამში 25 მ/წმ სიჩქარით მოჭრის დროს.
Ლაზერული მანქანების დაჭრის პროცესი ხშირად იხრება სასურველი ტრაექტორიიდან, თუ ისინი არ გადაიწყეტება ხშირად. ზუსტი ინჟინერიის ინსტიტუტის კვლევები აჩვენებს, რომ ასეთი მანქანები შეიძლება დაკარგოს დაახლოებით ნახევარი მილიმეტრი ზუსტი გაზომვის წელზე გავლენის ქვეშ, როგორიცაა სითბოს ცვლილება და დეტალების დახრომა დროის განმავლობაში. ხშირი შემოწმება ეხმარება ძვირად ღირებული შეცდომების თავიდან ასაცილებლად, რომლებიც გამოწვეულია გავრცელებული პრობლემებით, როგორიცაა დაბინძურებული ლინზები, გადაადგილებული სარკეები და საყრდენების დამწყები მავნე მუშაობა მოწყობილობის გრძელი გამოყენების შედეგად. უბრალოდ საოპტიკო კომპონენტების სუფთა შენარჩუნებასაც მნიშვნელოვანი გავლენა აქვს. ზოგიერთი ტესტირების მიხედვით, ეს მარტივი ნაბიჯი შეიძლება სხივის სტაბილურობას დაახლოებით 18 პროცენტით გაზარდოს, რაც ნიშნავს უფრო სუფთა ჭრის მიღებას, განსაკუთრებით თუ მუშაობთ თხელი ლითონებით, სადაც ზუსტი გაჭრა ყველაზე მნიშვნელოვანია.
Ავტომატური კალიბროვკა ადამიანურ შეცდომას ამცირებს 90%-ით და ხუთჯერ უფრო სწრაფად ასრულებს გასწორებას, ვიდრე ხელით მეთოდები. თუმცა, ხელით კალიბროვკა აუცილებელი რჩება ძველი სისტემებისთვის, რომლებიც საჭიროებენ იტერაციულ დამუშაობას. მაღალი მრავალფეროვნების წარმოების გარემოში ხშირად ირწყმის ორივე მეთოდი: ავტომატიზაცია უზრუნველყოფს ხელახლა აღდგენას, ხოლო კвалиფიციური ტექნიკოსები კი ახორციელებენ მნიშვნელოვან პირობებს.
Თერმული გარდაქმნები ±3°C-ზე მეტი შესაძლოა გადაახაროს ბოჭკოვანი ლაზერის ტალღური სიგრძე, ხოლო 60%-ზე მაღალი ტენიანობა აჩქარებს ლინზების ოქსიდაციას. შესაბამისი ოპერატორის მომზადება ზუსტი გაზომვის დაკარგვას ამცირებს 32%-ით, რადგან გამოცდილი ტექნიკოსები სწრაფად ამჩნევენ პრობლემებს, როგორიცაა დამხმარე აირის გადახრა. საუკეთესო პრაქტიკაში შედის:
ISO 9013:2022 სტანდარტების მიმართულებით მიდევნება განზომილების დასაშვები გადახრების შესანარჩუნებლად ±0,1 მმ-ში, მიუხედავად საწარმო პირობების შეცვლისა.
Მეტალის, განსაკუთრებით ასახავი მეტალების, როგორიცაა ნახშირბადიანი ფოლადი, დაჭრისთვის მაღალ ეფექტურობას სძლევს ბოჭკოვანი ლაზერები.
CO2 ლაზერები არამეტალის მასალების, მაგალითად აკრილის ფირფიტების დაჭრისას უზრუნველყოფს უფრო სუფთა ნაჭრებს და სწრაფ დაჭრას.
Დიოდური ლაზერები ქმნის ამდენად ვიწრო ნაჭრებს, რომლებიც იდეალურად გამოდგება ნაზი მასალებისთვის, როგორიცაა თხელი ფოლგები და სხვადასხვა პლასტმასები, რომლებიც გამოიყენება ელექტრონიკაში.
Სქელი მასალები ხშირად იწვევს გაფართოებულ ნაჭრებს, მაშინ როდესაც უფრო თხელი მასალები შეძლებს შეინარჩუნოს უფრო მჭიდრო დოპუსკები.
Სერვო ძრავები ზუსტად აწესრიგებს ინსტრუმენტებს რამდენიმე მიკრონის ფარგლებში, რითაც აუმჯობესებს დაჭრის პროცესის სიზუსტეს.
Გამარჯვებული ახალიები
RT Laser არის ეროვნულად აღიარებული მაღალტექნოლოგიური საწარმო, რომელიც სპეციალიზირებულია ლაზერული აღჭურვილობის კვლევაში, განვითარებაში, წარმოებასა და გაყიდვაში. ჩვენი ძირითადი პროდუქტები მოიცავს ბოჭკოვანი ლაზერული ჭრის აპარატებს, ხელის ლაზერული შედუღების აპარატებს და მოსახვევ აპარატებს.
№6-8, ბინჰე ინდუსტრიული პარკი, ჯიანგ რაიონი, ჯინან ქალაქი, შანდონგი პროვინცია, ჩინეთი.
Ავტორის უფლება © 2025 RAYTU LASER Technology Co., Ltd. Პრივატულობის პოლიტიკა
EN
