Როგორ აირჩიოთ მილის ლაზერული ჭრის მანქანები სხვადასხვა მილის მასალისთვის?

Მასალის თავსებადობა და მისი გავლენა Მილის ლაზერული დაჭრის შედეგებზე

Გავრცელებული მილის მასალები, რომლებიც თავსებადია ლაზერულ მილის დაჭრასთან (ნაღმი, ალუმინი, ლатუნი, სამშენი, ტიტანი)

Ბოჭკოვანი ლაზერული მანქანები კარგად მუშაობს ხუთ ძირეულ მეტალთან. გამოიყენება ღია ფორმის ფოლადი, რადგან იგი წინააღმდეგობას უწყობს კოროზიას სამრეწველო აპლიკაციებში. ალუმინი პოპულარულია მსუბუქი ნაწილების დასამზადებლად, რომლებიც საჭიროა თვითმფრინავებში და კოსმოსურ აპარატებში. ლათინი ხანდახან გამოიყენება შენობების დეკორატიული დეტალებისთვის. სპილენძი ხელმისაწვდომია ელექტრო გამტარებისა და მილებისთვის, ხოლო ტიტანი ხშირად გამოიყენება მედიკალურ მოწყობილობებში, სადაც მთავარია სიმტკიცე. ამ თანამედროვე ლაზერულ სისტემებს შეუძლიათ მოექცნენ 25 მმ-მდე სისქის ფოლადის ფირებს და ფერადი ლითონებს დაახლოებით 15 მმ სისქის. მანქანები ინარჩუნებს 0,1 მმ-იან სიზუსტეს, რაც მნიშვნელოვან განსხვავებას ქმნის იმ ნაწილების დამზადებისას, რომლებიც უნდა დატვირთვას გადაიტანონ ან შექმნან მკაცრი შემოსაზღვრები და გაჟონვის გარეშე.

Როგორ ზემოქმედებს მასალის შემადგენლობა დაჭრის ხარისხსა და დამუშავების ეფექტიანობაზე

Მასალების ქიმიური შედგენილობა მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ლაზერით დაჭრის პროცესში მათი ურთიერთქმედების შესახებ. მაგალითად, ღირსშრომა ფოლადის ქრომის შემცველობა გულისხმობს, რომ ხშირად სჭირდება აზოტის დახმარება ჭრის დროს, რათა თავიდან ავიცილოთ არასასურველი ჟანგის ფენების წარმოქმნა. ალუმინი სხვა გამოწვევებს წარმოადგენს მისი შესანიშნავი თერმული გამტარობის გამო – დაახლოებით 237 ვტ/მკ, რაც აუცილებელს ხდის პულსური ლაზერის გამოყენებას, რათა ეფექტურად მართული იქნეს დნობის ზონა. როდესაც მუშაობენ სამგანზე ან პიტინგზე, ოპერატორებს ჩვეულებრივ აღმოაჩნდებათ, რომ თხელი ფურცლებისთვის კარგად მუშაობს ჟანგბადი, ხოლო სისქის მატარებულ მასალებზე უკეთესია შეკუმშული ჰაერი. ეს მხოლოდ ზოგიერთია იმ მნიშვნელოვანი ფაქტორებიდან, რომლებსაც საწარმოს ტექნიკური პერსონალი განიხილავს ლაზერული ჭრის პროცესის მორგებისას.

Ფოლადში ნახშირბადის მაღალი შემცველობა ზრდის კიდეების მაგრობას, მაგრამ ამცირებს ჭრის სიჩქარეს 18—22%-ით შედარებით მსუბუქ ფოლადთან განსხვავებით, რადგან მოითხოვს უფრო მეტ ენერგიის შთანთქმას.

Არარკინის მეტალებში თერმული გამტარობისა და ასახვის გამოწვევები

Ალუმინის თეპლობის დაკარგვა შედარებით სწრაფად ხდება, რაც იმას ნიშნავს, რომ მუდმივი ჭრის სიგანის შესანარჩუნებლად სტალის შედარებით საჭიროა დაახლოებით 15-დან 20 პროცენტამდე მეტი სიმძლავრე ერთეულოვან არეაზე. როდესაც საქმე ეხება პირადად სპილენძს, არსებობს სრულიად სხვა პრობლემა. სპილენძი ფიბრული ლაზერის 1 მიკრონიან ტალღის 85-დან 90 პროცენტამდე უკან აირეკლებს. ეს იწვევს სერიოზულ პრობლემებს არეკლილი სხივების გამო, რომლებმაც შეიძლება დაზიანონ საოპტიკო კომპონენტები. ამ რისკის შესამსუბუქებლად, ბევრი საწარმო იყენებს სხვადასხვა ტიპის სხივის მიმართვის სისტემებს, რომლებიც სპეციალურად შეიქმნა ამ საფრთხეების შესამსუბუქებლად. შემდეგ გვაქვს ტიტანი, რომელიც ჟანგბადთან ურთიერთქმედებისას ძალიან გადახურდება. ამ რეაქციის გამო მწარმოებლებს ჭრის დროს უნდა გამოიყენონ ინერტული აირების სპეციალური ნარევები, რათა თავიდან აიცილონ უკიდურესად გახურება და შემდგომი ალვა.

Რატომ წარმოადგენენ მაღალი არეკლვის მქონე მასალები, როგორიცაა სპილენძი და ლათუნი, საფრთხეს ფიბრული ლაზერული სისტემებისთვის

Ისეთი ლითონები, როგორიცაა სპილენძი და ლатუნი, რომლებიც კარგად არეკლებენ სინათლეს, შეიძლება 65-დან 75 პროცენტამდე ლაზერული ენერგიის უკან არეკლონ ოპტიკურ სისტემაში. ეს პრობლემებს იწვევს რეზონატორებისა და კოლიმატორების მსგავს მოწყობილობებში. პონემონის წლის წინა კვლევის თანახმად, ამ დაზიანებების მოსახსნელად საშუალოდ დაახლოებით 740,000 დოლარი ესჭირდა. 30%-ზე ნაკლები ცინკის შემცველობის მქონე ლათუნი ამ არეკლის უნარს შეამცირებს მუშაობისთვის შესაფერის დონემდე, როგორც წესი, 45-დან 50%-მდე. თუმცა სუფთა სპილენძი ყოველთვის რთული იყო, ბოლო დრომდე საჭირო ჰქონდა ძველი ტიპის CO2 ლაზერები. თუმცა ბოლო დროს მოხდა რამდენიმე გარღვევა. 1070 ნმ ტალღის სიგრძის მქონე ბოჭკოვანი ლაზერები სპეციალურად დახრილი სხივებით შეძლებენ 2-5 მმ სისქის სპილენძის ფირის დაჭრას და ამასთან მხოლოდ 15% ენერგია იხარჯება იმის შედარებით, რასაც ტრადიციული CO2 სისტემები იხარჯენ. ეს მნიშვნელოვნად ამცირებს ექსპლუატაციის ხარჯებს.

Ლაზერული სიმძლავრის შესაბამისობა მილის მასალასა და სისქის მოთხოვნებთან

Ლაზერული ვატის არჩევანი ლითონის ტიპისა და კედლის სისქის მიხედვით

Ლაზერული სიმძლავრის სწორი არჩევანი დიდწილად დამოკიდებულია იმაზე, თუ რა ტიპის მასალას ვიყენებთ და რამდენად გამძირია მისი კედლები. მაგალითად, 5 მმ-ზე თხელი ნაღმის ფოლადის მილების შემთხვევაში, უმეტესობას 3-დან 4 კვ-მდე ბოჭკოვანი ლაზერი საკმარისად უმუშავებს. მაგრამ როდი გადავდივართ უფრო მსხვილ მასალაზე, მაგალითად, 10 მმ ნახშირბადის შემცველობის ფოლადზე, ოპერატორებს საჭირო ხდება მინიმუმ 6 კვ სიმძლავრე, რათა დატოვონ 2 მ/წთ-ზე მეტი კვეთის სიჩქარე, როგორც აღნიშნულია JQ Laser-ის 2024 წლის უახლეს მითითებებში. ხოლო არსებობს საქმე მაღალი თბოგამტარობის მასალებთან, როგორიცაა სპილენძი და ტიტანი. ეს მასალები ძალიან მეტ ენერგიას მოიხმარს, ამიტომ წარმოების მწარმოებლები რეკომენდაციას აძლევენ 8-დან 12 კვ-მდე სისტემების გამოყენებას, როდესაც მასალის სიმკვრივე აღემატება 6 მმ-ს.

Ოპტიმალური პარამეტრები ნახშირბადის შემცველობის და ნაღმის ფოლადის მილებისთვის

Ნახშირბადის ფოლადი წინასწარ განსაზღვრული რეჟიმით იკავშირებს ლაზერულ ენერგიასთან, რაც საშუალებას იძლევა 3—4 კვტ-იანი სიმძლავრის გამოყენებით ეფექტურად დაიჭრას. შედარებით, ნაღმის ფოლადის დროს სასურველია 10—15%-ით მაღალი სიმძლავრის გამოყენება და აზოტით დამცველი გარემო, რათა შეინარჩუნდეს ჭრის ხარისი. 2024 წლის კვლევამ აჩვენა, რომ 5მმ ნაღმის ფოლადის დროს 4 კვტ-იანი ბოჭკოვანი ლაზერის გამოყენებამ 98,5% ხარისი მიიღო ჭრის სიგლუვის მიმართ, რაც მნიშვნელოვნად აღემატება 3 კვტ-იან სისტემებს (92%).

Მაღალი სიმძლავრის მოთხოვნები სქელკედიანი ტიტანისა და პირას პროფილებისთვის

Ტიტანის მაღალი დნობის ტემპერატურა, დაახლოებით 1,668 გრადუსი ცელსიუსი, და სპილენძის ასახავი ბუნება ნიშნავს, რომ უმეტეს მაღაზიას ჭირდება 8-დან 12 კილოვატამდე შეფასებული ბოჭკოვანი ლაზერები ან ჰიბრიდული ლაზერულ-რკალური შედუღების სისტემები, როდესაც საქმე გვაქვს 6 მილიმეტრზე მეტი სისქის კედლებთან. ზოგიერთი უახლესი ბოჭკოვანი ლაზერის მოდელი საკმაოდ ეფექტურად აჭრის 8მმ სისქის სპილენძის ფირებს მხოლოდ 6 კვტ-იანი სიმძლავრით, არაფრის დაზიანების გარეშე, მაგრამ ბევრი წარმოებელი კვლავ იყენებს კარგად ნაცნობ CO2 ლაზერებს 10მმ-ზე მეტი სისქისთვის, როგორც აჩვენებს Feijiu Laser-ის სტანდარტები, რომლებსაც ჩვენ ყვებით. და ნუ დაგავიწყდეთ აზოტის გაზის გამოყენება ჭრის დროს — ეს მთელ სხვაობას ქმნის დეფორმაციის შესამსუბუქებლად და არასასურველი ოქსიდაციის თავიდან ასაცილებლად ამ რთულ მეტალებზე.

Ბოჭკოვანი წმინდა CO2 ლაზერი: მასალისთვის შესაბამისი ტექნოლოგიის არჩევა

Ბოჭკოვანი ლაზერების უპირატესობები ნაღმის, ალუმინის და ლатუნის მილებისთვის

Როდესაც საქმე შეხებულია ფოლადის, ალუმინის და საშუალო დიაპაზონის ლათინის მილების გამოყენებასთან, რომლებიც ხშირად გვხვდება ავტომობილის ნაწილებში და თვითმფრინავის კომპონენტებში, ბრძოლაში თითქმის ყოველთვის უპირატესობა ენიჭება ბოჭკოვან ლაზერებს. ეს სისტემები 20 მმ-მდე სისქის მასალებში შეუძლიათ 0.1 მმ-მდე ზუსტი დამუშავება, რაც საკმაოდ შთამბეჭდავია. მაგრამ აქ არ ამთავრდება. ბოჭკოვანი ლაზერები ტრადიციულ CO2 სისტემებთან შედარებით საშუალოდ 30%-ით უფრო სწრაფად მუშაობს და ექსპლუატაციის დროს 20-დან 30%-მდე ნაკლებ აზოტს იყენებს. თუმცა ყველაზე მნიშვნელოვანი ის არის, რომ მათი 1,064 ნმ-იანი ტალღის სიგრძე ნამდვილად ამცირებს თბოურ ზიანს ნაზ ლათინის ნაწილებში, როგორიცაა სახელურების მიმაგრებები. ეს ნიშნავს, რომ წარმოების პროცესში მწარმოებლები მიიღებენ უკეთეს განზომილებით სტაბილურობას და არ შეეშლებიან დეფორმაციების პრობლემები, რომლებიც ხშირად აქვთ ძველ ტექნოლოგიებს.

CO2 ლაზერის ეფექტურობა მაღალად არეკლიან მასალებზე, როგორიცაა სპილენძი და ლათინი

Როდესაც მუშაობენ 15 მმ-ზე მსხვილ სპილენძის ან ქურჩხის მილებთან, უმეტესი პროფესიონალი კვლავ ირჩევს CO2 ლაზერებს მათი 10,6 მიკრომეტრიანი ტალღის სიგრძის გამო. ეს ტალღის სიგრძე ბოროტად არ იბრუნება, როგორც ბოჭკოვანი ლაზერების შემთხვევაში, რაც მათ горაზდო უფრო პრაქტიკულს ხდის ასეთი სახის მუშაობისთვის. კვლევებმა აჩვენა, რომ CO2 ლაზერული სისტემები შეუძლიათ შეინარჩუნონ დასაშვები წონასწორობა ±0,15 მმ-ის ფარგლებში 25 მმ სისქის ქურჩხზეც კი. ისინი კვეთენ დაახლოებით 2,5 მეტრ წუთში და პრაქტიკულად არ არსებობს უკუ ასახვის შესაძლებლობა, რომელიც შეიძლება გამოიწვიოს დაზიანება პროცესის განმავლობაში, რაც დადასტურებული იქნა სხვადასხვა თერმული დამუშავების გამოცდების შედეგად. ამ დამოკიდებულ შესრულების გამო CO2 ლაზერები ხშირად გამოიყენება კრიტიკულ აპლიკაციებში, როგორიცაა ელექტრო კომპონენტების წარმოება და სამრეწველო ინჟინერია, სადაც ზუსტობა ყველაზე მნიშვნელოვანია.

Ენერგოეფექტურობა, მოვლა და ოპერაციული ხარჯები: ბოჭკოვანი წინააღმდეგ CO2 შედარება

Ბოჭკოვანმა ლაზერებმა შეიძლება 50%-ით ნაკლები ენერგია დაიხარჯონ, ვიდრე CO— მოდელებს (NMLaser 2024), ხოლო მათი მოვლის ღირებულება საშუალოდ შეადგენს 0.08 დოლარს/საათში, მაშინ როდესაც CO— სისტემების შემთხვევაში ეს მაჩვენებელი არის 0.18 დოლარი/საათში. მათი მყარი სხეულის კონსტრუქცია ამოიღებს სარკეებს და რეზონატორის აირებს, რაც კვეთს შეჩერების დროს და ხარში მისაღები ნივთების საჭიროებას.

Მითის გადამოწმება: შეუძლია თუ არა ბოჭკოვან ლაზერებს უსაფრთხოდ ამოჭრას სუფთა სპილენძის მილები?

Უკანა პერიოდში სპილენძი თითქმის შეუხებელი იყო ბოჭკოვანი ლაზერებისთვის, რადგან ის 98%-ით არეკლის სინათლეს 1 მიკრონიან ტალღის სიგრძეზე. თუმცა ბოლო დროს მნიშვნელოვნად შეიცვალა სიტუაცია. ახალგაზრდა ლაზერულ სისტემებზე ხელმისაწვდომია სხვადასხვა მოწინავე ტექნოლოგიები, როგორიცაა იმპულსის ფორმირების კონტროლი, სპეციალური ანტირეფლექსიური საფარები და უკეთესი კუთხით მიმართული სხივები, რაც საშუალებას აძლევს მწარმოებლებს გაჭრას სუფთა სპილენძის ფირფიტები 10 მმ-მდე სისქის და დაახლოებით 1,8 მეტრი წუთში. ამ ჭრის სიგანეც კი საკმაოდ მცირეა — 0,3 მმ-ზე ნაკლები. წლის ბოლოს ჩატარებული გამოცდების მიხედვით, ეს განახლებები უკუ ასახვის პრობლემებს 90%-ით შეამცირა ადრე არსებულ მაჩვენებლთან შედარებით. ეს აღმოჩენა ნიშნავს, რომ HVAC, ნახევარგამტარების და ელექტროენერგეტიკის ინდუსტრიებს უკვე აღარ სჭირდებათ მხოლოდ ძველი ტიპის CO2 ლაზერუი ტექნოლოგიებზე დამოკიდებულება სპილენძთან მუშაობისას.

Ხშირად დასმული კითხვები

Რი მასალებია თავსებადი ლაზერულ მილის ჭრასთან?

Ლაზერულ მილის ჭრასთან თავსებად გავრცელებულ მასალებში შედის ნაღმის ფოლადი, ალუმინი, ლатუნი, სპილენძი და ტიტანი.

როგორ ახდენს მასალის შემადგენლობა გავლენას ლაზერულ ჭრაზე?

Მასალის შედგენილობა ლაზერულ ჭრაზე იმ თერმული გამტარობისა და ასახვის მიხედვით გავლენას ახდენს, რომლებიც მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ ჭრის ხარისხში და დამუშავების ეფექტიანობაში.

Რატომ უპირატესობა აქვს ბოჭკოვან ლაზერებს ზოგიერთი ლითონის შემთხვევაში?

Ბოჭკოვან ლაზერებს უპირატესობა აქვთ ისეთი ლითონებისთვის, როგორიცაა ღია ფოლადი და ალუმინი, იმის გამო, რომ ისინი ზუსტი, სწრაფი და ნაკლები ენერგიის მოხმარების მქონე აღჭურვილობაა CO2 ლაზერულ სისტემებთან შედარებით.

Რა რთულები აქვს ბოჭკოვან ლაზერებს მაღალარეკლილ მასალებთან მუშაობისას?

Მაღალარეკლილ მასალებს, როგორიცაა სპილენძი, შეუძლიათ ლაზერული ენერგიის მნიშვნელოვანი ნაწილი უკან აირეკლონ სისტემაში, რაც შეიძლება მოწყობილობის დაზიანებას გამოიწვიოს. ამ რთულების გადასაჭრელად სპეციალიზებული სისტემების გამოყენება საჭიროა.

Რა უპირატესობები აქვს CO2 ლაზერებს სპილენძისა და ლатუნისთვის?

CO2 ლაზერები ეფექტურია სპილენძისა და ლათუნის დასაჭრელად, განსაკუთრებით მსხვილი სისქის შემთხვევაში, რადგან მათი ტალღის სიგრძე ამცირებს უკანა არეკლილობას და ზუსტად ინარჩუნებს დამუშავების პარამეტრებს.