Რომელი მილის მასალები შეიძლება დამუშავდეს მილის ლაზერული კვეთის მანქანებით?

Გავრცელებული მილის მასალები, რომლებიც თავსებადია Მილის ლაზერული ჭრის მანქანები

Მოდერნული მილის ლაზერული ჭრის მანქანები ინჟინერულად არის დამუშავებული მასალების დიდი ასორტიმენტის დასამუშავებლად, რომლებიც საჭიროა ინდუსტრიებში, როგორიცაა მშენებლობა, ავტომომსახურება და ავიაცია. მათი უზრუნველყოფა ზუსტი დამუშავების სხვადასხვა ლითონებზე, რაც უზრუნველყოფს დამახასიათებელ შესრულებას მო rich პირობებში.

Ნახშირბადოვანი და დამუშავებული ფოლადი: ზუსტი ჭრის ინდუსტრიული სტანდარტები

Ნახშიროვანი ფოლადი სტრუქტურული მუშაობისთვის ისევ პოპულარული რჩება, რადგან ის აერთიანებს საშუალო სიმტკიცეს ხარჯების გამართულ დონესთან და პროგნოზირებად შედეგებს ლაზერით დაჭრისას. იშვიათად არჩეული აირჩევა იმ ადგილებში, სადაც ყვავილოვანობა პრობლემას წარმოადგენს, განსაკუთრებით კი კვების ქარხნებში, საავადმყოფოებში და ქიმიკატების მომზადებელ საწარმოებში. ახალგაზრდა ბოჭკოვანი ლაზერის ტექნოლოგია შეძლებს მიაღწიოს დაახლოებით 0,1 მმ ზუსტობას ამ ლითონებზე, რაც შეამცირებს ამ არასასურველი თერმული ზონების არეალს დაახლოებით 30%-ით ძველი სისტემების შედარებით CO2 ლაზერებით. ამ გაუმჯობესების დახარჯზე ახლა წარმოების ათასობით ნაწილს უზრუნველყოფს ეს გაუმჯობესება, მათ შორის მანქანებისთვის რთული ჰიდრავლიკური სისტემები და მეტალის სტრუქტურების არსებობა თანამედროვე შენობებში ქვეყნის მასშტაბით.

Ალუმინი და მაღალი სიმტკიცის შენადნობები: მსუბუქი, მაგრამ რთული მასალები

Ალუმინის მსუბუქობამ იმდენად მნიშვნელოვანი მასალა გახადა მის გამოყენებას აეროკოსმოსურ და ავტომობილების მწარმოებელ სფეროებში, სადაც წონის შეზღუდვები არსებობს. თუმცა ალუმინის დამუშავება გარკვეულ გამოწვევებს უხდის საშუალებას, რადგან ის ძალიან აისახებს სინათლეს და სწრაფად გადასცემს სითბოს, რაც იმას ნიშნავს, რომ სტანდარტული ლაზერული პარამეტრები არ იმუშავებს. 6000 სერიის შენადნობების დამუშავებისას, პულსური ბოჭკოვანი ლაზერები აუცილებელია მდგარი ლითონის ტბების კონტროლისთვის დამუშავების დროს. როდესაც უფრო მძიმე მასალების დამუშავება ხდება, როგორიცაა 7075-T6 ალუმინი, ოპერატორებმა უნდა გაზარდონ სიმძლავრის სიმკვრივე დაახლოებით 20%-ით, რომ მიიღონ სუფთა წამყვანი წიბოები გადახურვის გარეშე. ამ პარამეტრების სწორად დაყენება ძალიან მნიშვნელოვანია კომპონენტების წარმოებისას, სადაც ზუსტობა მთავარია, მაგალითად საწვავის სისტემის მილები ან თვითმფრინავის სითბოს გაცვლის სისტემები, სადაც უმნიშვნელო ნაკლიც კი შეიძლება გამოწვეული იყოს მომდევნო პრობლემებით.

Აისახებული ლითონების დამუშავება: სპილენძი, ლაიმი და ინკონელი სპეციალიზებულ აპლიკაციებში

Სამუშაო საქმიანობა ტიტნისა და ბრინჯის გამოყენებით შეიძლება გარკვეულწილად რთული იყოს, ვინაიდან ამ მასალებს აქვთ საგრძნობი ინფრაწითელი გამრეფლება და ასევე მაღალი თერმული გამტარობა. თანამედროვე მოჭრის მოწყობილობები ამ პრობლემების გადასაჭრელად იყენებენ სპეციალურ ანტირეფლექტორულ ლინზებს და აზოტის დამხმარე აირს, რაც საშუალებას გვაძლევს მივიღოთ სუფთა და ზუსტი კიდეები ელექტრო მილების ან სანტექნიკო ნაწილების დამუშავებისას. ინკონელთან მუშაობისას, რომელიც არის მარგვებადი ნიკელზე დამყარებული შენადნობი რომელიც გვხვდება საკმაოდ მძიმე პირობებში, მუშაკებს სჭირდებათ ლაზერული სისტემები რომლებიც აქვთ მინიმუმ 4 კვტ სიმძლავრე. კარგი შედეგების მისაღებად საჭიროა ყურადღებით მოვუკვეთოთ დეტალებს, როგორიცაა ფოკუსური მანძილის გასწორება და აირის დინების სიჩქარის სწორი მაჩვენებლების შენარჩუნება მთელი პროცესის განმავლობაში. ეს სწორი მიდგომა ხელს უშლის ამარცხაკეთილ მიკროტრещინების წარმოქმნას, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს საფრთხე თვითმფრინავის გამოშვების სისტემის მნიშვნელოვანი კომპონენტებისთვის.

Აეროკოსმოსური და თავდაცვითი სფეროების გამოყენების შემთხვევები: ტიტანისა და ეგზოტიკური შენადნობების მოჭრა

Ქვეყნების მიერ გამოყენებული 5-ე კლასის ტიტანი და ნიკელის შენადნობები ასრულებენ მნიშვნელოვან როლს თვითმფრინავების, სამხედრო და სატელიტო ნაწილების წარმოებაში, სადაც ძალა ყველაზე მნიშვნელოვანია. ასეთი მასალების დამუშავებისას წარმოებები ხშირად ხდება ჟანგბადის გარეშე გარემოში, რათა თავიდან ავიცილოთ ალფა შრის წარმოქმნა. ეს ზედაპირული შრე ხდება მეტალის გასუსტების მიზეზი, განსაკუთრებით პრობლემურია თანამედროვე აეროკოსმოსური აპლიკაციებისთვის განკუთვნილი თხელი კედლის მქონე ტიტანის მილების შემთხვევაში. ბოლო დროს გამოყენებული ჭრის ტექნოლოგიებით მიიღწევა ძალიან ვიწრო ჭრის სიგანე დაახლოებით 0,8 მმ ინკონელის 718-ის დამუშავებისას. ზუსტი დამუშავება აკმაყოფილებს თავდაცვის კონტრაქტორების და კოსმოსური სააგენტოების მოთხოვნებს რადარული სისტემების და ძრავების ნაწილების მიმართ.

Როგორ მოქმედებს მასალის თვისებები ჭრის სიზუსტესა და ხარისხზე

Მასალის სისქე, ასახვის მაჩვენებელი და თერმული გამტარუნა მაჩვენებლების გათვალისწინება

Მილების კედლების სისქე მატერიალში ლაზერის გამოყენებაზე მნიშვნელოვან ზემოქმედებას ახდენს, რაც იმას ნიშნავს, რომ ოპერატორებს ხშირად სჭირდებათ სიმძლავრის დონის გაადჯუსტვა დაახლოებით პლიუს ან მინუს 15% ფარგლებში, უბრალოდ იმის უზრუნველყოფა, რომ მოჭრის პროცესი მუდმივ ტემპში განვითარდეს კარგი ხარისხის მოჭრის შენარჩუნებით. სადაც საქმე მიდის საუბრის პირად საგნებს, სადაც საქმე მიდის საუბრის პირად საგნებს, მათ უკან აბრუნებენ ლაზერის ენერგიის გარკვეულ ნაწილს, რაც იმას ნიშნავს, რომ მათი დაჭრა დაახლოებით 20-დან 35%-ით ნაკლებად ეფექტუანია, ვიდრე ჩვეულებრივი ფოლადის დაჭრა. როდესაც ალუმინის შემთხვევაში სითბოს სწრაფად გამტარობას ვიხილავთ, ზედაპირზე გადაადგილების გაცილებით უფრო სწრაფი მოძრაობა საჭიროდ გამოდგება. უმეტესი მაღაზიების აზრით, ისინი ფოლადისთვის მუშაობის პირობებში დაახლოებით ნახევარი ან გაორმაგებული სიჩქარით უნდა მოძრაობდნენ, წინააღმდეგ შემთხვევაში ზედმეტი სითბო დაკარგული იქნება და წებოს კიდეების სინათლის დაცვა შეუძლებელი გახდება. ბოლოდ გამოქვეყნებულმა ნაშრომმა მასალათმცოდნეობისა და ინჟინერიის დარგში 2023 წელს ასევე საინტერესო მონაცემები გამოავლინა. მათ ზედაპირის ხრეშობის მნიშვნელობები გაზომეს (Ra გაზომვები ეწოდა) და შუქიან ლითონებს შორის განსხვავებები დაახლოებით 40% იყო მოწმენდილი მათი მუქი ანალოგების შედარებით, პირობების ერთნაირობის პირობებში.

Განსხვავებული ლითონების მიმართ მკაცრი დაშვებების მიღწევა

Მკაცრი დაშვებების შენარჩუნება პლიუს ან მინუს 0.1 მილიმეტრის სიზუსტით ნიშნავს ლაზერის პარამეტრების გადამუშაობას მისი მასალის მიხედვით, რომელთან ვმუშაობთ. ნახშირბადოვანი ფოლადი შეიძლება გააჩნია საკმარისად სწრაფი დაჭრის სიჩქარე 6-დან 8 მეტრამდე წუთში, რათა შეინარჩუნოს სიზუსტის კარგი დონე. როდესაც ვაწყდებით ტიტანის შენადნობებს, საქმე უფრო რთულდება. ამ მასალებს სჭირდებათ სიჩქარის შემცირება 30-40%-ით, რათა შეინარჩუნონ სითბოს ზემოქმედების არეების კონტროლი. მაგალითად, გამაგრებული ფოლადის შემთხვევაში, რომელიც აღემატება 45 როკველის მაგიდას, ბევრი მაღაზია პირდაპირ ურჩევს გახურების ციკლის ჩატარებას. ეს ხელს უშლის მცირე ნა cracks წარმოქმნას ზუსტი დაჭრის დროს, რაც არავის სურს მოგვიანებით დამუშავება.

Ზედაპირის ხარისხი და გასროლის ერთგვაროვნება ბოლო ნაწილებში

Დამაგრების პერპენდიკულარობა ნაღდი ფოლადის სისქეზე დამოკიდებულია, განსაკუთრებით მაშინ თუ მასალა 0,2 მმ-ზე მეტი სისქით იწყებს გამოყენებას. ფიბრული ლაზერების გამოყენებისას ჩვეულებრივ ვხედავთ კუთხის სიზუსტეს 0,5 გრადუსის ქვემოთ თხელკედლიანი ალუმინის ნაწილების შემთხვევაში, რომლის სისქე 1-დან 3 მმ-მდე არის. თუმცა ყვითის შემთხვევაში სიტუაცია იცვლება, რადგან თერმული გაფართოება ხშირად არღვევს კუთხეებს, ზოგჯერ მათ 1,2-დან 2,0 გრადუსამდე ახრის. ნიკელის შენადნობებთან კი ჭრის დროს უმნიშვნელოვანესი ხდება დროსისგან თავის დაცვა, რაც სრულიად განსხვავებული ამოცანაა. აირის წნევა ძალიან ზუსტად უნდა იყოს დარეგულირებული, დაახლოებით პლუს ან მინუს 0,15 ბარის დიაპაზონში. ასეთი ყურადღება დეტალებზე არის მნიშვნელოვანი ზედაპირის ხარისხის შესანარჩუნებლად კრიტიკულ მაღალი ხარისხის გამოყენებებში, სადაც სრულყოფაზე ნაკლები ვერაფერი არ არის მიღებული.

Ლაზერის ტიპი და პარამეტრები: ტექნოლოგიის შესაბამისობა მილის მასალასთან

Ფიბრული ლაზერი წიმოქმედი ლაზერი: შესრულება მეტალის სხვადასხვა ტიპის შემთხვევაში

Ლაზერული მამრავლების გამოყენებისას ლითონის მილების დასაჭრელად, მათ არა მარტო კარგად მუშაობენ გამტარ მასალებთან, არამედ ისინი საუკეთესო არჩევანად არიან დამტკიცებულნი. ლაზერები ძალიან ვიწრო ზოლებს ქმნიან, ზოგჯერ ნაკლებს ვიდრე 20 მიკრომეტრი და 2 მმ სისქის მასალას ჭრიან სიჩქარით 15-25 მეტრი წუთში წარსული წელზე დამუშავებული ინდუსტრიული ანგარიშების მიხედვით. მეორე მხრივ, CO2 ლაზერები კარგად უმკურნალდებიან პლასტმასის მილებს, მაგრამ ალუმინისა და სპილენძის მსგავს მკვეთრ ლითონებთან ურთიერთობისას გარკვეული პრობლემები აღმოჩნდება. სხივები ხშირად ამ ზედაპირებიდან ირეკლებიან და არ იწვევენ სრულ აბსორბციას, რაც ამ სახის სამუშაოებისთვის ნაკლებად ეფექტუანს ხდის.

*2 მმ სისქეზე დაფუძნებული

Ასახვადი ან მკვრივი მასალებისთვის სიმძლავრის, სიჩქარის და ფოკუსირების ოპტიმიზაცია

Რეფლექტიული ლითონების დამუშავებისას წარმოების მწარმოებლები ხშირად იყენებენ პულსურ ბოჭკოვან ლაზერებს, რომლებიც მუშაობენ 500 ნანოწამზე ნაკლები დაყოვნების დროით. ეს დახმარება ლითონის ზედაპირიდან არასასურველი არეკვლის მინიმუმამდე შემცირებაში და აჭერს მყარ მოჭრის პროცესს. უფრო მძიმე მასალებისთვის, როგორიცაა სიმკვრივით მაღალი შენადნობები, როგორიცაა Inconel 718, სრული პენეტრაციის მისაღებად საჭიროა ლაზერული სისტემები, რომლებიც შეძლებენ 4-დან 6 კილოვატამდე პიკური სიმძლავრის მიწოდებას. ბევრმა მაღაზიამ გამოიყენა ადაპტიური ფოკუსირების კონტროლი ზუსტი მოჭრის ამოცანებში, განსაკუთრებით აეროკოსმოსური მანქანათმშენებლობის ინდუსტრიაში. ერთმა კომპანიამ აღნიშნა, რომ ტიტანის მილების დანახარშის მაჩვენებელი 37%-ით შეამცირა ამ ტექნოლოგიის გამოყენების შედეგად. მათ შეძლეს მიეღო მაღალი დასაშვები სიზუსტე, კერძოდ პლიუს ან მინუს 0.1 მილიმეტრი, უფრო ასევე მეტყველებს ასეულობით განსხვავებული ნაწილების ფორმებისა და რთული გეომეტრიების შემთხვევაშიც კი.

Შესწავლის შემთხვევა: ზუსტი მოჭრა აეროკოსმოსური ტიტანის მილების გამოყენებით

Კვლევამ 2024 წლიდან აჩვენა, რომ 1 მიკრომეტრიანი ბოჭკოვანი ლაზერების გამოყენებისას, მათ შეძლეს თითქმის სრულყოფილი ჭრის მიღება Ti-6Al-4V მილის ტუმბოებში სატელიტური საწვავის სისტემებისთვის, დაახლოებით 99.2% სიზუსტით. ნამდვილი მიღწევა მოხდა, როდესაც ინჟინრებმა პულსის სიხშირე დაახლოებით 2,5 კილოჰერცამდე შეამცირეს და აზოტის დამხმარე წნევა 12 ბარზე დააყენეს. ამ პარამეტრებით, მათ სრულიად მოშორდნენ ამ მღელვარებელ მიკრო ძვრებს და შეძლეს მილების გაჭრა მხოლოდ 0.8 მმ კედლებით შთამბეჭდავი სიჩქარით 18 მეტრი წუთში. ეს არის 63%-ით უფრო სწრაფი ვიდრე ტრადიციული მეთოდები, ხოლო კიდეები კარგად გამოიყურება.

Საუკეთესო პრაქტიკა მასალების შერჩევისთვის მილის ლაზერული ჭრის პროგრამებში

Ფასების, მდგრადობისა და დამუშავების უნარის დაბალანსება მასალის შერჩევისას

Მასალების არჩევისას წარმოებისთვის, კომპანიებმა უნდა დააბალანსონ ნაწილის ფუნქციონალური დანიშნულება მის წარმოებაზე დასახარჯ თანხასთან შედარებით. ნახშიროვანი ფოლადი, როგორიცაა ASTM A36, ისევ პოპულარულია, რადგან ის გაძლევს მძიმე დატვირთვას (ტენზიული სიმტკიცე 450 MPa-ზე მეტი), სანდოდ მუშაობს ლაზერთან ერთად და ამასთან შესაძლებლობას იძლევა დაზოგოთ თითო მეტრზე დახარჯული თანხა. ალუმინის გამოყენება მნიშვნულად ამსუბუქებს წონას (დაახლოებით 60%-ით მსუბუქია), თუმცა იწვევს რთულებას ლაზერის ოპერატორებისთვის, რომლებმაც უნდა გამოიყენონ აზოტის დამხმარე აირი და უნდა მუდმივად შეასწორონ პარამეტრები, ვინაიდან ლაზერული სხივის ასაკეტ მეტალის მიერ ასაკეტი ძლიერია. ავიაკოსმოსური მარკის ტიტანი უფრო ძვირი ჯდება (დაახლოებით $12–$18 დამატებით თითო მილზე), მაგრამ მაინც ირჩევენ მას თუ საქმე ეხება თავდაცვის სისტემების, სამედიცინო იმპლანტების ან კოსმოსური მოწყობილობების კომპონენტების წარმოებას. ასეთი სპეციალური გამოყენება rich მასალებს მოითხოვს, რომლებიც არ იშლებიან კოროზიით, შენარჩუნებულ სიმტკიცეს ინარჩუნებენ მიუხედავად მსუბუქობისა და არ იწვევს პრობლემებს ადამიანის ორგანიზმში, თუ გამოიყენება სამედიცინო მიზნებისთვის.

Ლაზერული სისტემის შესაბამისობის მინიჭება მილის მასალის თვისებებთან

Მასალების სისქე და მათი რეაქცია სითბოსთან განსაზღვრავს იმ სიზუსტეს, რომელსაც პრაქტიკაში შეგვიძლია მივაღწიოთ. მოდით მაგალითად ავიღოთ ნაგამის ფოლადი, 3 კვტ ბოჭკოვანი ლაზერი კარგად გაუმკლავდება 6 მმ მასალას, რაც გვაძლევს დაახლოებით ±0,1 მმ სიზუსტეს. თუმცა იმავე სისქის რქალის შემთხვევაში საქმე უფრო რთულდება. აქ გვჭირდება მინიმუმ 6 კვტ სისტემა, ასევე უკან არეკვლის დაცვა, რომ მაინც შევინარჩუნოთ კიდის ხარისხი. ბოლო პულსური ბოჭკოვანი ტექნოლოგიის გაუმჯობესებებმა მნიშვნულად წააწია პროგრესი. ახლა შეგვიძლია გავჭრათ 8 მმ ალუმინის მილები 12 მეტრ წუთში სიჩქარით, მხოლოდ 20 psi აზოტის დახმარებით და მივიღოთ სუფთა ჭრილობები დროსის გარეშე. რთული შენადნობების, როგორიცაა Inconel 625, შემთხვევაში მუშაკები ხშირად ანელებენ მიცემის სიჩქარეს დაახლოებით 40%-ით იმ სიჩქარესთან შედარებით, რაც ჩვეულებრივი ნახშირბადოვანი ფოლადისთვის გამართულია. ეს გადაადგილება არიდებს მიკროტრещინებს და არიდებს ზედაპირის დამუშაობის ხარისხის დაცემას Ra 3,2 მიკრონამდე, რაც საკმარისად კარგია, განსაკუთრებით გამოწვევების გათვალისწინებით, რომლებსაც ეს მასალები გვატყდებიან.

Ხშირად დასმული კითხვები

Რომელი მასალები გამოიყენება ყველაზე ხშირად მილების ლაზერული დაჭრის მანქანებით?

Ნახშიროვანი ფოლადი და ნახშირბადის შემცველი ფოლადი ხშირად გამოიყენება მათი სიმტკიცით და პროგნოზირებადი ლაზერული დაჭრის მახასიათებლებით. ალუმინიუმი, სპილენძი, ლატუნი, ინკონელი და მაღალი სიმტკიცის შენადნობები ასევე ხშირად იჭრება ლაზერული ტექნოლოგიებით.

Რატომ არის მიზანშეწონილი ბოჭკოვანი ლაზერების გამოყენება CO2 ლაზერების მაგივრად ლითონების დაჭრისას?

Ბოჭკოვანი ლაზერები საუკეთესო შედეგს იძლევა მაღალი სიზუსტით გამტარ მასალების დაჭრისას, მაშინ როდესაც CO2 ლაზერებს შეიძლება ჰქონდეს რთული ასახვა ბზინვარე ლითონებზე.

Როგორი გამოწვევები არის დაკავშირებული ლაზერით ალუმინის დაჭრასთან?

Ალუმინი მაღალად ასახავს სხივებს და სწრაფად გადასცემს სითბოს, რაც მოითხოვს კონკრეტულ ლაზერულ პარამეტრებს და დამატებით დახმარებას ეფექტური დაჭრისთვის.