Түтік лазерлік кесу машиналары қандай түтік материалдарын дәл өңдей алады?

Түтік лазерлі кесетін машиналармен үйлесімді Түтік лазерлі кесетін машиналар

Заманауи түтік лазерлі кесетін машиналар құрылыс, автомобиль және әуе-кеңістік сияқты әртүрлі салаларда қажетті материалдарды өңдеуге арналған. Әртүрлі металдарда жоғары дәлдікпен жұмыс істеу қабілеті қиын жасау ортасында сенімді жұмыс істеуін қамтамасыз етеді.

Көміртегілі болат пен нержавеющий болат: дәл кесу стандарттары

Көміртекті болат құрылымдық жұмыстарда кеңінен пайдаланылып жүр, өйткені ол лазермен кескен кезде орташа беріктігін, қабылданған бағасын және болжанатын нәтижелерді қамтамасыз етеді. Санитарлық болат жиі қатты заттарда, әсіресе тағам өндірісінде, ауруханаларда және химикаттармен жұмыс істейтін зауыттарда қолданылады. Жаңа талшықты лазерлік технологиялар осындай металдарда шамамен 0,1 мм дәлдікке жетіп, ескі CO2 лазерлік жүйелерімен салыстырғанда жылу әсерінен зақымданған аймақтарды шамамен 30% азайтады. Бұл жетілдірулер арқасында өндірішілер қазір күніне мыңдаған бөлшектерді шығарып жатыр, мысалы, машиналар үшін күрделі гидравликалық жүйелер мен елдегі қазіргі заманғы ғимараттарда кездесетін күрделі металл конструкциялар.

Алюминий және Жоғары берікті қорытпалар: Жеңіл, бірақ қиын материалдар

Алюминийдің жеңілдігі салмақ шектеулерімен күресетін әуе және автомобиль өндірушілер үшін таңдау болып табылады. Бірақ алюминиймен жұмыс істеу қиын болып табылады, өйткені ол қаншалықты жарық шағылдыратыны және жылу өткізгіштігінің жылдамдығы әсерінен стандартты лазерлік параметрлер жарамсыз болып табылады. 6000 сериялы қорытпалар үшін кесу кезінде балқыған металл көпшелерін басқару үшін импульсты талшықты лазерлер негізінде қажетті болып табылады. 7075-Т6 алюминий сияқты қиынырақ материалдармен жұмыс істеу кезінде операторлардың шеттерді таза кесу үшін қуат тығыздығын шамамен 20% дейін көтеруі қажет болады. Бұл параметрлерді дұрыс таңдау өте маңызды, өйткені қателіктер болса да, отын жүйесінің түтіктері немесе ұшақтың жылу алмасу жүйелері сияқты дәлдікті қажет ететін компоненттерді шығару кезінде келешекте үлкен проблемалар туындауы мүмкін.

Жарық шағылдыратын металдарды өңдеу: мыс, томпак және инконель кәсіптік қолданбаларда

Мыс пен қола жұмыс істеу қиын, өйткені бұл материалдардың инфрақызыл сәуле шағылдыру қабілеті жоғары, жылу өткізгіштігі өте жақсы. Қазіргі заманғы кесу қондырғылары бұл мәселелерді шешу үшін әрі қарай азайтатын линзалар мен азот көмегімен газ қолданады, ол электр қоректендіру құбырлары немесе су жүргізу бөлшектері сияқты заттармен жұмыс істеуді таза шеттерге жетуге мүмкіндік береді. Инконельмен жұмыс істегенде, әсіресе қатты никель негізіндегі қорытпалар өте қолайсыз жағдайларда кездеседі, операторларға ең болмағанда 4 кВт қуаты бар лазерлік жүйелер қажет. Жақсы нәтижеге жету үшін фокустық ұзындықты реттеу мен газ ағынындағы дұрыс қарқынды ұстау сияқты егжей-тегжейлерге назар аудару қажет. Бұл ұқыпты тәсіл әуе қозғалтқыштарының шығару жүйесіндегі аса маңызды бөлшектер үшін күтпеген жерден келіп шығатын микротрещинкалардан құтылып кетуге көмектеседі.

Әуе қозғалтқыштары мен Қорғаныс үшін қолдану жағдайлары: Титан мен экзотикалық қорытпаларды кесу

5-ші сыныпты титан және әртүрлі никель қорытпалары әсіресе әуе қозғалтқыштарының, ракеталардың және жасанды серіктердің бөлшектерін жасауда маңызды рөл атқарады. Бұл материалдармен жұмыс істегенде өндірушілер әдетте альфа қабатының түзілуінен сақтану үшін оттегісіз ортада кеседі. Уақыт өте келе бұл бет қабаты металдың беріктігін азайтады, ең алдымен әуежайлық қолданбаларда қолданылатын жұқа қабырғалы титан түтіктер үшін өте қауіпті. Қазіргі заманғы кесу технологиялары Инконель 718 өңдеу кезінде 0,8 мм шамасындағы өте тар кесу енін қамтамасыз етеді. Дәл осындай дәлдік әскериелер мен ғарыштық агенттіктердің радиолокациялық жүйелер мен қозғалтқыш бөлшектеріне қойылатын қатаң талаптарға сай келеді.

Материалдық қасиеттердің кесу дәлдігі мен сапасына әсері

Материалдың қалыңдығы, шағылдыру қабілеттілігі және жылу өткізгіштік ескертулері

Құбыр қабырғаларының қалыңдығы лазердің материалға тарап кетуіне нақты әсер етеді, яғни операторлар кесу процесін тұрақты қарқынмен жалғастырып, сапалы кесу сапасын сақтау үшін жиі қуат деңгейін плюс немесе минус 15% аралығында түзетуі тиіс. Басқа қиындықты қола мен мыс туғызады, өйткені олар лазерлік энергияның біраз бөлігін кері жіберіп отырады, сондықтан оларды кесу әдеттегі болатқа қарағанда 20-ден 35 пайызға дейін аз тиімді болып табылады. Ал алюминий жағдайында оның жылуды өте тез өткізу қабілеті бетімен қозғалудың әлдеқайда жоғары жылдамдығын талап етеді. Көптеген цехтар болат үшін жұмыс істейтін жылдамдықпен салыстырғанда шамамен жарым есе немесе екі есе жылдам қозғалу қажеттілігін білдіреді, әйтпесе артық жылу жоғалып кетеді және таза шеттер бұзыла бастайды. 2023 жылы Materials Science and Engineering журналының жақында жарияланған мақаласында бұған ұқсас зерттеулер жүргізілген. Ғалымдар бет бетінің кедір-бұдырлығының мәндерін (Ra өлшеулері деп аталады) өлшегенде, басқа барлық жағдайлар бірдей болғанымен, жылтыр және маталы металл беттері арасындағы айырмашылық шамамен 40% құрады.

Әртүрлі металдар бойынша дәл шектеулерді орындау

Плюс немесе минус 0,1 миллиметр аралығындағы дәл шектеулерді сақтау үшін қандай материалмен жұмыс істеп жатқанымызға байланысты лазердің параметрлерін уақытылы реттеу қажет. Көміртекті болат жылдам кесу жылдамдығын (минутына алтыдан сегіз метрге дейін) сақтап, жоғары дәлдік көрсетеді. Бірақ титан қорытпаларымен жұмыс істеу кезінде жағдай күрделенеді. Осындай материалдарды өңдеу үшін жылу әсер ететін аймақтарды бақылау үшін кесу жылдамдығын онда отызтан қырық пайызға дейін азайту қажет. 45 Роквелл С қаттылығынан асатын қатты болаттар үшін көптеген цехтар алдын-ала қыздыру циклін қолдануды қажетті деп табады. Бұл өте дәл кесіп тастау кезінде пайда болатын кішігірім трещиналарды болдырмауға көмектеседі, оны кейінгі кезеңдерде жою өте қиын болады.

Дайын бөлшектердегі бет сапасы мен қабырғалардың біркелкілігі

Нержелі болаттың қабырғаларының перпендикулярлығы әсіресе қалыңдығы 0,2 мм асатын болса, оның қалыңдығына байланысты. Талшықты лазерлерді пайдаланған кезде, әдетте қалыңдығы 1-ден 3 мм дейінгі жұқа қабырғалы алюминий бөлшектерінің бұрыштық дәлдігі 0,5 градустан төмен болады. Бірақ қалайылы қорытпалар үшін жағдай өзгереді, өйткені жылу кеңеюі бұрыштардың көптеген ауытқуына әкеліп соғады, кейде мақсаттан 1,2-ден 2,0 градусқа дейін ауытқиды. Ал никель қорытпаларын кесу кезінде шеттерді дәл таза ұстау – бұл түрлі ойын. Газ қысымын өте ұқыпты бақылау қажет, оны шамамен плюс немесе минус 0,15 бар ауқымында ұстап тұру керек. Осындай ұқыптылық жоғары өнімділік талап етілетін маңызды қолдануларда бетінің сапасын жоғары деңгейде ұстап тұру үшін аса маңызды.

Лазер түрі мен параметрлері: Түтікше материалына сәйкес келетін технология

Талшықты лазер мен СО2 лазер: Металл түрлері бойынша өнімділік

Металл құбырларды кесу туралы болса, талшықты лазерлер өткізгіш материалдармен жұмыс істеуге ең тиімді таңдау болып табылады. Бұл лазерлер аустенитті болатта 20 микрометрден кем ені бар кесілімдер жасай алады және өткен жылғы секторлық есептерге сәйкес 2 мм қалыңдықтағы материалды минутына шамамен 15-25 метр жылдамдықпен кese алады. Басқа жағынан, CO2 лазерлері ПВХ құбырлармен жақсы кеседі, бірақ алюминий мен мыс сияқты жарқын заттармен жұмыс істегенде қиындықтар туындайды. Сәулелер бұл беттерден шағылып, дұрыс жұтылмайды, сондықтан бұл жұмыстар үшін олардың тиімділігі ә существенно төмендейді.

*2 мм қалыңдық негізінде

Жарқылдағыш немесе тығыз материалдар үшін қуатты, жылдамдықты және фокусты тиімді пайдалану

Рефлекция жасайтын металдармен жұмыс істеген кезде өндірушілер әдетте 500 наносекундтан аз болатын ұстап тұру уақытымен жұмыс істейтін импульсты талшықты лазерлерге кері қайта байланыс жасайды. Бұл металдың бетінен келетін қажетсіз шағылыстарды азайтып, кесу процесін тұрақтандырады. Инконель 718 сияқты тығыз қорытпалар сияқты қиын материалдарды толық өткізу үшін 4-тен 6 киловаттқа дейінгі пиктік қуат беруге қабілетті лазерлік жүйелер қажет. Көптеген цехтар әсіресе әуе-кеңістік өнеркәсібінде дәл кесу тапсырмаларында фокусты басқарудың үлкен пайда әкелетінін байқады. Бұл технологияны енгізгеннен кейін бір компания титан түтіктерден шығатын қалдықтарды 37% азайтты. Олар әртүрлі пішіндегі жүздеген бөлшек пен күрделі геометриялармен жұмыс істеген кезде де плюс немесе минус 0,1 миллиметр дәлдікке сәйкес келетін тұрақтылық деңгейін сақтап қалды.

Зерттеу жағдайы: Әуе-ғарыш сапасындағы титан түтіктерді жоғары дәлдікпен кесу

2024 жылғы зерттеу 1 микрометрлік талшынды лазерлерді пайдаланған кезде олар серіппелі отын жүйелері үшін Ti-6Al-4V түтіктерін шамамен 99,2% дәлдікпен кесіп шығарып алғанын көрсетті. Шын мәніндегі үлкен жетістік инженерлер импульстық жиілікті шамамен 2,5 килогерцке дейін реттеп, азотты көмек көрсету қысымын 12 барға дейін жеткізгенде болды. Осы параметрлерде олар мүлдем қатты микроскопиялық сызаттардан құтылып, қабырғалары бар түтіктерді 18 метр/мин қарқынмен кесіп шығарып алды. Бұл дәстүрлі әдістерге қарағанда 63 пайызбен тезірек болып, шеттердің түп-тұмшасын сақтап қалды.

Түтік лазерлік кесу қолданбаларында материалдарды таңдау бойынша ең жақсы тәжірибелер

Материалды таңдауда құнын, беріктілігін және өңдеу қабілеттілігін теңгеру

Өндірісте пайдаланылатын материалдарды таңдағанда компаниялар бөлшектің шын мәнінде атқаруы тиіс қызметін оны жасауға қаншалықты ақша жұмсау керектігімен үйлестіруі тиіс. ASTM A36 сияқты көміртекті болат кең тарады, өйткені ол үлкен кернеуді шыдайды (450 МПа астам созу беріктігі), лазерлермен сенімді түрде жұмыс істейді және бір метрінің құны төмен болып қала береді. Ал алюминийге ауысу салмақты 60% жеңілдетеді, бірақ лазер операторлары үшін қиындық туғызады, өйткені оларға азот көмегі қажет және металдың лазер сәулесін күшейтіп шағылтынуы себепті тұрақты түрде баптауларды өзгертуге тура келеді. Әуе-космостық қоспалы титан бір метрі үшін шамамен 12-18 долларға қымбаттау тұрады, бірақ қорғаныс жүйелері, медициналық имплантаттар немесе ғарыш кеңістігі компоненттері үшін жобалар жүргізген кезде өндірушілер бұл жолды таңдайды. Осындай арнайы қолданыстар жеңіл болып келгенімен, оңай коррозияға түспейтін, беріктігін сақтайтын және медициналық қолданыста болса адам денесінде проблема туғызбайтын материалдарды талап етеді.

Лазерлік жүйе мүмкіндіктерімен сәйкес келетін құбыр материалдарының қасиеттері

Материалдардың қалыңдығы олардың жылуға әрекеттесуімен қатар біз қандай дәлдікке қол жеткізе алатынымызды анықтайды. Мысалы, нержавеющий болат үшін 3 кВт талшықты лазер 6 мм материалмен жақсы келіседі, бізге шамамен ±0,1 мм дәлдік береді. Бірақ сондай қалыңдықтағы мысқа келсек, жағдай қиынға соғады. Бұл жерде жиектің сапасын сақтау үшін кем дегенде 6 кВт жүйе қажет, оған қоса кері жарық шағылысуынан қорғау құралдары қажет. Жақындағы импульсты талшықты технологияларда нақты прогресс болды. Қазіргі таңда 20 psi азот көмегімен минутына 12 метр жылдамдықпен 8 мм алюминий құбырларды таза кесіп шығуға болады, сонымен қатар тұнбаның пайда болуын болдырмауға болады. Инконель 625 сияқты қиын қорытпалармен жұмыс істегенде операторлар әдетте көміртегі болатпен жұмыс істейтін жылдамдықтан 40% баяу келеді. Бұл ретте қорытпаның келелі қиыншылықтарын ескере отырып, бет бетінің тегістігі Ra 3,2 микрон шамасында сақтау үшін көрсетілген шаралар жасалады және ол жақсы нәтиже деп есептеледі.

ЖИІ ҚОЙЫЛАТЫН СҰРАҚТАР

Құбырларды лазерлік кесу машиналарында ең көп қандай материалдар қолданылады?

Көміртекті болат пен тот баспайтын болат олардың беріктігі мен болжамды лазерлік кесу мінез-құлқына байланысты жиі қолданылады. Алюминий, мыс, қола, инконнель және қатты қорытпалар лазер технологиясымен жиі кесіледі.

Неліктен металдарды кесу үшін КО2 лазерлеріне қарағанда талшықты лазерлер артық?

Қабық лазерлері өткізгіш материалдарды жоғары дәлдікпен кесу қабілетімен, ал CO2 лазерлері жалтырап тұрған металдармен күресуі мүмкін.

Алюминийді лазермен кесу қандай қиындықтармен байланысты?

Алюминий өте шағылыстырмалы және жылуды тез өткізеді, сондықтан тиімді кесу үшін лазерді арнайы орнату және қосымша көмек қажет.