EN
Лазердин күчү, ылдамдыгы жана фокустоо контролү
Лазердин күчү материалдын жана четинин сапатына кантип таасир этет
Лазердин күчү материалга түшкөн энергиянын көлөмүн башкарат, ал эми бул кесүү тереңдигин жана четтердин жылтырдыгын аныктайт. Эгерде 0,5 мм чыбындан турган нерседе иштесеңиз, күчүн 300-500 Вт аралыгында кармоо керек, антпесе материал бүрмөлөнөт. Бирок бул аз күч менен 3 мм ден калың материалдарды кесүү кыйын. 4000 Вт жана андан ашык күч колдонсоңуз, CO2 лазери 25 мм карбон көмүртектүү болоттон жасалган материалдарды кесип чыгат. Бирок бул жолу жылууга чөйгөн аймактар пайда болот, алардын туурасы 80-120 микрометр чамалуу болот. 2023-жылгы Өнөр жай лазердери жөнүндөгү докладдын эң соңку маалыматтарына ылайык, ар кандай материалдын калыңдыгына тийешелүү лазер күчүнүн он пайызы чегинде так тактоого болсо, кесүү тактагылыгы жалпысынан он жети пайызга артат.
Кесүү ылдамдыгын тактап, тактагылык жана кесүү орусунун туурасын башкаруу
Минутасына 25 метрден ашык жылдамдыкта кесүү жылуулук аркылуу зыян келтирүүнү азайтат, бирок кээде күрөңдүн кээ бир кыймылдарында кесүүнүн туурасын 12% чейин өзгөртүп алууга болот. Минутасына 5 метрден ашык баяу кесүү иштетүү үч эсе узартса да, 5 мм калындыктагы алюминий бөлүктөр үчүн плюс же минус 0,05 миллиметр тактыкта кесүүнү көп жакшы башкарууга мүмкүнчүлүк берет. Бүгүнкү күндөгү интеллектуалдуу машиналардын жылдамдыгы жарыктын сенсорлору чын убакытта таап бере турган нерсеге жараша секундасына жарым метрден эки метрга чейин өзгөрөт. Бул өндүрүүчүлөргө өндүрүштү түзгөн учурда сапаттуу кесүүнү сактоого мүмкүнчүлүк берет.
Нурлануу тыгыздыгы менен кесүү тактыгында фокустоо позициясынын ролү
Талашкан фокустагы кичи өзгөрүүлөр, мисалы 0.1мм чейин, волокондо иштеген лазерлердин нурлануу тыгыздыгын 40% кысқартууга болот. Фокустук нүктөнү туура тапсаңыз, анда да көп айырмачылык көрүнөт. 10мм акрилди кесүүдө туура позиционирование эрүүчү эритме чачынтыларын 85 микрондон 25 микронго чейин кыскартат. Өткөн жылы «International Journal of Advanced Manufacturing» журналында жарыяланган илимий изилдөөлөрдүн натыйжалары да кызыгуу нерселерди көрсөттү. Цинкованный болотто фокустук позициянын 0.8дон 1.2ммге чейинки өзгөрүшү кесүү бурчугун 5тен 7 градуска өзгөртөт. Бул бурчтарды так тактоо автомобилдик панелдерди жасаганда так тактоо тактыгы менен бүтүмү үчүн маанилүү болгондуктан, бул көп эмес экен сияктуу.
Жогорку тактагы иштөөдө күч, ылдамдык жана фокустун бири-бири менен байланышы
Так кесүү лазердин күчүн, ылдамдыкты жана фокусту синхрондоштуруп башкарууну талап кылат:
- Лазердин кубаттуулугун эки эсе көбөйтүү (2000W â†' 4000W) 18-22% фокусто компенсациялоо талап кылат
- 15м/мин ылдамдыкты көбөйтүү 0,1мм тактыкты сактоо үчүн 25-30W кубаттуулукту түзөтүүнү талап кылат
- 0,25 мм чегинен ашык фокустун ортосуна өтүү Ra ≤1,6 мкм беттик талаңды сактоо үчүн ылдамдыкты 12% кемитүүнү талап кылат
Бул параметрлер сызыктуу эмес ыкмада аракеттенишет, индустриялык системалардын 92% реалдуу убакытта оптимизациялоо үчүн искусствалдык интеллект менен жабдылган прогноздоо моделдерин кабыл алууга түрткү болот.
Кесүү тактыгына таасир этүүчү материалдык касиеттер
Металлдар, пластмассалар жана композиттер боюнча тактыктагы айырмачылыктар
Биз кандай материал менен иштаганыбыздын кесүү тактыгына чоң таасир берет. Коррозияга туруштуу болоттун тактыгы плюс же минус 0,002-дон 0,005 дюймга чейин болуп, алюминийден 70% так болот. Бул коррозияга туруштуу болот исинди бирдей жуттуруп, иштетүүдө бирдей жылынгандыктан. Алюминий болсо жарыкты кайтарып чакырат, жумшак болгондуктан кесүү тактыгы 0,006 дюймга барабар. Пластмассалар жылынгандыктан бүрүлүп кеткендиктен тактык 0,008-0,012 дюйм аралыгында болот. Бул көйгөйдү пульстук модуляция колдонуу менен белиги чегинде чечүү мүмкүн. Композиттер үчүн кесүү тууралуу маалымат бир жактуу эмес, алардын кесүү тууралуу тактыгы бир материалдык заттарга салыштырмалуу 23% арттык. Себеби, катмарлуу курамы лазер жарыгына бирдей реакция көрсөтпөйт, натыйжада өнөмдүн бир туулуксуз болушуна алып келет.
Калын же жогорку чагылдыруучу материалдарды кесүүдө тактыкта кыйынчылыктар
Эки дюймдук болгондо, жыгач кырларынын перпендикулярдуулугу төрттөн бир дюймдук беттерге салыштырмалуу 40% ке азайып калат. Бул өндүрүүчүлөр үчүн көп айырмачылык. Эми бир микрометр узундуктагы жарыктын 95% рефлектордун кайтарып берет, мындай материалдарды кайталап иштетүү керек. Бул көйгөйлөрдүн салтынан, операторлор позициондоо тактыгынын чегинде плюс же минус 0,004 дюйм болуш үчүн, иштөө жылдамдыгын 25% ке чейин азайтуу керек. Бул кыйынчылыктарды чечүүнүн бир нече жолу бар. Көптөгөн современдык кесүү системалары адаптивдүү оптикалык технологияларды жана эки басымдуу газдык жардам берүү системаларын колдонушат. Бул жаңыча жолдор стандарттуу жабдыктардын иштөөсүнө кыйынчылык тудурган материалдар менен иштөөдө бирдей кесүү сапатын сактоого жардам берет.
Жылуу өткөрүмдүүлүк жана кайтаруу: таксыз түзгөн жашырын себепкерлер
Күмүш же мыс сыяктуу жылууну 300 W/mK чегинен ашык өткөрүмдүүлүккө ээ болгон материалдар менен иштөөдө лазер энергиясын эң болбосо 15% чамалуу жоготот. Бул нерсе иштетүү жүрүп жатканда бирдей эмес балкыткан көлдөр пайда болушуна жана кээде керфтин кеңеюүсү 0,0015 дюймга чейин жетүүсүнө алып келет. Бул маселе тегинен металл беттер менен иштөөдө дагы күрттөлөт, анткени алардын кайтаруу көрсөткүчү 80-98% аралыгында болот, лазер шооласынын 30-40% кайра түртүп чыгарат. Шилтемелердин бул кыйынчылыктарын эске алуу менен, бүгүнкү күндө жабдуулар күчтүн деңгээлин үнеми текшерип туруучу жабык системалар менен жабдылат. Бул өзгөртүүлөр материалдын реакциясы менен беттик мүнөздөмөлөрдүн күрт өзгөрүшүнө карабай тактоо чегинин тактыгын сактоого жардам берет.
CNC жана Кыймыл контролдоо системалары тактыкта Лазер бөлүштүрүү
CNC Системалары Микрон деңгээлдеги позициялоо тактыгын камсыз кылууну как улам көрсөтөт
Бүгүнкү күндө алуу үчүн так эсептөөлөрдү CNC (Computer Numerical Control) системалары чоң рол ойнойт. Бул машиналар цифрлуу сызмаларды чыныгы бөлүктөргө айландырып, ISO 9013:2017 стандарттарында белгиленген талаптарга ылайык 5 микронго чейинки чеге менен иштей алышат. Анын иштөө тааныбасы программаланган режимдер боюнча кесүү аспаптарынын траекториясын так аткарып, кененинде адам кеткирүү мүмкүнчүлүгүн жоярып, өндүрүүчүлөргө дагы эң жогорку ылдамдыкта иштөөдө бирдей натыйжалар алууга мүмкүнчүлүк берет. Көп оскүрөктү контроллерлер лазер башынын кыймылы менен материалдын берилүү ылдамдыгы ортосундагы синхронду каржылап, иштөө жүрүшүндө керексиз теребетүүнү болтурбоо үчүн акселерация параметрлерин так баптайт. MITтин 2022-жылы жарыялаган илимий изилдөөсүнөн кийин кызыктуу натыйжалар алынган - жабык системалар кеңдигинде пайда болгон айырмачылыктарды ашыкча ачык системалар менен салыштырганда 34%га чейин кемиткен, бул жерде кыйын ыңгайлуу аба ылдамдыгы үчүн материалдар колдонулган.
Серво жана Степпер Двигательдер Жана Туруктуу Жана Ачык Контурдун Башкаруусу
Бул 20-биттүү ротациялык кодерлер менен жабдылган щеткаларсыз серво моторлор 0,0003 градустагы бурчтарды өлчөөгө мүмкүнчүлүк берет, бул микрон деңгээлиндеги тактоо мүмкүнчүлүгүн билдирет. Бул моторлор кәдимки шагтагы моторлорго салыштырмалуу бирдик көлөмүнө үч эсе көбүрөк крутящий момент берет, ошондуктан алар иштөөдө өз ордунан кыймылдатпай ылдам айланып чыгышат, бул коррозияга төзүмдүү болот кесүүдө чоң тактак кесүү үчүн маанилүү. Туулупкан шлейф системалары менен мотор кодеринин көрсөткүчтөрүнө ылайык кайда тургандыгын текшеришип туруп, катааларды дереу жөнөйтөт, анткени тактык 0,01 мм ичинде сакталат. Производителдердин төрттөн бир бөлүгү өлчөмдүү болот менен иштөөдө ачык шлейф системаларын колдонуп жатышат, бирок күрөң металлдор, мисалы, колем же титан сыяктуу кыйын металлдар менен иштөөдө көптөгөн кесепеттер туулупкан серво моторлорго көчүүдө.
Программалоо жолунун пландоосу жана интерполяция кесүү тактыгына таасир этет
Бүгүнкү күнү кесүүнүн сапаты чын эле жакшы CAM программасына байланыштуу. Интерполяция ыкмаларын караганда, NURBS буга чейинки сызыктуу же айлана ыкмаларына салыштырмалуу айдош болот. Бир нечө тесттер бул органикалык формалар менен иштөөдө бурчтук катааларды үчтөн экиге чейин азайта аларын көрсөттү, бул жөнүндө 2024-жылкы CAD/CAM Альманахында айтылган. Енгизүү процессору иштөөгө 500дон ашык аракет командасын текшерип чыгат. Бул кескич баш кенен багыт өзгөрткөндө пайда болгон кыйынчылыктарды болтурбоого жардам берет. Дагы бир маанилүү өзгөчөлүк - бул алдын ала иштетүү. Медициналык бөлүктөр үчүн (0,1 мм чегинен төмөнгү тактыкты көзөмөлдөгүлө) система автоматты түрдө кесүү башын баяндаштырат. Ошондой эле атайын постпроцессорлорду унутпаш керек. Алар машинасыздын чын жагдайда кандай иштээрин эсепке алат, программалоодо көрсөтүлгөндөй эле 5 микрон айырмачылык менен кесүүнү камсыз кылат.
Тийкардуу машина бөлүктөрү тактыкты камсыз кылат
Тактык лазер бөлүштүрүү лазеринин булагы, шооло таратуу компоненттери жана жардам берүүчү газ механизмдери деген үч негизги подсистемалардын үйлүштүрүлгөн иштешине жараша аныкталат. Бул системалардын дагы тийиштүү калибрлениши жана техникалык көзөмөлдөнөн өндүрүштө ±0,05 мм тактык алууга мүмкүнчүлүк берет (Ponemon Institute, 2023).
Лазер булагынын туруктуулугу жана нур сапаты (M² фактору)
Туруктуу лазер булагы 15% чейинки күчтүн өзгөрүшүн сактайт, бирдей тескелүүнү жана четинин аякталышын камсыз кылат. M² фактору нурдун фокустоого мүмкүнчүлүгүн өлчөйт, 1,3 төмөнкү маанилер тар кесүү үчүн идеалдуу. M² >2,0 болгон машиналарда жылууга тийгич аймактардын туурасы 30% чейин кенейип, натыйжада натыйжада нержи күмүштүн тактыгын төмөндөтөт.
Оптикалык ылайыкташтыруу, линзалардын абалы жана кесүүнүн бирдүүлүгү
| Компонент | Тактыкка тийгизилген таасир | Корумчулук аралыгы |
|---|---|---|
| Коллимациялык линзалар | Фокустун нуру ±0,1 мм айдама | 500 иштөө сааты |
| Нөөттүн абалы | 20–35% кесүүнүн туурасындагы өзгөрүү, эгерде тозгон болсо | 200 кесүү |
Айнадагы тозу лазер шоолосунун интенсивдүүлүгүн 12-18% кемитет, ал эми оптикалык бөлүктөрдүн туура эмес орнотулушу материалдын калыңдыгынын 0,25% эквивалентиндеги фокусто өзгөрүшкө алып келет. Бүгүнкү күндө автоматтык басым датчиктери линзалардын киргизилүүсүнө байланыштуу тактык белгиленген чегинен асабынча операторлорго эскертүү берет.
Көмөктөшүүчү газдын тазалыгы, басымы жана алардын дроссель менен гладкостько таасири
Жогорку тазалыктагы көмөктүү газдар (>99.95%) түстүү металлдордо кырлардын кемчиликтерин алдын алат. Материалга жараша басымдын оңтайлуу деңгээли түрдүү болот:
- Алюминий : 12–15 бар азот дроссельди 40% кемитет, компрессордук аба менен салыштырганда
- Карбондук болот : 1,2–1,5 бар оттек таза кесүүнү берет, бирок ±0,05 бар тактыкты талап кылат
Газдын агымы жетишсиз болсо, кайра кристалдаштыруу катмарынын калыңдыгы 25 µmге чейин артат, көбүнчө кайталап иштөө талап кылынат. Газды убакыт туташ мониторинг кылуу жогорку көлөмдө өндүрүлгөн ортодо кесүүчү баштын батасын 78% кемитти.
Машина каржысы жана тегиздиктин туруктуулугу
Биздин тактага карата татаалдуулук жана машина уясынын туруктуулугу анын тактага карата негизи
Машина конструкциясынын бүткүлдүгү узак мөөнөттүү тактага негиз болот. Граниттен күчөтүлгөн негиз же полимер-композиттен жасалган рамкалуу моделдер стандарттык моделдерге салыштырмалуу теребүүнүн 40% аз болушун камсыз кылат, ал эми жогорку ылдамдыкта иштеп жатканда анын тактыгы ±0,01 мм болот. Дагы да туруктуу деңгээлде кармап турганы үчүн, микродвижениелерди болтурбоо үчүн жана коррозияга туруктуу материалдар термостаттык өзгөрүүлөрдөн келген бүрмөлөнүүнү каршы алат.
Оптикалык жана механикалык тозууну болтурбоо үчүн кадимки техникалык көзөмөл
Лазер оптикасын аптасына бир жолу тазалоо нурдун күчүнүн 98% сакталышын камсыз кылат, ал бир тегиз кесүүлөр менен таза четтер алуу үчүн эң башкы фактор болуп саналат. Ай сайынкы техникалык көзөмөл үчүн интерферометриялык текшерүүлөрдү аткаруу чоң көйгөйлөргө айланып кетүүдөн мурун 0.1 градус чейинки азгында чегеринде таасын аныктайт, мисалы, 0.15 мм чейинки таксыз кесүүлөргө. Эгер дүкөндөр сызыктуу көрсөткүчтөр менен шариктүү чычкандарды уяк менен майлоого көз салса, үйкүлүштөн улам позициянын чегеринин экөөчө бөлүгүнө чейин кемитсе болот. Талаа изилдөөлөрдүн натыйжаларына ылайык, тербелүүнү көзөмөлдөө менен жылуулуктук бейнелөөнүн маалыматтарын камтыган болжолдоо техникалык көзөмөл стратегиясын кабыл алган дүкөндөр убакытсыз машина токтоп калууларын убакыт өткөн сайын үчтөн бирге чейин азайткан. Бул жакшылоолор туруктуу өндүрүш операцияларынын өнүмдүлүгүн жакшыртат.
Температура, Тербелүү жана Нымдуулук: Таштан тактыкка таасир этүүчү факторлор
Эгерде амбиенттик температура максатынан чыгып 2 градус Цельсийге чейин жылып же суулаган болсо, болот бөлүктөр термалдык кеңейет, бул ар бир градустук өзгөрүү үчүн 0.02 миллиметр чейинки позициондоону бузуу мүмкүн. Бул маселени чечүү үчүн, заманбап ишканалар тарткычтын тербелүсүн камтыйт, ошондой эле жердин тербелүшүн 85% кемиткен активдүү изоляциялык технологияны колдонот. Нымдуулук 60% чейин сакталбаса, сезгич оптикалык куралдар менен электрондук бөлүктөрдө күрөң түзүлбөйт. Адатта, жардам берүүчү газдарды таза сактоо үчүн, шүмөктөрдүн тосулушу жана лазер шооласынын иштоо жолундагы чачыроону болтурбоону үчүн аба фильтрация системасы чоң рол ойнойт.
Көп берилүүчү суроолор
Лазер күчү кесүү тактыгына кандай таасир этет?
Лазер күчү материалдын чөккүн тереңдиги менен четинин сапатына таасир этет. Материалдын калыңдыгына ылайык күчтү туура бузуу кесүү тактыгын арттырышы мүмкүн.
Кесүү ылдамдыгы тактыкка кандай таасир этет?
Кесүү ылдамдыгы кесүү кеңдигине таасир этет. Ылдамдыктын жогорку деңгээли кесүү кеңдигинде чоң айырмачылыктарга алып келет, ал эми жабык ылдамдык тактыкты жогорулатат, бирок иштетүүгө көбүрөк убакыт керек.
Лазер кесүүдө фокустун орду неге маанилүү?
Фокустун орду нурдун тыгыздыгына жана кесүү тактыгына таасир этет. Фокустун ордун өзгөртүү эрип чыгууларды камтып, кесүү бурчтарын өзгөртөт, бул так тууралоого талап койлуга кабыл болгон түзүлүштөр үчүн маанилүү.
Материалдын касиеттери лазер кесүүгө кандай таасир берет?
Ынтымак көрсөткүчү жана жылу өткөргүчтүүлүгү сыяктуу материалдын касиеттери кесүү тактыгына чоң таасир көрсөтөт. Металлдар, пластмассалар жана композиттер лазер нуруна ар бири өзгөчө реакция көрсөтөт жана бул толеранттык деңгээлине таасир көрсөтөт.
Лазер кесүү тактыгында CNC системанын ролү кандай?
CNC системалар цифрлук сызмаларды так кыймылдарга которуу менен микрон деңгээлиндеги орун алмаштырууну ишке ашырат, адам катасын камтып, бирдемгө тийиштүүлүгүн жогорулатат.