Лазерийн огтлолтын үр дүн нь материалууд энерги хүлээн авах, тарах чадвараас ихээхэн хамаардаг. Тухайлбал металлуудыг авч үзвэл зөөлөн ган болон цагаан хүдрийн шинж чанар нь ялгаатай байдаг. Зөөлөн ган нь дулаан дамжуулах чадвар муутай (ойролцоогоор 15 Вт/мК) тул дулаан нэг цэгт хуримтлагддаг. Цагаан хүдрээс яригч, түүний дулаан дамжуулах чадвар нь хамаагүй сайн (205 Вт/мК) учраас дулаан хурдан тарах бөгөөд нэгэн төрлийн хайлтыг хийхэд төвөгтэй байдаг. Цагаан зэс нь өөр нэгэн онцлог тохиолдол юм. 1 мкм долгионы урттай үед цагаан зэс нь бүх гэрлийн 95%-ийг нь ойлгох бөгөөд энэ ойлт нь лазерын цацрагт тодорхой зохицуулга хийх шаардлагатай болгодог. Шинэ даавуу лазерууд зэсэн дээр 99% хүртэлх энергийг шингээж чаддаг ч цагаан зэсэнд шингээлт нь зөвхөн 60-70% байдаг. Иймд цагаан зэсэн дээр ажилладаг үйлдвэрүүд нь тогтвортой огтлолт хийхийн тулд онцгой арга техник, тоног төхөөрөмж шаарддаг.
Зэс болон энгийн ганг хайчлах үед цаасан лазер нь CO2 системийг бодвол илүү сайн байдаг. Тухайлбал, нарийн ханатай гулзайлтанд илүү хурдан, 30%-иар хурдан огтлолт хийх боломжтой. Шалтгаан нь цаасан лазер нь 1.08 микрон орчим дахь илүү богино долгионы урттай ажилладаг тул зэс шиг металлууд нь илүү сайн шингээдэг. Иймээс энерги алдалт бага бөгөөд цикл илүү богино байдаг. Нөгөө талаар, CO2 лазерууд нь 10.6 микрон дахь илүү урт долгионы урттай байдаг бөгөөд тодорхой ажлуудад илүү сайн ажилладаг. Цагаан тугалга шиг ферро бус металлыг огтлох үед тусгал багатай байдаг тул үйлдвэрлэгчид тогтвортой байдал чухал байдаг тодорхой ажлуудад одоо ч ашигладаг. 2023 оны нисэх онгоцны салбарын сүүлийн өгөгдлүүдийг үзвэл цаасан лазерыг ашиглаж буй компаниуд нь традицион CO2 системтэй харьцуулахад ган огтлох өртгийг метр тутамд дунджаар 18.50 ам.долларын хэмнэсэн байна. Энэ хэмнэлтийн ихэнх нь ажиллагааны үед тусламж өгөх хийг бага хэрэглэснээс болон цахилгааны илүү сайн үр ашгийг хангаснаас шалтгаалан гарч байв.
Гурван хувьсагч нь огтлолын чанарыг шийдвэрлэхэд чухал нөлөө үзүүлдэг:
Нүүрстөрөгчийн гангийн хувьд даралтыг 1.2–1.5 бар -ийн хооронд байлгах нь шлак үүсэлтийг саатуулах, тогтвортой огтлолын чанарыг хангахад чухал юм.
Зэвэрдэггүй болон хөнгөн ган нь аж ахуйн хоолойг лазерээр огтлох 65%-иас илүү нэгжийг эзэлдэг (IMTS 2023) бөгөөд хүч, цавах чадвар, лазерын энергиийн нөлөөнд хурдан урвал өгөх чанарын тэнцвэрээрээ онцлогтой. Эдгээр материалыг 0.5 мм-ээс 25 мм хүртэлх зузааныг боловсруулах боломжтой бөгөөд дулааны нөлөөний бүс нь хамгийн бага байна. Энэ нь нарийн үйлдвэрлэлд тохиромжтой болгож байна.
Аустенитик гангуудын 304 болон 316 гэх мэт төрлүүд нь хромын 18-20 хувийг агуулж байгаагаас ихээр ашигладаг. Энэ нь тэдгээрийг хэтэрхий их химийн болон шүлтээс хамгаалдаг. Ийм материалыг огтлох хувьд одоогийн цахилгаан лазерын технологийн тусламжтайгаар маш нарийн огтлолт хийх боломжтой. Бид 0.1 мм хүртэлх завсар, 15 мм зузаан хоолойд ч дээр доороо 0.05 мм нарийвчлалтай огтлолтыг хэлж байна. Эмнэлгийн тоног төхөөрөмж үйлдвэрлэгчид болон хоолны боловсруулалтын хоолой үйлдвэрлэгчид ийм нарийн нарийвчлалыг шаарддаг. Тэдгээрийн бүтээгдэхүүн нь нарийн ирмэг болон ирмэггүй гадаргуу шаарддаг бөгөөд үйлдвэрлэлийн явцад зөвхөн хөгжилтэй лазерын системүүд л тогтвортой хүртээмжтэй байдаг.
Исэлдүүгүй огтлолт хийхийн тулд 12–16 бар азотын нэмэлт хийг 3–8 мм хром бүхий гангаар хийсэн хоолойд санал болгож байна. Илүү зузаан хэсгүүдэд (10–15 мм), 0.8–1.2 м/мин хурдтайгаар ажилладаг 4 кВт-ын ширмэн лазер нь дулааны гажуудлыг хамгийн бага байлгах үед шлакгүй үр дүнг хангана. Эдгээр параметрүүд нь автомжуулсан үйлдвэрлэлийн орчинд өндөр давтамжийг дэмждэг.
Харьцангуй бага нүүрстөрөгчийн агууламжтай (0.3%-аас бага) зөөлөн ган нь ойролцоогоор 1500 хэм рүү халахад хурдан ууршидаг. Энэ шинж чанар нь зөөлөн ганыг волокон лазер огтлох үйлчилгээнд тухайн байдлаар тохируулдаг. Энгийн 6 кВт-ын лазер системээр ажиллаж буй үед 20 мм зузаан зөөлөн ган цилиндрүүдийг минутанд 2.5 метр хүрэх хурдтайгаар огтлох боломжтой. Огтлолт нь босоо ирмэг үүсгэдэг бөгөөд өнцгийн хазайлт нь бага (дунджаар тал нэгж эерэг эсвэл сөрөг) байдаг тул цаашдын гулсруулах ажлыг хийх шаардлагагүй болгодог. Эдийн засгийн талаас үзвэл энэ төрлийн лазер технологи нь зардлыг хэмнэхэд тусалдаг. FMA-гийн 2023 оны мэдээллээр традицион плазмын огтлолтын арга руу шилжихэд үйл ажиллагааны зардал 23% буурдаг.
Найрлагын гангаас 25 мм-с илүү зузаан хоолойн хувьд импульст лазерын горим (1–2 кГц) дулааны оролтыг хянахад тусалж, холхиныг урьдчилан сэргийлнэ. Хүчилтөрөгчийн суурь дээр үндэслэгдсэн туслах хийн холимог ашиглах нь шлакийг хаях процессыг сайжруулж, 30 мм хэсэгт үлдэгдлийг 40%-иар бууруулна. Энэ нь барилгын болон хүнд машин техник дахь бүтцийн элементүүдийн хэмжээний нарийвчлалыг хангана.
Автомашины үйлдвэрийн нэгдүгээр түгээгч 3D хоолой лазер огтлох аргыг нэвтрүүлэн өдөрт 5,000 шатахууны хоолой үйлдвэрлэж, 99.7% хэмжээний нарийвчлалыг хангажээ. Мөн адил системийг ашиглан SS304 дээрхи онгоцны гидравлик бэхэлгээний хувьд 0.12 мм давтагдах чанарыг хангаж, конвенционал машинчлалтай харьцуулахад боловсруулалтын дараах цагийг 62%-иар буурууллаа.
Цэвэр алюминь гэрлийг маш сайн ойлгож чаддаг бөгөөд бидний ажилладаг лазерын долгионы уртад ойролцоогоор 90% ойлгоно. Мөн дулаан маш хурдан алдагддаг. Эдгээр онцлог нь лазерын энергиийг тогтвортой шингээхэд хүндрэлтэй байдаг. Тэгвэл юу болох вэ? Болгоны дараа хайлмал хэсэг хаа сайгүй тархаж, огтлолын зах ирмэх болно. Түүнчлэн нимгэн ханатай хоолойг үйлдвэрлэхэд элэгсэх нь түгээмэл байдаг. Дулаан дамжуулах чадвар нь мөн нэг сорилтотой тал юм. Алюминь нержавеющий гангаас таван дахин сайн дулаан дамжуулдаг. Иймд цэвэр огтлолт хийж, дараа нь хүссэнгүй хэсэгт нь хуралдсан байдлыг арилгахын тулд операторууд параметрүүдийг маш анхааралтай тохируулах шаардлагатай.
Хавсралт газын азотыг хэрэглэх нь хүчилтөрөгчийн харьцуулахад исэлдэлтийг дээд тал нь 70%-иар бууруулдаг. Энэ технологийг өндөр давтамжтай импульст лазерын горимтой хослуулах (≥2,000 Гц) болон оновчтой холдууд (0.8–1.2 мм) хамт элэгдлийн гадаргуугийн чанарыг 25%-иар сайжруулдаг. Энэ тохируулгууд нь өндөр үнэ цэнэтэй салбарт цэвэр, цавуулаг гадаргуу бүхий холболттой хэсгүүдийг бий болгохын тулд маш чухал байдаг.
Үйлдвэрлэгч нь 2023 онд цахилгаан хөдөлгүүртэй машин баттерейн хайрцагнуудыг 6 киловатт утасны лазерийн тоног төхөөрөмжөөр үйлдвэрлэхдээ дунджаар ±0.05 мм нарийвчлалд хүрсэн байна. Мөн 6xxx цувралын хөнгөн цагаан хоолойг огтлох явцад сонирхолтой нэг зүйлийг анзаарсан байна - температурын өөрчлөлтийг хянасаар хаягдал материалын хэмжээг ихэд бууруулж, хаягдал нь 12%-иос 3%-иас арай их болж буурчээ. Журнал ов Материалс Процессинг Технологид (Journal of Materials Processing Technology) сүүлийн үеийн судалгаануудыг тухайн сэдвийн талаар тэмдэглэсэн байдаг тул машин үйлдвэрлэлд хөнгөн цагааныг ашиглах явдал тодорхой хэмжээгээр нэмэгдэж байгаа юм. Цахилгаан машины үйлдвэрлэгчид одоо өмнө нь гангаар хийгддэг байсан хэсгүүдийн ойролцоогоор дөрөвний нэгийг нь онцгой огтлосон хөнгөн цагаан хэсгээр солих болсон байна.
Одоо цахилгаан цэнхэр туяа нь хайрцагт хувьсгал хийж байгаа бөгөөд дэлхийн суурилуулалтын 68%-ийг эзэлдэг. 1.08 мкм долгионы урт нь CO₂ лазераас илүү шингээлт сайтай байдаг тул 8 мм цагаан тугалганыг цэвэр, хурдан огтлох боломжийг олгодог (1.2–1.8 м/мин). Энэ чадвар нь агааржуулалт, тээвэр, сэргээгдэх эрчим хүчний салбарт энэ технологийг ашиглахад хүргэдэг.
Харьд, цагаан харьд материалтай ажиллахдаа 2023 оны судалгаагаар цацрагийн инфра улаан туяаны урт нь лазерын энерги 95% орчим тусгаж буцаадаг. Энэ тусгал нь оптик хэсэгт асуудал үүсгэдэг бөгөөд боловсруулалтын тогтвортой нөхцлийг барихыг хүндрүүлдэг. Цагаан харьд нь төвөгтэй байдал нэмдэг, учир нь түүнийг огтлоход цайрын элемент нь шатан ууршиж, ирмэг нь жигд бус, материалд нь жижиг нүх үүсгэдэг. Эдгээр асуудлыг шийдэхийн тулд мэргэжилтнүүд ихэвчлэн лазерын импульсийн тохиргооны хамт азотын хийг ашигладаг. Импульс нь хайлалтыг хянахад тусадаг бол азот нь исэлдэлтийг саатуулж, энэ төвөгтэй металтай ажилладаг үйлдвэрлэгчдийн хувьд огтлолтын процессыг илүү таамаглах боломжтой болгож өгдөг.
Одоо эрдэнэ ширийн цэгцтэй зэсийг 1 кВт-аас дээш чадалтай үед 3 мм зузаан хүртэл нь огтлох боломжтой бөгөөд цацрагийн удирдлагын технологийн тусламжтайгаар ойролцоогоор 0.1 мм нарийвчлалтай ажилладаг. Гэхдээ энд нэг онцлог байдаг: зэс нь дулаан сайн дамжуулдаг тул эдгээр огтлолт нь ган материалтай ажиллахтай харьцуулахад 30-40% илүү хугацаа шаарддаг. Энэ боломжийг 1.08 микрометр долгионы урттай лазерын тусламжтайгаар хангаж байгаа бөгөөд зэс нь лазерын цацрагийг ойролцоогоор 22% шингээдэг тул энэ нь уламжлалт CO2 лазераас бараг гурван дахин сайн байдаг. Энэ сайжруулалт нь нарийн цахилгаан дамжуулах хоолой, зузаан ханатай багаж төхөөрөмж, онцгой дулаан солилцооны системийг үйлдвэрлэх боломжийг нээсэн.
Гурван батлагдсан арга нь зэс, том улааныг боловсруулах үйл явцыг сайжруулдаг:
Эдгээр аргууд нь 2 мм хүрэл хоолойг 20 м/мин хурдтай огтлох үед нь дүрс үүсэхийг 62%-иар бууруулдаг.
2023 оны дэлхийн үйлдвэрлэлийн огтлолтын судалгаа ёсоор хүрэл хэсгүүдийн нарийн эрэлт нь бараг эрс нэмэгдсэн боловч одоо ч гэсэн томоохон техникийн саад бэрхшээлүүдийг даван туулж чадаагүй байна. Тусгай төмөрлөг, далай хангамжийн төхөөрөмж, эмнэлгийн төхөөрөмжинд шаардагдах 0.2 мм-ээс бага нарийн нарийвчлалыг ердийн огтлох системүүдээр хийх нь хүндрэлтэй байдаг. Тийм ч гэсэн 6 кВт-ын ширэг лазер нь 8 мм хүрэл хоолойг ойролцоогоор 0.25 градусын нарийвчлалтай огтолж чадна. Гэвч ийм төхөөрөмжийг ажиллуулах нь цагт ойролцоогоор 180 ам.долларын зардалтай байдаг. Ийм өндөр үнэний хүрээнд ихэнх компаниуд энэ төхөөрөмжийг маш чухал үед л ашигладаг бөгөөд ихэвчлэн онцгой нарийн төхөөрөмж болон аэро огторгуйн хэрэглээнд зориулагддаг.
Орчин үеийн хоолойг лазерээр огтлох төхөөрөмжүүд түлхүү материалын дагуу өөр өөр ажиллагаа үзүүлдэг:
| Материал | Дээд зэргийн зузаан (Цахилгаан лазер) | Огтлолын чанар | Чухал үзэл бодлого |
|---|---|---|---|
| Цахилгаан хэрэглэлийн ган | 25 мм | Сайн чанар | Азотын туслах хий шаардлагатай |
| Хярцтай төмс | 30 мм | Өндөр нарийвчлал | Хүчилтөрөгчийн туслах хийгээр дэлгэмэл ажилладаг |
| Алюмин | 15 мм | Сайн | Тусгал бууруулах давхарга зөвлөгдөнө |
| Төмөр | 6 мм | Дунд шатны | Чадлын их лазер (>6 кВт) зөвлөгдөнө |
| Шар бутлуур | 12 мм | Ялгаатай | Пульсын давтамжийг тохируулах нь чухал |
Зэвэрдэггүй ба энгийн ган нь хамгийн ихээр лазерийн цацрагт дүйцэх чанартай бөгөөд ±0.1 мм-аас бага нарийвчлалд хүрдэг. Цайр нь дэгээсийг урьдчилан сэргийлэхийн тулд гангаас 30% хурдан огтлолтын хурд шаарддаг, харин хөнгөн цагааны ойлгоцооны чанар нь амжилтанд хязгаар тавьдаг—2023 оны судалгаагаар үйлдвэрлэгчдийн зөвхөн 42% нь цэвэр хөнгөн цагаантай ажиллахад итгэлтэй үр дүнг тайлагнажээ.
Агаарын тээвэр, эмнэлгийн салбарууд нь 10 мм зузаан хүртэлх титан хоолойг огтлохын тулд волокон лазерыг байнга ашиглаж байна. Үр дүнтэй боловсруулахын тулд дараах шаардлагуудыг хангах ёстой:
Инконел шиг никель дээр суурилсан давхар эрчимтэй хайлш нь лазерийн огтлолтын хэрэглээгээр жилдээ дунджаар 19% өсөж байгаа бөгөөд 1,200°C хүртэлх температурт тэсвэртэй шатангийн хэсгүүдэд онцгой ашиглагдаж байна.
Дөрвөн хүчин зүйл нь лазерын тохируулгын оновчтой утгыг тодорхойлдог:
Шинэ хайлш ажиллах үед оператор нь туршилтын огтлолт хийх ёстой, учир нь бүрэлдэхүүн хэсгийн 0.5% хэлбэлзэл ч огтлох хурдыг 12–15%-иар өөрчилж болно.
Лазер огтлолт нь материалын энерги шингээх, тарах аргаас хамаарна. Зэвэрдэггүй ган, хөнгөн цагаан шиг металлууд нь лазер огтлолтонд өөр өөрсдийн дулааны шинж чанараар нөлөөлдөг.
Цацрагийн лазер нь богино долгионы урт, илүү дээрхэн энерги шингээлтийн благодар зузаан багатай гуурсын хувьд CO2 лазерээс илүү хурд, үр ашигтай байдаг.
Зарим тохируулгын дагуу цаасан лазер нь зэс, хүрэл зэргийг огтлох боломжтой боловч энгийн металлуудтай харьцуулахад илүү их чадал, цаг хугацаа шаарддаг.
Огтлолтын чанарыг сайжруулах, исэлдэлтийг урьдчилан сэргийлэх, материалын төрлөөс хамааран үр ашигтай байдлыг нэмэгдүүлэх зорилгоор азот, хүчилтөрөгч зэрэг туслах хийг ашигладаг.
Тийм ээ, цаасан лазерийг хувийн үр ашигтай байдлаар нь цагаан тугалга огтлоход байнга ашиглаж байна. Хэвийн тохируулга нь цагаан тугалгын гэрлийг ойлгох чанар, дулаан дамжуулах чадварыг тооцоолох шаардлагатай байдаг.
Халуун мэдээ
RT Laser нь лазер тоног төхөөрөмжийн судалгаа, хөгжүүлэлт, үйлдвэрлэл, борлуулалтын чиглэлээр мэргэшсэн үндэсний хэмжээнд хүлээн зөвшөөрөгдсөн өндөр технологийн аж ахуйн нэгж юм. Манай үндсэн бүтээгдэхүүнд шилэн лазер хайчлах машин, гар лазер гагнуурын машин, гулзайлтын машин орно.
Чихэн дахь Бинхо индустриал парк, 6-8 дугаар, Жийян дүүрэг, Жinan хот, Шандонг аймаг, Хятад улс.
Copyright © 2025 by RAYTU LASER Technology Co.,Ltd. бүрэн эзэмшигч Нууцлалын бодлого
EN
