Як асноўны працэс у сучаснай вытворчасці, тэхналогія лазернай рэзкі выкарыстоўвае лазерны прамень высокай энергетычнай шчыльнасці для дасягнення эфектыўнай апрацоўкі матэрыялу. З моманту нараджэння лазера ў 1960 годзе гэтая тэхналогія пастаянна развівалася і стала пераважным рашэннем для апрацоўкі як металічных, так і неметалічных матэрыялаў. Наступнае ўсебакова аналізуе тэхналогію лазернай рэзкі з такіх аспектаў, як тэхнічныя прынцыпы, асноўныя перавагі, прымяняльныя матэрыялы, сцэнары прымянення і будучыя тэндэнцыі.

 

Асноўны прынцып: Сінэргічны эфект цеплавага эфекту і патоку газу

Пры лазернай рэзкі лазерны прамень высокай магутнасці генеруецца лазерным генератарам, а затым засяроджваецца факусаваннем лінзы ў надзвычай невялікім месцы (звычайна з дыяметрам 0,1 - 0,3 мм), ствараючы шчыльнасць энергіі да 10 ⁶ - 10⁸ У / см². Калі прамень дзейнічае на паверхню матэрыялу, імгненнае нагрэў прымушае матэрыял хутка раставіць, выпарацца або спаліць. Тым часам газ высокага ціску (напрыклад, кісларод або азот), кааксіальны з прамень, аддуе расплаўлены матэрыял, утвараючы гладкі рэжучы шв. Гэты працэс можа быць падзелены на чатыры рэжымы ў адпаведнасці з уласцівасцямі матэрыялу:

1. Параванне рэзкі: Выкарыстоўваецца для неметалічных матэрыялаў, такіх як дрэва і пластык.

2. Плаўленне рэзкі: Падыходзіць для металаў, такіх як нержавеючая сталь і алюмініевы сплав.

3. акісленне рэзкі: Палепшае эфектыўнасць рэзкі вугляроднай сталі праз кісларод - дапамогай спальвання.

4. Кантрольныя пераломы: Выкарыстоўваецца для дакладнага сегментацыі ломкіх матэрыялаў.

 

Тэхнічныя перавагі: рэвалюцыя традыцыйных метадаў апрацоўкі

1. Высокая дакладнасць і высокая хуткасць

Дакладнасць пазіцыянавання можа дасягнуць 0,02 мм, а шырыня рэжучага шва складае толькі 0,1 - 0,3 мм, што робіць яго падыходзіць для дакладных дэталяў на ўзроўні мікрана. Хуткасць рэзкі можа дасягнуць 10 м / хвіліну, у 5 - 10 разоў хутчэй, чым традыцыйная механічная апрацоўка.

2. Высокая якасць рэзкі і нізкі цеплавы ўплыў

Рэз не мае брузак, а грубасць паверхні Ra ≤ 12,5 мкм, зніжаючы неабходнасць у другаснай апрацоўцы. Шырыня цеплавой зоны менш за 0,1 мм, эфектыўна пазбягаючы дэфармацыі матэрыялу.

3. Адаптацыйнасць матэрыялу і гнуткасць

Ён можа апрацоўваць больш за 300 тыпаў матэрыялаў, у тым ліку вугляроднай сталі, тытанавага сплаву, керамікі і кампазітных матэрыялаў, і падтрымлівае рэзку складанай графікі без неабходнасці ў спецыяльных формах.

4. Аўтаматызацыя і энергія - эканомія і ахова навакольнага асяроддзя

Сістэма лічбавага кіравання ЧПУ дазваляе поўную аўтаматызацыю працэсу, павялічваючы хуткасць выкарыстання матэрыялу на 15% - 20% і зніжаючы спажыванне энергіі на 40% у параўнанні з плазменай рэзкай.

 

Прыкладныя матэрыялы і прамысловыя прыкладанні

Класіфікацыя матэрыялу:

- Металічныя матэрыялы: вугляродная сталь (таўшчыня да 30 мм), нержавеючая сталь, сплав тытана (аэракасмічны - клас), медная фальга (для электроннай прамысловасці).

- Неметалічныя матэрыялы: акрыл (для рэкламных знакаў), вугляроднае валакно (для аўтамабільных дэталяў), друкаваныя платы (для электронных кампанентаў).

 

Асноўныя вобласці прымянення:

1. Аўтамабільная вытворчасць: Часткі металічнага ліста кузава, датчыкі падушкі паветра.

2. Аэракасмічная: лопаты рухавіка, структуры кабіны з тытанавага сплаву.

3. Электроніка і электрычныя прылады: Мабільны тэлефон сярэднія кадры, гнуткія друкаваныя платы.

4. Медыцынскае абсталяванне: Дакладная апрацоўка хірургічных інструментаў і артапедычных імплантаў.

 

Тыпы абсталявання і тэхналагічная ітэрацыя

1. CO₂ Машыны для лазернай рэзкі: З даўжынёй хвалі 10,6 мкм, падыходзяць для рэзкі неметалічных і тонкіх металічных матэрыялаў.

2. Валаконныя лазеры: З эфектыўнасцю фотаэлектрычнага пераўтварэння больш за 35%, першы выбар для апрацоўкі металаў.

3. Ультрафіялетавая лазерная абсталяванне: З даўжынёй хвалі 355 нм, выкарыстоўваецца для рэзкі паўправадніковых пластин.

 

Будучыя тэндэнцыі: разумная і зялёная вытворчасць

1. Абнаўленне магутнасці: Ультра - высокая магутнасць абсталявання вышэй за 30 кВт можа прарываць рэзку 100 мм - таўшчыні сталевых пласцін.

2. Інтэграцыя штучнага інтэлекту: алгарытмы машыннага навучання аптымізуюць шлях рэзкі, зніжаючы спажыванне энергіі на 15%.

3. Шматпрацэсная інтэграцыя: Інтэграванае рэзка - зварка - маркіроўка абсталявання паляпшае эфектыўнасць вытворчых ліній.

4. Абарона навакольнага асяроддзя Абнаўленне: Сістэма ачысткі дыму можа фільтраваць 99% цвёрдых часціц.

 

Як асноўная тэхналогія ў эпоху прамысловасці 4.0, лазерная рэзка будзе працягваць рухаць інавацыі і прарывы ў такіх галінах, як дакладнае вытворчасць і новае энергетычнае абсталяванне. Прадпрыемствы, якія прымаюць гэтую тэхналогію, могуць скараціць цыкл распрацоўкі прадукту на 50% і знізіць агульныя выдаткі на 30%, што робіць яго стратэгічным выбарам для павышэння канкурэнтаздольнасці.