A lézercsökkentési technológia megjelenése óta a -20} század közepén, évekig tartó fejlesztés után nélkülözhetetlen feldolgozási módszerré vált a modern gyártásban. A fejlődés számos fő szakaszát az alábbiakban találjuk:
Technológiai embrionális színpad (1960 -as évek)
1960 -ban az első gyakorlati lézer találmánya jelölte meg a lézeres technológia születését. Ugyanebben az évben az amerikai tudósok először megpróbálták lézereket használni az anyagvágáshoz, elsősorban vékony fémlemezek és fúrási lyukak vágására. Az ebben az időszakban a lézercsökkentési technológiát elsősorban a tudományos kutatásban és a katonai területeken használták, és ezt még nem használták széles körben az ipari termelésben.
Korai iparosodás (1970 -es évek)
Az 1970 -es években a lézerek teljesítménye fokozatosan javult, különös tekintettel a CO2 lézerek kialakulására, lehetővé téve a lézercsökkentés alkalmazását az ipari területen. 1975-ben a fém- és nem fém anyagok, például a nagy pontosságú alkatrészek gyártásának feldolgozására elkezdték a lézeres vágógépeket. Ebben a szakaszban a lézercsökkentési technológiát továbbra is korlátozta a magas költségek és az összetett műveletek, és népszerűsége alacsony volt.
Technológiai érettség (1980 -as évek)
Az 1980 -as években a számítógépes numerikus vezérlés (CNC) technológia fejlesztése nagyban elősegítette a lézercsökkentési technológia fejlődését. A lézervágó gépek fokozatosan elérték az automatizálást és a nagy pontosságú vezérlést, és a vágási sebesség és a minőség jelentősen javult. Ezenkívül a szálas lézerek kutatása és fejlesztése tovább kibővítette a lézervágás alkalmazási körét. Ebben az időszakban a lézercsökkentést széles körben használják olyan iparágakban, mint például az autógyártás, az elektronikus termékek és az orvostechnikai eszközök.
Gyors fejlesztési időszak (1990 -es évek)
Az 1990 -es években a lézercsökkentő technológia jelentős áttörést eredményezett az energia és a stabilitás területén. Az ipari automatizálás iránti növekvő kereslet révén a nagy teljesítményű lézerek megjelenése lehetővé tette a vastag fémlemezek vágását. Ugyanakkor a lézercsökkentés költsége jelentősen csökkent, így megfizethetővé téve a kis- és középvállalkozások számára. A globális lézercsökkentési piac gyorsan növekedett ebben a szakaszban, és a technológia fokozatosan népszerűvé vált.
Intelligens és diverzifikált időszak (21. század)
A 21. századba belépő lézercsökkentési technológia belépett az intelligens és diverzifikált fejlesztés szakaszába. A szálas lézerek a piac mainstreamjévé váltak, magas hatékonyságukkal, alacsony karbantartási költségekkel és erős alkalmazkodóképességgel. Ugyanakkor a lézercsökkentő berendezéseket a mesterséges intelligenciával, a nagy adatokkal és a tárgyak internete technológiákkal kombinálják az intelligens termelés és a távvezérlés elérése érdekében. Ezenkívül az ultragyors lézerek fejlesztése mikron szintű és még nanométerszintű precíziós szintet váltott ki, és kibővítette alkalmazását a repülőgép, az orvosi, az elektronika és az új energiamezők területén.
Lézerek generációja
A lézervágás magja a lézer. A lézer az energiát nagy intenzitású sugárzá alakítja a stimulált sugárzási folyamat során. A leggyakrabban használt lézerek a következők:
● CO2 lézer: nem fémes anyagok és néhány fémek vágására alkalmas.
● Szálas lézer: nagy hatékonyságú, erős stabilitás, fémfeldolgozáshoz alkalmas.
● Szilárd lézer: mint például az ND: YAG lézer, alkalmas finom feldolgozásra és mikrofeldolgozásra.
A lézer által kibocsátott lézer magas monokrómitással, nagy iránymutatással és nagy energia sűrűséggel rendelkezik, alapvető fényforrást biztosítva a vágáshoz.
Gerenda -fókuszálás
A lézernyalábot az anyag felületére koncentrálják egy fókuszáló tükör vagy egy száloptikai sebességváltó rendszeren keresztül, hogy egy nagyon kicsi fókuszt teremtsenek. A fókuszálás után a folt átmérője általában tíz mikron és több száz mikron között van, és az energia sűrűsége akár 10⁶ -10 ⁹ ⁹ W/cm² -re is lehet. Ez a nagy energia sűrűség miatt az anyagot rövid időn belül elolvadják, párologtatási vagy akár plazma állapotba. A fókuszált gerenda pontossága közvetlenül meghatározza a vágás minőségét, így a nagy teljesítményű fókuszáló rendszer a lézercsökkentés fontos része.
Anyagok termikus hatása
Amikor a fókuszált lézernyalábot az anyag felületén besugárzzák, az anyaggal reagál az anyaggal. A konkrét folyamat magában foglalja:
● A fényenergia abszorpciója: Az anyag felülete elnyeli a lézer energiát, és hőenergiává alakítja.
● Helyi fűtés: A nagy energia sűrűség miatt a besugárzási pont gyorsan felmelegszik az olvadáspontra vagy a forráspontra.
● Anyag eltávolítása: Az olvadt vagy párologtatott anyagot a vágási terület eltávolítja, hogy bemetszést képezzen.
A termikus hatás módja szerint a lézercsökkentés a következő módokra oszlik:
● Olvadásvágás: A lézer megolvasztja az anyagot, és az olvadt anyagot kiegészítő gáz fújja el.
● Párolási vágás: A lézer közvetlenül elpárologtatja az anyagot, amely alkalmas a nagy pontosságú mikromaganatokhoz.
● Oxidáció vágása: A lézer melegíti az anyagot, és reagál az oxigénnel, hogy javítsa a vágási hatékonyságot.
A kiegészítő gáz szerepe
A kiegészítő gázt, például az oxigént, a nitrogént vagy a sűrített levegőt általában a lézer vágás során vezetik be. Funkciói között szerepel:
● Az olvadt anyag eltávolítása: A kiegészítő gáz az olvadt vagy párologtatott anyagot a vágási területről távolítja el, hogy a tiszta bemetszést biztosítsa.
● Hűtőanyag: Az anyag túlmelegedésének megakadályozása és a vágóél deformációja.
● Az égési támogatás: Az oxidációvágás során az oxigén reagálhat az anyaggal, hogy javítsa a csökkentési sebességet és a minőséget.
A különféle anyagok és vágási követelmények meghatározzák a kiegészítő gáz típusát és nyomását. Például az oxigén alkalmas szénacél vágására, míg a nitrogént a rozsdamentes acél és az alumínium kiváló minőségű vágására használják.
Vezérlőrendszer lézercsökkentéshez
A modern lézervágó berendezések általában numerikus vezérlő (CNC) rendszerrel vannak felszerelve, amely nagy pontosságú és automatizált feldolgozást érhet el. A vezérlőrendszer fő funkciói a következők:
● A pálya tervezése: A lézerfej mozgási útjának pontosan ellenőrizze a tervezési rajzok szerint.
● Teljesítményszabályozás: Állítsa be a lézerteljesítményt az anyagnak és a vastagság vágásának megfelelően.
● Fókuszálási helyzet -szabályozás: A legjobb vágási hatást egy dinamikus fókuszáló rendszeren keresztül tartsa fenn.
Az intelligens vezérlőrendszerek alkalmazása jelentősen javította a lézercsökkentés pontosságát és hatékonyságát.
A vágási folyamat kialakulása
A lézercsökkentést pont-pont fűtéssel és anyag eltávolításával fejezik be. A vágási folyamat a következő lépéseket tartalmazza:
● Piering: A lézernyaláb először egy kis lyukat üt az anyag felületére.
● Vágó sáv képződése: A lézerfej mozog a beállított pálya mentén, és fokozatosan befejezi a vágást.
● A vágás befejezése: A vágási folyamat befejezése után a kiegészítő gáz eltávolítja a maradékot, hogy sima vágási felületet képezzen.
Mutassa be a lézercsoport fő alkotóelemeit
Lézergenerátor
A lézergenerátor a lézervágógép alapkomponense, amely felelős a nagy energiájú lézersugár előállításáért. A lézerek gyakori típusai a szálas lézerek, a CO2 lézerek és a lemez lézerek. Közülük a szálas lézereket a nagy hatékonyság, az alacsony karbantartási költségek és az alkalmazások széles skálájának részesítik előnyben.
● Szálas lézerek: fémvágáshoz alkalmas, stabil sugárminőséget biztosítva.
● CO2 lézerek: nem fémes anyagvágáshoz, gyors vágási sebességgel.
● Lemezes lézerek: nagy pontosságú feldolgozáshoz, erős alkalmazkodóképességgel.
Lézerfej
A lézerfejet a lézersugár fókuszálására, a lézerenergia koncentrálására az anyag felületére és a hatékony vágás elérésére használják. A lézerfej általában a következő kulcskomponenseket tartalmazza:
● A lencse fókuszálása: biztosítja, hogy a lézernyaláb nagyon fókuszált legyen, befolyásolva a vágási pontosságot.
● Védő lencse: megakadályozza a salak és a por szennyeződését a lencsének, meghosszabbítva a berendezés élettartamát.
● Automatikus fókuszfunkció: Állítsa be a fókusztávolságot a különböző vastagságú anyagokhoz való alkalmazkodáshoz és a munka hatékonyságának javításához.
CNC rendszer
A CNC -rendszer a lézercsökkentő gép agya, amely a lézerfej mozgási pályáját és vágási paramétereit vezérli. A nagy teljesítményű CNC rendszerek a következő funkciókat érhetik el:
● Pontos útvonaltervezés: Javítsa a vágási pontosságot és csökkentse az anyaghulladékot.
● Multi-tengelykapcsolat-vezérlés: A komplex minták vágása.
● Felhasználói felület optimalizálása: A operátorok számára kényelmes a paraméterek és a monitor beállítása.
Meghajtó rendszer
A meghajtórendszer meghatározza a lézercsökkentőgép mozgási sebességét és pontosságát. A közös meghajtó rendszerek a következők:
● Szervo motor: nagy pontosságú mozgásvezérlést biztosít és alkalmas nagysebességű vágáshoz.
● léptetőmotor: egyszerű szerkezet, olcsó, közepes és alacsony sebességű vágáshoz.
● Lineáris motor: Nagy dinamikus válaszadási alkalmakkor használják a feldolgozási hatékonyság javítására.
Ágyszerkezet
Az ágyszerkezet a lézer vágógép támogatásának kulcsfontosságú része, stabilitása közvetlenül befolyásolja a vágási hatást.
● A portál szerkezet: erős merevség, alkalmas a nagy formátumú feldolgozásra.
● Konzolos szerkezet: alkalmas kis és közepes méretű anyagok vágására.
● Méhsejt -munkapad: Csökkentse a lézer visszatükrözését és javítsa a feldolgozási biztonságot.
Kiegészítő gázrendszer
A kiegészítő gázrendszert a vágás minőségének javítására használják. A közönséges gázok közé tartozik az oxigén, a nitrogén és a sűrített levegő.
● Oxigén: felgyorsítja a fém oxidációját és növeli a vágási sebességet.
● Nitrogén: megakadályozza az anyag oxidációját, és alkalmas a magas színvonalú vágáshoz.
● Sűrített levegő: gazdaságosság és praktikus, vékony lemezvágáshoz alkalmas.
Hűtőrendszer
A hűtőrendszer biztosítja a lézergenerátor és más alkatrészek normál működését magas hőmérsékleti körülmények között.
● Vízhűtési rendszer: A nagy teljesítményű lézerfelszerelésekben széles körben használják, jelentős hűtési hatással.
● Léghűtési rendszer: Kis lézeres berendezésekhez, egyszerű szerkezetű és egyszerű karbantartással.
Füst és por eltávolító rendszer
A füst- és por eltávolító rendszer fontos része a működési környezet védelmének, amely hatékonyan eltávolítja a vágási folyamat során előállított füstöt és port.
● Szűrőmodul: Finom részecskéket rögzít a környezet és az emberi egészség védelme érdekében.
● Kimaszító eszköz: Hatékony szellőztetést biztosít és fenntartja a műhely levegőminőségét.
Lézergép alkalmazása a lézercsökkentés területén
A fém anyagok hatékony vágása
A lézervágást széles körben használják a fém anyagok feldolgozásában, különösen olyan fémek esetén, mint például a rozsdamentes acél, az alumínium és a réz, és nagyon finom vágóéleket biztosíthatnak. A lézergép nagy hőmérsékleten melegíti a fémet egy erőteljes lézersugaron keresztül, és gyorsan megolvasztja, és az olvadt fémet légárammal fújja el a vágás befejezéséhez. A lézercsökkentés nem igényel penészt, és gyorsan előállíthatja a komplex formák részeit, csökkentve a termelési költségeket és az időt.
Nem fémes anyagok vágása
A fémek mellett a lézergépeket széles körben használják a nemfémes anyagok vágásában. A lézervágás pontosan levághatja a különféle anyagokat, például műanyagokat, fa, bőr és papírt. Ezekben a nem fémes anyagokban a lézercsökkentés nemcsak a vágási pontosságot biztosítja, hanem nem is okoz anyagi deformációt, és a vágóél sima, csökkentve a későbbi feldolgozás szükségességét.
A komplex formák precíziós megmunkálása és vágása
A lézervágó technológia nagy pontosságú vágást érhet el, különösen olyan alkatrészeknél, amelyek komplex kontúrokat igényelnek. Például a lézergépek vághatnak görbéket, kerek lyukakat, mikro-lyukakat és egyéb formákat, amelyek alkalmasak a precíz elektronika, mechanikus alkatrészek és dekoratív minták gyártására. A lézergépek rugalmassága fontosvá teszi a penészgyártásban, az űrben, az autóiparban és más iparágakban.
