พารามิเตอร์กระบวนการตัดด้วยเลเซอร์มีการกำหนดอย่างไร

การตัดด้วยเลเซอร์เป็นเทคโนโลยีขั้นสูงที่ใช้ลำแสงเลเซอร์ความหนาแน่นสูงแทนเครื่องมือตัดเชิงกลแบบดั้งเดิม มีข้อได้เปรียบที่สำคัญ เช่น ความแม่นยำสูง ความเร็วตัดที่รวดเร็ว ความยืดหยุ่นในการออกแบบ การประหยัดวัสดุผ่านการซ้อนอัตโนมัติ คมตัดที่เรียบ และต้นทุนการประมวลผลต่ำ และมีการปรับปรุงหรือเปลี่ยนอุปกรณ์ตัดโลหะแบบเดิมอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากส่วนประกอบทางกลของหัวตัดด้วยเลเซอร์ไม่ได้สัมผัสโดยตรงกับชิ้นงาน พื้นผิวจึงปราศจากรอยขีดข่วนระหว่างการทำงาน

จากมุมมองของฟิสิกส์และการแปรรูปวัสดุ การตัดด้วยเลเซอร์มีข้อได้เปรียบที่แตกต่างกัน: ความเร็วในการตัดสูง ขอบเรียบและสม่ำเสมอ (มักจะขจัดความจำเป็นในการประมวลผลขั้นที่สอง) โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนน้อยที่สุด (HAZ) และการเสียรูปของวัสดุเล็กน้อย กระบวนการนี้ทำให้เกิดรอยตัดแคบ (โดยทั่วไปคือ 0.1 มม. ถึง 0.3 มม.) และส่งผลให้ขอบปราศจากความเค้นเชิงกลหรือครีบเฉือน เมื่อรวมกับการเขียนโปรแกรม CNC กระบวนการนี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความแม่นยำและความสามารถในการทำซ้ำสูงโดยไม่ทำลายพื้นผิวของวัสดุ สามารถใช้รูปแบบ 2D ที่ซับซ้อนได้ และเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการตัดแผ่นขนาดใหญ่ เป็นทางเลือกที่ประหยัดและประหยัดเวลาอย่างมาก โดยไม่จำเป็นต้องพัฒนาแม่พิมพ์

ระบบตัดด้วยเลเซอร์ประกอบด้วยโมดูลหลักเป็นหลัก รวมถึงแหล่งกำเนิดเลเซอร์ ระบบส่งลำแสง ระบบควบคุมการเคลื่อนที่ CNC หัวตัดปรับความสูงอัตโนมัติ แท่นทำงาน และระบบช่วยก๊าซแรงดันสูง ในระหว่างการประมวลผลจริง พารามิเตอร์หลายตัวมีอิทธิพลต่อคุณภาพและประสิทธิภาพของการตัดโดยรวม พารามิเตอร์เหล่านี้บางส่วนถูกกำหนดโดยข้อกำหนดทางเทคนิคโดยธรรมชาติของเลเซอร์และเครื่องมือกล ในขณะที่พารามิเตอร์อื่นๆ สามารถแปรผันได้และต้องมีการปรับแบบไดนามิกตามเงื่อนไขการประมวลผลเฉพาะ ต่อไปนี้คือพารามิเตอร์กระบวนการหลักหกประการที่กำหนดคุณภาพการตัดด้วยเลเซอร์:

1. โหมดลำแสง

โหมดลำแสงเป็นปัจจัยสำคัญในการกำหนดคุณภาพการตัด โหมดพื้นฐาน (หรือที่เรียกว่าโหมดเกาส์เซียนหรือ TEM00) เป็นโหมดที่เหมาะสำหรับการตัด มีการกระจายพลังงานแบบเกาส์เซียนและความสามารถในการโฟกัสที่ยอดเยี่ยม ซึ่งมักพบในเลเซอร์พลังงานต่ำ (ต่ำกว่า 1 กิโลวัตต์) ในทางตรงกันข้าม ลำแสงหลายโหมดประกอบด้วยโหมดที่มีลำดับสูงกว่าผสมกัน ที่ระดับพลังงานเดียวกัน ลำแสงแบบหลายโหมดจะมีความสามารถในการโฟกัสได้ไม่ดีและมีการกระจายพลังงานที่กระจายมากขึ้น ส่งผลให้ความสามารถในการตัดและคุณภาพการตัดด้อยลงเมื่อเทียบกับเลเซอร์แบบโหมดเดียว (โหมดพื้นฐาน)

2. พลังเลเซอร์

กำลังเลเซอร์ที่จำเป็นสำหรับการตัดขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางกายภาพของวัสดุเป็นหลัก (เช่น การสะท้อนกลับและการดูดซับ) ความหนาของวัสดุ และความเร็วในการตัดชิ้นงาน กำลังเลเซอร์มีอิทธิพลอย่างมากต่อความหนาในการตัด ความเร็วตัด และความกว้างของรอยตัด โดยทั่วไป การเพิ่มกำลังเลเซอร์จะทำให้สามารถตัดวัสดุที่มีความหนามากขึ้นและได้ความเร็วที่สูงขึ้น แม้ว่าจะมีแนวโน้มที่จะเพิ่มความกว้างของรอยตัดด้วยก็ตาม

[การสะท้อนกระบวนการ]

ในการผลิตจริงของคุณ คุณเคยพบกับปัญหาที่—ในการแสวงหาความเร็วที่สูงขึ้น—กำลังเพิ่มขึ้น ส่งผลให้เกิดการตัดที่กว้างเกินไปหรือเกิดการเผาไหม้มากเกินไปเมื่อตัดแผ่นบาง ๆ หรือไม่? เราขอแนะนำให้คุณตรวจสอบแผนภูมิการจับคู่กำลังต่อความหนาสำหรับอุปกรณ์ปัจจุบันของคุณ เพื่อดูว่ายังมีพื้นที่สำหรับการปรับให้เหมาะสมหรือไม่

3. ตำแหน่งโฟกัส

การควบคุมตำแหน่งโฟกัสส่งผลโดยตรงต่อความกว้างของรอยตัดและความหยาบของพื้นผิวการตัด จากประสบการณ์การประมวลผลระดับมืออาชีพ โดยทั่วไปจุดโฟกัสจะอยู่ที่ประมาณหนึ่งในสามของความหนาของวัสดุใต้พื้นผิว ที่ตำแหน่งนี้ ความลึกของการตัดมักจะสูงสุดในขณะที่ความกว้างของรอยตัดจะลดลง ส่งผลให้ได้หน้าตัดตั้งฉากในอุดมคติและคุณภาพการตัดสูง

4. ทางยาวโฟกัส

การเลือกทางยาวโฟกัสต้องมีความสมดุลโดยพิจารณาจากความหนาของวัสดุ เมื่อตัดแผ่นเหล็กที่มีความหนาขึ้น ลำแสงที่มีความยาวโฟกัสยาวกว่าจะถูกนำมาใช้เพื่อให้ได้ระยะโฟกัสที่มากขึ้น ดังนั้นจึงรับประกันความตั้งฉากที่ดีผ่านความหนาของวัสดุ อย่างไรก็ตาม ความยาวโฟกัสที่ยาวส่งผลให้มีเส้นผ่านศูนย์กลางลำแสงใหญ่ขึ้นและความหนาแน่นของกำลังลดลง ส่งผลให้ความเร็วในการตัดช้าลง ด้วยเหตุนี้ จึงมักต้องใช้กำลังเลเซอร์ที่สูงขึ้นเพื่อรักษาความเร็วตัดที่เฉพาะเจาะจง ในทางกลับกัน เมื่อตัดแผ่นบางๆ ควรใช้ลำแสงที่มีความยาวโฟกัสสั้นกว่า ทำให้มีเส้นผ่านศูนย์กลางลำแสงเล็กลงและมีความหนาแน่นของกำลังสูงขึ้น ช่วยให้ตัดได้เร็วมาก

5. ช่วยแก๊ส

การเลือกแก๊สช่วยเหลือและการควบคุมแรงดันมีบทบาทสำคัญในองค์ประกอบของคมตัดและการก่อตัวของขี้โลหะ ตัวอย่างเช่น ออกซิเจน (O2) มักใช้เป็นก๊าซช่วยในการตัดเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ สิ่งนี้ใช้ปฏิกิริยาการเผาไหม้แบบคายความร้อนที่รุนแรงระหว่างเหล็กและออกซิเจนเป็นแหล่งความร้อนเสริมเพื่ออำนวยความสะดวกในกระบวนการตัด ส่งผลให้ได้ความเร็วตัดสูงและคุณภาพคมตัดที่ยอดเยี่ยม โดยเฉพาะการตัดคุณภาพสูงที่ปราศจากเศษผง แรงดันแก๊สเสริมจะต้องถูกกำหนดโดยการพิจารณาปัจจัยอย่างครอบคลุม เช่น ประเภทวัสดุ ความหนาของแผ่น ความเร็วในการตัด และคุณภาพพื้นผิวขอบที่ต้องการ เมื่อแรงดันแก๊สเพิ่มขึ้น พลังงานจลน์จะเพิ่มขึ้น ดังนั้นจึงช่วยเพิ่มความสามารถในการกำจัดกากตะกอนของอุปกรณ์

6. โครงสร้างหัวฉีด

รูปร่างโครงสร้างของหัวฉีดและขนาดของช่องทางออกมีอิทธิพลอย่างมากต่อคุณภาพและประสิทธิภาพของการตัดด้วยเลเซอร์ รูปร่างหัวฉีดทั่วไปในการใช้งานทางอุตสาหกรรม ได้แก่ การออกแบบทรงกระบอก ทรงกรวย และสี่เหลี่ยม เพื่อให้แน่ใจถึงการไหลเวียนของอากาศที่มั่นคง การตัดด้วยเลเซอร์มักจะใช้วิธีการเป่าแก๊สแบบโคแอกเซียล (โดยที่ก๊าซช่วยจะไหลโคแอกเซียลกับลำแสงเลเซอร์) หากกระแสลมไม่โคแอกเชียลกับแกนลำแสง อาจเกิดการกระเด็นมากเกินไปในระหว่างการตัด ส่งผลให้ความเรียบของคมตัดลดลงอย่างมาก เพื่อให้มั่นใจในความเสถียรของกระบวนการ ระยะห่างระหว่างปลายหัวฉีดและพื้นผิวชิ้นงานต้องได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวด (โดยปกติจะอยู่ระหว่าง 0.5 มม. ถึง 2.0 มม.) เพื่อช่วยให้การตัดราบรื่น

เกี่ยวกับ เคเอฟ เลเซอร์

KF Laser เป็นองค์กรเทคโนโลยีขั้นสูงที่มุ่งเน้นการวิจัยและพัฒนา การผลิตและการขายอุปกรณ์เลเซอร์และเครื่องมือกล บริษัทมุ่งมั่นที่จะมอบโซลูชันการประมวลผลด้วยเลเซอร์ที่มีประสิทธิภาพและแม่นยำด้วยนวัตกรรมทางเทคโนโลยีที่ล้ำสมัย ผลิตภัณฑ์หลักของบริษัท ได้แก่ เครื่องตัดไฟเบอร์เลเซอร์ เครื่องเชื่อมเลเซอร์ เครื่องทำเครื่องหมายด้วยเลเซอร์ เครื่องมือกล CNC และอุปกรณ์อื่นๆ

KF Laser ยึดมั่นในปรัชญาการดำเนินธุรกิจ 'คุณภาพต้องมาก่อน ลูกค้าต้องมาก่อน' ด้วยการปรับปรุงเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องและนวัตกรรมผลิตภัณฑ์ จะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์อย่างต่อเนื่อง ตอบสนองความต้องการในการประมวลผลที่หลากหลายของลูกค้า และให้การสนับสนุนทางเทคนิคและโซลูชั่นที่ครอบคลุมแก่ลูกค้า