Mikä on metallin laserleikkausprosessi?

Laserleikkauson tarkka ja tehokas menetelmä metallin ja muiden materiaalien leikkaamiseen suuritehoisella laserilla. Prosessia käytetään laajasti eri teollisuudenaloilla, mukaan lukien valmistus, autoteollisuus, ilmailu ja metallintyöstö, koska se on tarkka, nopeus ja kyky luoda monimutkaisia ​​malleja. Tässä oppaassa kerromme, miten laserleikkaus toimii, siihen liittyvät keskeiset komponentit ja laserleikkaustyypit.

1. Mitä laserleikkaus on?

Laserleikkaus on prosessi, jossa käytetään kohdistettua valonsädettä (laseria) materiaalien, kuten metallien, muovin ja puun, läpi leikkaamiseen tai kaivertamiseen. Lasersäde sulattaa, polttaa tai höyrystää materiaalin jättäen jälkeensä puhtaan, korkealaatuisen leikkauksen ja mahdollisimman vähän jätettä.

2. Laserleikkauksen tärkeimmät osat

- Laserlähde: Lasersäde on peräisin lasergeneraattorista (CO2-, kuitu- tai Nd:YAG-lasereita käytetään yleisesti metallin leikkaamiseen). Laser vahvistetaan ja suunnataan kohti leikkausmateriaalia.

- Tarkennuslinssi: Linssi tai linssisarja tarkentaa lasersäteen pieneen pisteeseen, mikä lisää sen intensiteettiä materiaalin kosketuspisteessä.

- Leikkuupää: Leikkuupää ohjaa lasersäteen materiaaliin. Se liikkuu ohjelmoitua polkua pitkin CNC:n (Computer Numerical Control) tai muiden ohjausjärjestelmien ohjaamana.

- Apukaasu: Kaasua, kuten happea, typpeä tai ilmaa, puhalletaan usein suuttimen läpi auttamaan leikkausprosessia, mikä auttaa poistamaan sulaa materiaalia ja parantamaan leikkauslaatua.

- Materiaalisänky: Metalli asetetaan vakaalle alustalle tai pöydälle, joka tukee materiaalia leikkausprosessin aikana.

3. Laserleikkausprosessi

Laserleikkausprosessi voidaan jakaa seuraaviin vaiheisiin:

Vaihe 1: Suunnittelu ja ohjelmointi

- CAD-suunnittelu: Ensimmäinen askel on luoda suunnittelu osalle tai komponentille, joka on leikattava. Tämä tehdään CAD-ohjelmistolla (Computer-Aided Design). Suunnittelu muunnetaan laserleikkauskoneella luettavaan muotoon, yleensä vektoritiedostoksi.

- CNC-ohjelmointi: Suunnittelu ladataan CNC-järjestelmään, joka ohjaa laserleikkauskonetta. Se muuttaa suunnittelun leikkausohjeiksi, ohjaten laseria kuinka ja missä leikata.

Vaihe 2: Materiaalin valmistelu

- Leikattava metallilevy tai materiaali asetetaan koneen alustalle. Laserleikkauksessa käytettyjä tavallisia metalleja ovat teräs, ruostumaton teräs, alumiini, messinki ja kupari.

Vaihe 3: Laserleikkaus

- Säteen luominen: Laserlähde tuottaa korkeaenergisen valonsäteen, joka sitten fokusoidaan linssien läpi voimakkaan lämpöpisteen luomiseksi.

- Materiaalin kuumennus: Kun kohdistettu lasersäde osuu metalliin, energia imeytyy, jolloin materiaali lämpenee nopeasti ja sulaa, palaa tai höyrystyy.

- Apukaasu: Apukaasu (kuten happi tai typpi) ohjataan leikkausalueelle suuttimen kautta. Se auttaa poistamaan sulan metallin ja roskat, jäähdyttää materiaalia ja parantaa leikkausnopeutta ja tarkkuutta.

 - Miedon teräksen leikkaamiseen käytetään usein happea, koska se reagoi metallin kanssa tuottaen lämpöä ja nopeuttaa leikkausprosessia.

 - Typpeä käytetään materiaaleihin, kuten ruostumattomaan teräkseen, estämään hapettumista ja varmistamaan puhtaan reunan.

- Laserliike: CNC-ohjattu laserleikkauspää liikkuu ohjelmoitua reittiä pitkin suunnittelua seuraten. Laserin nopeus, teho ja polttopiste säädetään materiaalin ja leikattavan metallin paksuuden mukaan.

Vaihe 4: Jäähdytys ja viimeistely

- Kun laser leikkaa materiaalin läpi, apukaasu puhaltaa pois sulan tai höyrystyneen metallin, mikä jättää puhtaan, tasaisen leikkauksen.

- Leikkauksen päätyttyä reunat voidaan tasoittaa tai purseentaa halutusta viimeistelystä riippuen.

- Jäljelle jäävä metalliromu tai jätemateriaali on vähäistä laserin tarkkuuden vuoksi.

4. Metallin laserleikkaustyypit

Laserleikkausmenetelmiä on useita materiaalista ja sovelluksesta riippuen:

A. Höyrystysleikkaus

- Lasersäde lämmittää materiaalin kiehumispisteeseensä, jolloin se höyrystyy. Tämä menetelmä sopii materiaaleille, kuten puulle tai muoville, mutta sitä voidaan käyttää myös ohuille metalleille.

B. Sulatus- ja puhallusleikkaus (fuusioleikkaus)

- Materiaalia kuumennetaan, kunnes se sulaa, ja korkeapaineinen kaasu (usein typpi) puhaltaa sulan metallin ulos leikkauksesta. Tämä menetelmä on yleinen metallien, kuten ruostumattoman teräksen ja alumiinin, leikkaamiseen.

C. Reaktiivinen leikkaus (liekkileikkaus)

- Tämä menetelmä, joka tunnetaan myös nimellä happiavusteinen laserleikkaus, on samanlainen kuin happipolttoaineleikkaus. Leikkausalueelle puhalletaan happea ja metalli reagoi hapen kanssa tuottaen lisälämpöä ja nopeuttaen leikkausprosessia. Tätä käytetään usein paksun teräksen leikkaamiseen.

D. Terminen jännityshalkeilu

- Joitakin hauraita materiaaleja, kuten lasia, voidaan leikata käyttämällä kontrolloitua lämpöjännitystä. Laser indusoi paikallista kuumenemista ja materiaalin jäähtyessä se halkeilee leikkausradalla.

5. Metallin laserleikkauksen edut

- Suuri tarkkuus: Laserleikkaus voi tuottaa erittäin tarkkoja leikkauksia tiukoilla toleransseilla, mikä tekee siitä ihanteellisen monimutkaisiin malleihin.

- Puhtaat leikkaukset: Laser tuottaa sileät, puhtaat reunat, mikä poistaa usein tarpeen toissijaista viimeistelyä.

- Monipuolinen: Laserleikkaus toimii laajalla valikoimalla metalleja ja paksuuksia ohuista levyistä paksumpiin levyihin.

- Vähemmän jätettä: Laserleikkaus on erittäin tehokasta, mikä vähentää materiaalihukkaa verrattuna muihin leikkausmenetelmiin.

- Nopeus: Se tarjoaa nopeammat leikkausnopeudet erityisesti ohuempia metalleja leikattaessa verrattuna perinteisiin menetelmiin, kuten mekaaniseen leikkaukseen.

6. Laserleikkauksen sovellukset metallissa

Laserleikkausta käytetään useilla teollisuudenaloilla, mukaan lukien:

- Autoteollisuus: Metalliosien, kuten alustaosien ja moottorin osien, leikkaamiseen.

- Ilmailu: Luoda tarkkuuskomponentteja lentokoneisiin ja avaruusaluksiin.

- Valmistus: Räätälöityyn metallivalmistukseen, mukaan lukien kiinnikkeet, kotelot ja peltiosat.

- Korujen valmistus: Yksityiskohtaiset metallimallit ja -kuviot.

- Rakentaminen: Teräspalkkien, paneelien ja verhousten leikkaaminen.

Johtopäätös

Metallin laserleikkaus on erittäin tehokas ja tarkka prosessi, joka tarjoaa erinomaisen tarkkuuden, nopeuden ja joustavuuden useilla eri aloilla. Leikkaatpa ohutta metallilevyä tai paksuja teräslevyjä, oikea laserleikkausmenetelmä ja -laitteet voivat parantaa merkittävästi tuottavuutta ja vähentää materiaalihukkaa. Prosessin ymmärtäminen varmistaa paremman laadunvalvonnan ja auttaa valitsemaan sopivimman laserleikkaustyypin tiettyihin metallityöstötarpeisiin.

Dongguan Fu Cheng Xin Communication Technology Co, Ltd on sitoutunut kehittämään, tuottamaan, kokoonpanoon, ODM yhden luukun palvelu laitteiston toimittajia. Tervetuloa tiedustelemaan meitä osoitteessa Lei.wang@dgfcd.com.cn.