Существует два типа технологии лазерной резки: первый - импульсный лазер для металлических материалов, а второй - непрерывный лазер для неметаллических материалов. Последнее является важной областью применения технологии лазерной резки.
Несколько ключевых технологий станка лазерной резки являются интегрированными технологиями света, машины и электричества. В станке лазерной резки параметры лазерного луча, производительность и точность станка и система числового управления напрямую влияют на эффективность и качество лазерной резки. Особенно для деталей с высокой точностью резки или большой толщиной необходимо освоить и решить следующие ключевые технологии:
Технология управления положением фокусировки
Одним из преимуществ лазерной резки является высокая плотность энергии луча, как правило, 10 Вт/см2. Поскольку плотность энергии обратно пропорциональна площади, диаметр фокусного пятна как можно меньше, чтобы получить узкую щель; в то же время диаметр фокусного пятна также пропорционален глубине фокусировки объектива. Чем меньше фокусная глубина фокусировки объектива, тем меньше диаметр фокусного пятна. Тем не менее, есть брызги в резке, и объектив находится слишком близко к заготовке, чтобы повредить объектив. Таким образом, фокусное расстояние 5 "~ 7,5" (127 ~ 190 мм) широко используется в обычных мощных станках лазерной резки CO2 в промышленных приложениях. Фактический диаметр фокусного пятна составляет от 0,1 до 0,4 мм. Для высококачественной резки эффективная фокусная глубина также связана с диаметром объектива и материалом, который режутся. Например, при резке углеродистой стали с помощью объектива 5" глубина фокусировки находится в пределах +2% от фокусного расстояния, которое составляет около 5мм. Поэтому очень важно контролировать положение фокусной точки относительно поверхности разрезаемого материала. Принимая во внимание такие факторы, как качество резки и скорость резания, принцип - верхний металлический материал 6 мм, фокус делается на поверхности; углеродистая сталь 6 мм, фокус находится над поверхностью; нержавеющая сталь 6 мм, фокус находится под поверхностью. Конкретные размеры определяются экспериментами.
Существует три простых способа определения фокусного положения в промышленном производстве:
(1) Метод печати: режущая головка перемещается сверху вниз, и лазерный луч печатается на пластиковой пластине, а пятно с наименьшим диаметром печати является фокусом.
(2) Метод наклонной пластины: Используйте пластиковую пластину, расположенную наклонно под углом к вертикальной оси, чтобы потянуть ее горизонтально, чтобы найти наименьшую точку лазерного луча в качестве фокуса.
(3) Метод синей искры: снимите сопло, выдуйте воздух, ударьте импульсным лазером по пластине из нержавеющей стали, заставьте режущую головку двигаться сверху вниз, пока наибольшая синяя искра не будет в фокусе.
Для режущего станка траектории полета света из-за угла расхождения луча длина оптического пути ближнего конца и дальнего конца резания различна, а размер луча перед фокусировкой отличается. Чем больше диаметр падающего луча, тем меньше диаметр фокусного пятна. Чтобы уменьшить изменение размера фокусного пятна, вызванное изменением размера луча перед фокусировкой, производители систем лазерной резки в стране и за рубежом предоставляют пользователям некоторые специальные устройства на выбор:
(1) Параллельная световая труба. Это широко используемый метод, который заключается в добавлении коллиматора к выходному концу CO2-лазера для расширения луча. После того, как балка расширяется, диаметр луча становится больше, а угол расхождения становится меньше, так что проксимальный и дистальный концы диапазона режущих работ Размер луча перед фокусировкой почти одинаков.
(2) К режущей головке добавить независимую нижнюю ось движущейся линзы, которая представляет собой две независимые от оси Z части, контролирующие расстояние между соплом и поверхностью материала (подставка). Когда стол станка перемещается или оптическая ось перемещается, луч одновременно перемещается от проксимального конца к дистальной оси F, так что диаметр пятна луча остается неизменным во всей области обработки после фокусировки луча. Как показано на рисунке 2.
(3) Контролируйте давление воды в фокусировке (обычно металлическая отражающая система фокусировки). Если размер луча перед фокусировкой становится меньше, а диаметр фокусного пятна становится больше, давление воды автоматически контролируется, чтобы изменить кривизну фокусировки, чтобы сделать диаметр фокусного пятна меньше.
(4) Добавьте систему компенсации направления x и y на машину для резки по летающей оптической траектории. То есть при увеличении оптического тракта на дистальном конце реза компенсационный оптический путь укорачивается; напротив, когда оптический путь на проксимальном конце резания уменьшается, компенсационный оптический путь увеличивается, чтобы сохранить длину оптического пути неизменной.
