วิธีการตัดอลูมิเนียมเลเซอร์

โอกาสของเลเซอร์ตัดอลูมิเนียมส่วนประกอบมักจะทำให้นึกถึงความแม่นยำและความเร็ว . แต่ผู้ผลิตจำนวนมากเข้าหาวัสดุนี้ด้วยความระมัดระวังเนื่องจากความท้าทายที่เป็นเอกลักษณ์ .

การสะท้อนแสงและการนำความร้อนสูงของอลูมิเนียมสามารถทำให้การตัดที่สะอาดและแม่นยำเป็นเรื่องยาก . คุณได้ดิ้นรนกับ dross, การบิดเบือนหรือการเริ่มต้นการตัดในอลูมิเนียมหรือไม่? คุณไม่ได้อยู่คนเดียว . คู่มือนี้จะเปลี่ยนความท้าทายเหล่านั้นให้เป็นชัยชนะ .

ทำความเข้าใจวิธีการอย่างมีประสิทธิภาพเลเซอร์ตัดอลูมิเนียมมีความสำคัญในหลายอุตสาหกรรม . การบินและอวกาศยานยนต์การออกแบบสถาปัตยกรรมและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดพึ่งพามัน . ความต้องการชิ้นส่วนอลูมิเนียมที่มีน้ำหนักเบาและทนทานเพิ่มขึ้นทุกวัน .}}}}}

บทความนี้นำเสนอภาพรวมที่ครอบคลุม . เราจะครอบคลุมการโต้ตอบกับวัสดุเลเซอร์สำรวจระบบที่แตกต่างกันและจัดการกับอุปสรรคทั่วไป . วิธีการทีละขั้นตอนจะช่วยให้คุณเชี่ยวชาญการตัดเลเซอร์อลูมิเนียม.

หลักการของการมีปฏิสัมพันธ์กับวัสดุเลเซอร์กับอลูมิเนียม

เมื่อลำแสงเลเซอร์กำลังสูงมีปฏิสัมพันธ์กับอลูมิเนียมปรากฏการณ์ทางกายภาพหลายอย่างเกิดขึ้นที่กำหนดกระบวนการตัด . ลักษณะของอลูมิเนียมมีผลต่อปฏิสัมพันธ์นี้อย่างมีนัยสำคัญ:

• การไตร่ตรอง:อลูมิเนียมสะท้อนให้เห็นถึงความยาวคลื่นเลเซอร์ทั่วไปโดยเฉพาะเลเซอร์ CO2 . ส่วนสำคัญของพลังงานเลเซอร์สามารถสะท้อนได้ลดประสิทธิภาพการตัดและอาจสร้างความเสียหายให้กับแสงเลเซอร์
• การดูดซึม:สำหรับการตัดที่จะเกิดขึ้นอลูมิเนียมจะต้องดูดซับพลังงานเลเซอร์เพียงพอที่จะละลายและระเหย . อัตราการดูดซับได้รับอิทธิพลจากสภาพพื้นผิวของวัสดุ (e . g . ชั้นออกไซด์ความขรุขระ) อุณหภูมิ
• การละลายและการระเหย:เมื่อพลังงานเพียงพอที่จะดูดซึมอลูมิเนียมที่จุดโฟกัสของลำแสงเลเซอร์ร้อนขึ้นอย่างรวดเร็วละลายและระเหยเป็นบางส่วน .
• หลอมละลาย:ก๊าซช่วย (โดยทั่วไปแล้วไนโตรเจนหรือออกซิเจน) จะใช้โคแอกซ์กับลำแสงเลเซอร์ . เจ็ทก๊าซนี้จะส่งผลให้วัสดุหลอมเหลวและไอระเหยออกจาก kerf ที่ถูกตัดทำให้เกิดการตัด . ประสิทธิภาพของการหลอมละลาย
• การนำความร้อน:อลูมิเนียมมีค่าการนำความร้อนสูง . ซึ่งหมายถึงพลังงานความร้อนที่ส่งโดยเลเซอร์แพร่กระจายอย่างรวดเร็วไปทั่ววัสดุ . ในขณะที่สิ่งนี้สามารถเป็นประโยชน์ในการใช้งานบางอย่าง
• การก่อตัวพลาสมา:ที่ความเข้มของเลเซอร์ที่สูงมากพลาสมา (ก๊าซไอออนไนซ์) สามารถก่อตัวขึ้นเหนือชิ้นงาน . พลาสมานี้สามารถดูดซับหรือกระจายลำแสงเลเซอร์ที่เข้ามาลดพลังงานไปถึงวัสดุและส่งผลกระทบต่อการตัด .

การทำความเข้าใจหลักการเหล่านี้เป็นขั้นตอนแรกในการเพิ่มประสิทธิภาพอลูมิเนียมตัดเลเซอร์กระบวนการและเอาชนะความท้าทายโดยธรรมชาติ .

ระบบเลเซอร์สำหรับการตัดอลูมิเนียม

การเลือกระบบเลเซอร์ที่เหมาะสมนั้นเป็นสิ่งสำคัญยิ่งสำหรับประสิทธิภาพและมีประสิทธิภาพตัดอลูมิเนียมด้วยเลเซอร์เทคโนโลยี . ประเภทหลักของเลเซอร์ที่ใช้ ได้แก่ เลเซอร์ไฟเบอร์เลเซอร์ CO2 และในระดับที่น้อยกว่าคือเลเซอร์ ND: YAG .

เลเซอร์ไฟเบอร์

เลเซอร์ไฟเบอร์ได้กลายเป็นเทคโนโลยีที่โดดเด่นสำหรับแผ่นอลูมิเนียมตัดด้วยเลเซอร์และแผ่น .

ความยาวคลื่น:โดยทั่วไปประมาณ 1 . 06 ถึง 1 . 08 ไมโครเมตร (μm) ความยาวคลื่นที่สั้นกว่านี้จะถูกดูดซึมได้อย่างง่ายดายมากขึ้นโดยอลูมิเนียมเมื่อเทียบกับความยาวคลื่นที่ยาวขึ้นของเลเซอร์ CO2 ที่ยาวขึ้นซึ่งนำไปสู่การถ่ายโอนพลังงานที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

ข้อดี:

• การดูดซึมที่สูงขึ้นโดยวัสดุสะท้อนแสงเช่นอลูมิเนียม .
• ความเร็วในการตัดที่เร็วขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับอลูมิเนียมหนาบางถึงปานกลาง .
• ต้นทุนการดำเนินงานที่ลดลงเนื่องจากประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่สูงขึ้นและการบำรุงรักษาที่ลดลง (ไม่มีก๊าซ lasing, กระจกน้อยลง) .
• คุณภาพของลำแสงที่ดีขึ้นช่วยให้ขนาดของจุดที่ละเอียดยิ่งขึ้นและการตัดที่ซับซ้อน .
• ความสามารถในการตัดส่วนอลูมิเนียมที่หนาขึ้นด้วยรุ่นพลังงานที่สูงขึ้น .

ข้อควรพิจารณา:สามารถผลิตขอบที่หยาบกว่าเล็กน้อยบนอลูมิเนียมหนามากเมื่อเทียบกับเลเซอร์ CO2 ในบางกรณีแม้ว่าเทคโนโลยีจะปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง .

เลเซอร์ CO2

เลเซอร์ CO2 เคยเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรม แต่เผชิญกับความท้าทายมากขึ้นด้วยอลูมิเนียม .}

ความยาวคลื่น:โดยทั่วไปประมาณ 10 . 6 ไมโครเมตร (μm) . การสะท้อนแสงของอลูมิเนียมสูงมากที่ความยาวคลื่นนี้

ข้อดี:

• สามารถสร้างขอบตัดที่เรียบมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งบนวัสดุที่หนาขึ้นหากพารามิเตอร์ถูกหมุนอย่างสมบูรณ์แบบใน .
• ในอดีตพวกเขามีราคาซื้อเริ่มต้นที่ต่ำกว่าแม้ว่าช่องว่างนี้จะแคบลง .

ข้อเสียของอลูมิเนียม:

• การสะท้อนแสงสูงจำเป็นต้องมีพลังที่สูงขึ้นในการเริ่มต้นการตัดและสามารถนำไปสู่การสะท้อนกลับซึ่งอาจสร้างความเสียหายให้กับเลเซอร์ .}
• ความเร็วในการตัดช้ากว่าเมื่อเทียบกับเลเซอร์ไฟเบอร์บนอลูมิเนียม .
• ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานที่สูงขึ้น (ก๊าซ lasing, การบำรุงรักษากระจก, ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าลดลง) .

เลเซอร์ CO2 สามารถตัดอลูมิเนียมได้หรือไม่?ใช่ แต่มันมีประสิทธิภาพน้อยกว่าและท้าทายกว่าด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์ . เลนส์พิเศษและการควบคุมพารามิเตอร์อย่างระมัดระวังจำเป็นต้องใช้ . การตัดอลูมิเนียมกับเลเซอร์ CO2มักจะต้องใช้พลังงานมากขึ้น . เช่นคำถามของเลเซอร์ CO2 100W สามารถตัดอลูมิเนียมได้หรือไม่โดยทั่วไปแล้วจะพบกับ "ไม่" สำหรับความหนาในทางปฏิบัติใด ๆ

ND: เลเซอร์ yag

เลเซอร์ Neodymium-doped อลูมิเนียมอลูมิเนียม (ND: YAG) เป็นเลเซอร์โซลิดสเตตคล้ายกับเลเซอร์ไฟเบอร์ในบางแง่มุม .}

ความยาวคลื่น:โดยทั่วไป 1 . 064 ไมโครเมตร (μm) คล้ายกับเลเซอร์ไฟเบอร์ที่ให้การดูดซึมที่ดีโดยโลหะ

ข้อดี:

• เหมาะสำหรับการตัดและอลูมิเนียมเชื่อม.
• มันสามารถเป็นพัลส์ซึ่งเป็นประโยชน์สำหรับการควบคุมอินพุตความร้อนและการตัดรายละเอียดที่ซับซ้อนหรือส่วนประกอบที่ไวต่อความร้อน .}

ข้อเสีย:

• โดยทั่วไปจะมีพลังงานและประสิทธิภาพเฉลี่ยต่ำกว่าเมื่อเทียบกับเลเซอร์ไฟเบอร์พลังงานสูงที่ทันสมัยที่ใช้สำหรับการตัดส่วนหนา .
• การบำรุงรักษาเวอร์ชันที่ติดตั้งหลอดไฟอาจสูงกว่าเลเซอร์แบบพัมพัมไดโอดหรือไฟเบอร์ .
• พบได้ทั่วไปในแอพพลิเคชั่นที่ต้องการพลังงานชีพจรสูงสุดเช่นการทำเครื่องหมายการแกะสลักหรือการดูดไมโครแบบพิเศษมากกว่าการตัดโลหะแผ่นจำนวนมาก .

การเปรียบเทียบระบบเลเซอร์สำหรับการตัดอลูมิเนียม

ข้อมูลเชิงลึกของผู้เชี่ยวชาญ:"สำหรับแอปพลิเคชันส่วนใหญ่ที่เกี่ยวข้องเลเซอร์ตัดอลูมิเนียมตอนนี้เลเซอร์ไฟเบอร์เป็นเทคโนโลยีไปสู่ . ประสิทธิภาพความเร็วและความสามารถในการจัดการธรรมชาติสะท้อนแสงของอลูมิเนียมไกลเกินดุลเลเซอร์ CO2 ในโดเมนเฉพาะนี้ . เราได้เห็นการเปลี่ยนแปลงอย่างมากในอุตสาหกรรมในทศวรรษที่ผ่านมาใบเสนอราคาดัดแปลงมาจากการสนทนาในอุตสาหกรรม .

การเอาชนะความท้าทายในการตัดเลเซอร์อลูมิเนียม

การตัดด้วยเลเซอร์อลูมิเนียมอย่างมีประสิทธิภาพต้องการการจัดการกับคุณสมบัติของวัสดุที่เป็นเอกลักษณ์ . ที่นี่เป็นความท้าทายและกลยุทธ์ทั่วไปที่จะเอาชนะพวกเขา:

การสะท้อนกลับสูง

ท้าทาย:อลูมิเนียมสะท้อนให้เห็นถึงลำแสงเลเซอร์ส่วนใหญ่โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากเลเซอร์ CO2 . สิ่งนี้จะช่วยลดประสิทธิภาพการตัดและสามารถทำลายเลนส์เลเซอร์เนื่องจากการสะท้อนกลับ .}

วิธีแก้ปัญหา:

• ใช้เลเซอร์ไฟเบอร์:ความยาวคลื่นที่สั้นกว่าของพวกเขาจะถูกดูดซึมได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยอลูมิเนียม . ทันสมัยที่สุดเครื่องตัดเลเซอร์อลูมิเนียมระบบเป็นไปตามเส้นใย .
• เพิ่มกำลัง:ความหนาแน่นพลังงานที่สูงขึ้นสามารถช่วยเอาชนะการสะท้อนเริ่มต้น .
• การปรับเปลี่ยนพื้นผิว (น้อยกว่าทั่วไป):การใช้การเคลือบแบบดูดซับ (e . g . สเปรย์หรือหมึกพิเศษ) สามารถปรับปรุงการดูดซับพลังงานเริ่มต้นแม้ว่าสิ่งนี้จะเพิ่มขั้นตอนพิเศษและค่าใช้จ่าย .}
• มุมของอุบัติการณ์:ระบบขั้นสูงบางระบบอาจอนุญาตให้เอียงหัวตัดเล็กน้อยแม้ว่านี่จะซับซ้อน .

การนำความร้อนสูง

ท้าทาย:อลูมิเนียมจะกระจายความร้อนออกจากโซนตัด . อย่างรวดเร็วซึ่งหมายความว่าจำเป็นต้องใช้พลังงานเลเซอร์มากขึ้นในการละลายวัสดุและโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (HAZ) อาจมีขนาดใหญ่ขึ้นอาจนำไปสู่การบิดเบือน .}

วิธีแก้ปัญหา:

• ความหนาแน่นพลังงานสูงขึ้น:ลำแสงโฟกัสที่มีพลังงานสูงช่วยในการป้อนความร้อนได้เร็วกว่าที่สามารถทำได้ .}
• ความเร็วในการตัดที่เร็วขึ้น:ลดเวลาสำหรับความร้อนในการแพร่กระจาย .
• เลเซอร์พัลส์:การใช้โหมดเลเซอร์พัลซิ่งสามารถส่งพลังงานสูงสุดสูงสำหรับการหลอมละลายในขณะที่ลดอินพุตความร้อนโดยรวม .
• การระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพ:การสนับสนุนชิ้นงานที่เหมาะสมและบางครั้งการระบายความร้อนที่ใช้งานอยู่ (e . g ., ตารางระบายความร้อนด้วยน้ำสำหรับส่วนที่หนามาก) สามารถช่วยจัดการความร้อน .

การก่อตัวของน้ำแข็ง (ขอบล่าง)

ท้าทาย:Dross เป็นวัสดุหลอมเหลวที่ได้รับการแก้ไขซึ่งยึดติดกับขอบด้านล่างของการตัด . มันเป็นปัญหาทั่วไปในการตัดเลเซอร์อลูมิเนียม.

วิธีแก้ปัญหา:

• เพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์การตัด:ความเร็วในการตัดแบบปรับแต่ง, พลังงานเลเซอร์, ช่วยแรงดันแก๊สและการหยุดยั้งหัวฉีด .}
• ช่วยเหลือการเลือกแก๊ส:โดยทั่วไปแล้วไนโตรเจน (N2) เป็นที่ต้องการเป็นก๊าซช่วยสำหรับอลูมิเนียมเนื่องจากมันให้ขอบที่สะอาดและปราศจากออกไซด์และช่วยขับออกมา . ออกซิเจนสามารถใช้กับอลูมิเนียมที่หนาขึ้นเพื่อให้ปฏิกิริยาคายความร้อนและการตัดช่วย
• สภาพหัวฉีดและการจัดตำแหน่ง:หัวฉีดที่สวมใส่หรือไม่ถูกต้องสามารถขัดขวางการไหลของก๊าซและ dorsen dross .
• ตำแหน่งโฟกัส:การปรับจุดโฟกัส (ด้านบนเล็กน้อยที่หรือใต้พื้นผิววัสดุ) สามารถส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญ

การก่อตัวของ Burr (ขอบบน/ล่าง)

ท้าทาย:เสี้ยนมีขนาดเล็กความไม่สมบูรณ์ที่เพิ่มขึ้นตามขอบตัดพบได้ทั่วไปที่ขอบด้านบน (ด้านบนของเสี้ยน) หรือบางครั้งเป็นส่วนหนึ่งของ dross (ด้านล่าง burr) .}

วิธีแก้ปัญหา:

• การเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์:คล้ายกับ Dross, การปรับพลังงาน, ความเร็ว, ความดันแก๊สและโฟกัสเป็นคีย์ .
• โฟกัสที่คมชัด:ตรวจสอบโฟกัสลำแสงที่ดีที่สุด .
• คุณภาพของวัสดุ:องค์ประกอบโลหะผสมที่ไม่สอดคล้องกันหรือสารปนเปื้อนของพื้นผิวสามารถนำไปสู่ Burrs .

การบิดเบือนความร้อน/การแปรปรวน

ท้าทาย:โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับบางเลเซอร์ตัดแผ่นอลูมิเนียมอินพุตความร้อนสามารถทำให้วัสดุบิดหรือบิดเบือน .

วิธีแก้ปัญหา:

• ลดอินพุตความร้อน:ใช้พลังงานที่มีประสิทธิภาพต่ำสุดและความเร็วในการตัดสูงสุด . เลเซอร์พัลส์สามารถช่วย .}
• การยึด/ติดตั้งที่เหมาะสม:แก้ไขแผ่นงานอย่างปลอดภัยไปยังเตียงตัด .
• กลยุทธ์การตัด:วางแผนเส้นทางการตัดเพื่อแจกจ่ายความร้อนให้เท่ากัน (e . g ., ตัดคุณสมบัติภายในที่เล็กลงก่อนที่รูปทรงภายนอกขนาดใหญ่หรือใช้ lead-ins/outs เชิงกลยุทธ์) .}
• การใช้ไมโครข้อต่อ/แท็บ:การทิ้งแท็บเล็ก ๆ ไว้เพื่อยึดชิ้นส่วนไว้จนกว่าการตัดจะเสร็จสมบูรณ์สามารถป้องกันการแปรปรวนและชิ้นส่วนที่ให้ทิปลงใน kerf .}

ความยากลำบากในการเริ่มต้นการตัด/การเจาะที่ไม่สมบูรณ์

ท้าทาย:เนื่องจากการสะท้อนแสงและการนำไฟฟ้าการเริ่มต้นการตัด (การเจาะ) อาจเป็นเรื่องยากโดยเฉพาะอย่างยิ่งในวัสดุที่หนาขึ้น .

วิธีแก้ปัญหา:

• การเจาะทางลาด:เพิ่มกำลังเลเซอร์ค่อยๆหรือใช้รูทีนการเจาะเฉพาะที่แตกต่างกันพลังงานชีพจรและการไหลของก๊าซ .
• พารามิเตอร์เพียร์ซที่ดีที่สุด:เวลาเจาะที่ยาวขึ้นพลังงานเจาะที่สูงขึ้นและแรงดันแก๊สเฉพาะสำหรับการเจาะ .
• การเจาะล่วงหน้า (หายาก):สำหรับวัสดุที่มีความหนาหรือมีปัญหาอาจพิจารณาการเจาะเชิงกลก่อนถึงแม้ว่ามันจะเอาชนะจุดประสงค์ของการตัดด้วยเลเซอร์ .

การรบกวนของชั้นออกไซด์

ท้าทาย:อลูมิเนียมตามธรรมชาติเป็นชั้นอลูมิเนียมออกไซด์ (AL2O3) ที่ยากและยอดสูงบนพื้นผิว . ชั้นนี้สามารถรบกวนการมีเพศสัมพันธ์ด้วยเลเซอร์และตัดคุณภาพ .}

วิธีแก้ปัญหา:

• พลังงานเลเซอร์ที่เพียงพอ:เลเซอร์ต้องมีพลังงานเพียงพอที่จะฝ่าผ่านชั้นออกไซด์นี้ได้อย่างรวดเร็ว .
• ช่วยเหลือการเปลี่ยนแปลงของก๊าซ:การไหลของก๊าซช่วยที่เหมาะสมช่วยในการกำจัดออกไซด์และวัสดุหลอมเหลวได้อย่างมีประสิทธิภาพ .
• การทำความสะอาดพื้นผิว (สำหรับการใช้งานที่สำคัญ):ในบางกรณีอาจมีการพิจารณาการทำความสะอาดก่อนหรือการขัดถูพื้นผิวเล็กน้อยแม้ว่าเลเซอร์พลังงานสูงที่ทันสมัยมักจะเอาชนะ . เทคนิคการระเหยด้วยเลเซอร์นี้ยังเกิดขึ้นเพื่อกำจัดออกไซด์ก่อนที่จะประมวลผล .}}}}

โดยจัดการกับความท้าทายเหล่านี้อย่างเป็นระบบผ่านการเลือกพารามิเตอร์อย่างระมัดระวังและเทคโนโลยีเลเซอร์ที่เหมาะสมคุณภาพสูงแผงอลูมิเนียมตัดด้วยเลเซอร์และชิ้นส่วนสามารถผลิตได้อย่างสม่ำเสมอ .

เพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์การตัดเลเซอร์สำหรับอลูมิเนียม

บรรลุการตัดคุณภาพสูงเมื่ออลูมิเนียมตัดเลเซอร์บานพับในการเพิ่มประสิทธิภาพที่แม่นยำของพารามิเตอร์เครื่องต่างๆ . พารามิเตอร์เหล่านี้มักจะพึ่งพาซึ่งกันและกันและจำเป็นต้องปรับตามอัลลอยอลูมิเนียมเฉพาะความหนาและคุณภาพการตัดที่ต้องการ .}}

ตำแหน่งโฟกัสและคุณภาพลำแสง

ตำแหน่งโฟกัส:นี่หมายถึงตำแหน่งแนวตั้งของจุดโฟกัสของลำแสงเลเซอร์ที่สัมพันธ์กับพื้นผิววัสดุ (ด้านบน, ที่, หรือต่ำกว่า) .

• สำหรับอลูมิเนียมทินเนอร์ (e . g ., <3mm):การมุ่งเน้นหรือใต้พื้นผิวเล็กน้อยมักจะให้ผลลัพธ์ที่ดี .
• สำหรับอลูมิเนียมหนากว่า (e . g .,> 6mm):จุดโฟกัสมักจะถูกตั้งค่าเพิ่มเติมลงในวัสดุ (ตำแหน่งโฟกัสเชิงลบ) เพื่อให้แน่ใจว่าลำแสงรักษาความหนาแน่นของพลังงานที่เพียงพอผ่านความหนาของวัสดุ . การทดลองคือกุญแจ .}
• ผลกระทบ:ส่งผลกระทบต่อความกว้างของ kerf, คุณภาพขอบ, การสร้างหยดและประสิทธิภาพการเจาะ .

คุณภาพของลำแสง (m²):การวัดว่าลำแสงเลเซอร์สามารถมุ่งเน้นไปที่จุดเล็ก ๆ . เลเซอร์ไฟเบอร์โดยทั่วไปมีคุณภาพของลำแสงที่ยอดเยี่ยมซึ่งเป็นข้อได้เปรียบสำหรับการตัดอลูมิเนียมเนื่องจากช่วยให้ความหนาแน่นพลังงานสูงขึ้นที่จุดโฟกัส .

ความเร็วในการตัดสำหรับความหนาอลูมิเนียมต่างๆ

ความเร็วในการตัดเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญและสัมพันธ์กับความหนาของวัสดุและได้รับอิทธิพลโดยตรงจากพลังงานเลเซอร์ .

แนวโน้มทั่วไป:เมื่อความหนาเพิ่มขึ้นความเร็วในการตัดจะต้องลดลงเพื่อให้อินพุตพลังงานเพียงพอต่อความยาวหน่วยเพื่อละลายวัสดุ .

ความได้เปรียบเลเซอร์ไฟเบอร์:โดยทั่วไปแล้วไฟเบอร์เลเซอร์จะช่วยให้ความเร็วในการตัดที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญบนอลูมิเนียมเมื่อเทียบกับเลเซอร์ CO2 ที่มีกำลังคล้ายกันโดยเฉพาะอย่างยิ่งในมาตรวัดขนาดเล็กถึงขนาดกลาง .}

ตัวอย่าง (ตัวอย่าง - ค่าจริงขึ้นอยู่กับเครื่องเฉพาะและโลหะผสม):

• อลูมิเนียม 1 มม. พร้อมเลเซอร์ไฟเบอร์ 1kW: 10-15 m/นาที
• อลูมิเนียม 3 มม. พร้อมเลเซอร์ไฟเบอร์ 3KW: 5-8 m/นาที
• อลูมิเนียม 6 มม. พร้อมเลเซอร์ไฟเบอร์ 6kW: 2-4 m/นาที
• อลูมิเนียม 10 มม. พร้อมเลเซอร์ไฟเบอร์ 6kW: 0.8-1.5 m/นาที

ความหนาอลูมิเนียมตัดด้วยเลเซอร์ความสามารถเพิ่มขึ้นด้วยเลเซอร์พลังงานที่สูงขึ้น . เลเซอร์ไฟเบอร์ 12kW สามารถตัดอลูมิเนียมได้สูงสุด 40 มม. หรือมากกว่า .

รายงานล่าสุดเกี่ยวกับการประมวลผลด้วยเลเซอร์เน้นว่าการปรับความเร็วการตัดไม่ได้เป็นเพียงแค่ปริมาณงาน มันเป็นสิ่งสำคัญสำหรับคุณภาพของขอบ . ความเร็วช้ามากเกินไปสามารถเพิ่ม HAZ และ Dross ในขณะที่ความเร็วเร็วเกินไปอาจนำไปสู่การตัดที่ไม่สมบูรณ์หรือขอบที่ไม่ดี .

ข้อกำหนดด้านพลังงาน

พลังงานเลเซอร์ที่ต้องการขึ้นอยู่กับความหนาของอลูมิเนียมและความเร็วในการตัดที่ต้องการ .

ต้องใช้เลเซอร์กี่วัตต์ในการตัดอลูมิเนียม?

• อลูมิเนียมบาง ๆ (<1mm):อาจถูกตัดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์ไฟที่ต่ำกว่า (e . g ., 500w - 1 kw) แต่พลังงานที่สูงขึ้นช่วยให้ความเร็วเร็วขึ้น .}
• ความหนาปานกลาง (1-6 mm):โดยทั่วไปจะต้องใช้เลเซอร์ไฟเบอร์ 1kw ถึง 6kw สำหรับการตัดที่มีประสิทธิภาพ . สำหรับการตัดเลเซอร์ 6061 อลูมิเนียมของ 3mm, A 2-3 kw fiber laser เป็นเรื่องธรรมดา .
• Thick aluminum (>6 มม.):ประโยชน์จากพลังงานที่สูงขึ้นเช่น 6kW, 8kW, 12kW หรือแม้กระทั่งเลเซอร์ไฟเบอร์ 20kW+ เพื่อให้ได้ความเร็วที่สมเหตุสมผลและลดคุณภาพ .}

ผลกระทบการสะท้อนแสงและการนำไฟฟ้า:เนื่องจากคุณสมบัติของอลูมิเนียมจึงจำเป็นต้องใช้พลังงานเริ่มต้นมากขึ้นเมื่อเทียบกับเหล็กที่มีความหนาเท่ากันเพื่อจับคู่พลังงานเข้ากับวัสดุได้อย่างมีประสิทธิภาพ .

พลังงานเลเซอร์ CO2:หากพยายามที่จะตัดอลูมิเนียมด้วยเลเซอร์ CO2 โดยทั่วไปแล้วพลังงานจะต้องสูงกว่าเลเซอร์ไฟเบอร์สำหรับความหนาเท่ากันและแม้กระทั่งผลลัพธ์อาจจะไม่ดีสำหรับส่วนที่หนากว่า .}ตัดอลูมิเนียมด้วยเลเซอร์ CO2มักจะพิสูจน์ว่าไม่ประหยัดสำหรับการประดิษฐ์ที่ทันสมัย .

ผู้เชี่ยวชาญด้านความเข้าใจในอุตสาหกรรม:"เราได้เห็นการผลักดันอย่างมีนัยสำคัญต่อเลเซอร์ไฟเบอร์พลังงานที่สูงขึ้น (12kW ขึ้นไป) สำหรับการตัดอลูมิเนียมหนาขึ้น . สิ่งนี้ไม่เพียง แต่เพิ่มความเร็ว แต่ยังช่วยเพิ่มความมั่นคงของกระบวนการให้คุณภาพที่สอดคล้องกันมากขึ้น

การค้นหาพารามิเตอร์ที่ดีที่สุดมักจะเกี่ยวข้องกับกระบวนการวนซ้ำของการตัดการทดสอบและการปรับ . เครื่องตัดเลเซอร์ที่ทันสมัยจำนวนมากมาพร้อมกับฐานข้อมูลในตัวสำหรับวัสดุทั่วไปเช่นอลูมิเนียมให้พารามิเตอร์เริ่มต้น

คำแนะนำทีละขั้นตอนเกี่ยวกับการตัดด้วยเลเซอร์อลูมิเนียม

อย่างประสบความสำเร็จอลูมิเนียมตัดเลเซอร์เกี่ยวข้องกับวิธีการที่เป็นระบบตั้งแต่การออกแบบไปจนถึงการโพสต์การประมวลผล . การทำตามขั้นตอนเหล่านี้สามารถช่วยให้แน่ใจว่าผลลัพธ์ที่มีคุณภาพและการผลิตที่มีประสิทธิภาพ .

การออกแบบและการประมวลผลล่วงหน้า

1. การออกแบบ CAD:
   • สร้างการออกแบบของคุณโดยใช้ซอฟต์แวร์การออกแบบคอมพิวเตอร์ช่วย (CAD) .}
   • ตรวจสอบให้แน่ใจว่ารูปทรงเรขาคณิตที่สะอาด (ไม่มีรูปทรงเปิด, เส้นซ้อนทับหรือเอนทิตีที่ซ้ำกัน) .
   • พิจารณาความหนาของวัสดุและขนาดคุณลักษณะขั้นต่ำ . รายละเอียดเล็ก ๆ ที่ซับซ้อนอาจท้าทายในอลูมิเนียมหนามาก .
   • บัญชีสำหรับความกว้าง kerf (ความกว้างของวัสดุที่ถูกลบโดยเลเซอร์) . นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับความแม่นยำของมิติโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อกัน . ความกว้าง kerf ทั่วไปสำหรับอลูมิเนียมคือ 0 . 1 มม. ถึง 0.5 มม.
   • เพิ่มประสิทธิภาพเส้นทางการตัดเพื่อประสิทธิภาพและเพื่อลดการบิดเบือนความร้อน (e . g . ตัดคุณสมบัติภายในก่อนโปรไฟล์ภายนอก) .}
2. การทำรัง (สำหรับหลายส่วน):
   • จัดเรียงหลายส่วนอย่างมีประสิทธิภาพบนแผ่นอลูมิเนียมเพื่อเพิ่มการใช้วัสดุและลดของเสีย . ซอฟต์แวร์ทำรังมักใช้สำหรับ {. นี้
3. รูปแบบไฟล์:ส่งออกการออกแบบในรูปแบบที่เข้ากันได้กับซอฟต์แวร์ CAM ของเครื่องตัดเลเซอร์ (การผลิตคอมพิวเตอร์ช่วย) (e . g ., dxf, dwg, ai) .}

ช่วยเหลือการเลือกและการควบคุมก๊าซ

ทางเลือกและการควบคุมก๊าซช่วยเหลือมีความสำคัญอย่างยิ่งการตัดเลเซอร์อลูมิเนียม.

ไนโตรเจน (N2):

• ทั่วไปและเป็นที่ต้องการมากที่สุดสำหรับอลูมิเนียม .
• สร้างขอบตัดที่สะอาดเงางามและปราศจากออกไซด์เหมาะสำหรับชิ้นส่วนที่จะเชื่อมหรือต้องการการตกแต่งที่มีคุณภาพสูงโดยไม่ต้องประมวลผลรอง .
• ต้องใช้แรงดันที่สูงขึ้น (โดยทั่วไป 10-20 bar หรือ 145-290 psi) เพื่อกำจัดวัสดุหลอมเหลวอย่างมีประสิทธิภาพ .}
• ไม่มีปฏิกิริยาป้องกันออกซิเดชัน .

ออกซิเจน (O2):

• It can be used for cutting thicker aluminum sections (>6-8 mm) ในขณะที่มันสร้างปฏิกิริยาคายความร้อนเพิ่มพลังงานให้กับการตัดและความเร็วที่อาจเพิ่มขึ้น .
• ส่งผลให้ขอบตัดออกซิไดซ์(สีเข้ม, เคลือบด้าน) ซึ่งอาจต้องทำความสะอาดหากจำเป็นต้องมีการเชื่อมหรือการเคลือบที่ตามมา .
• ใช้ที่แรงดันต่ำกว่าเมื่อเทียบกับไนโตรเจน (โดยทั่วไป 2-10 bar หรือ 30-145 psi) .}
• อลูมิเนียมตัดเลเซอร์พร้อมออกซิเจนเป็นเรื่องธรรมดาน้อยกว่าเมื่อคุณภาพของขอบเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง .

อากาศ:

• ส่วนผสมของไนโตรเจนและออกซิเจนเป็นหลัก . มันอาจเป็นตัวเลือกที่คุ้มค่าสำหรับแอปพลิเคชันบางอย่าง .}
• จะส่งผลให้เกิดออกซิเดชันในระดับหนึ่งที่ขอบตัดแม้ว่าโดยทั่วไปจะมีความรุนแรงน้อยกว่าออกซิเจนบริสุทธิ์ .
• คุณภาพและความสอดคล้องอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับคุณภาพอากาศ (ความชื้นปริมาณน้ำมัน) .

แรงดันแก๊สและการควบคุมหัวฉีด:

• ต้องควบคุมความดันอย่างระมัดระวังและปรับให้เหมาะสมสำหรับความหนาของวัสดุและประเภทของการตัด .
• เส้นผ่านศูนย์กลางของหัวฉีดและระยะห่างจากความขัดแย้ง (ระยะทางจากปลายหัวฉีดถึงพื้นผิววัสดุ) มีความสำคัญสำหรับการเปลี่ยนแปลงของก๊าซที่เหมาะสมและคุณภาพการตัด .

การเตรียมวัสดุ

การทำความสะอาด:ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแผ่นอลูมิเนียมนั้นสะอาดและปราศจากน้ำมันจาระบีสิ่งสกปรกหรือออกซิเดชั่นหนัก . ในขณะที่เลเซอร์พลังงานสูงที่ทันสมัยสามารถตัดผ่านชั้นออกไซด์ธรรมชาติบาง ๆ ได้

ฟิล์มป้องกัน:แผ่นอลูมิเนียมบางแผ่นมาพร้อมกับฟิล์มป้องกัน PVC หรือ PE .

• หากตัดกับฟิล์มให้ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเป็นเลเซอร์ที่ปลอดภัยและปรับพารามิเตอร์ตามความเหมาะสม (อาจส่งผลกระทบต่อคุณภาพของการดื่มสุราและขอบ) . เลเซอร์ไฟเบอร์มักจะดีกว่าในการตัดผ่านฟิล์มบาง ๆ .}
• การลบฟิล์มก่อนที่จะตัดมักจะเป็นที่ต้องการเพื่อคุณภาพขอบที่ดีที่สุดแม้ว่ามันจะทำให้พื้นผิวมีรอยขีดข่วนที่อาจเกิดขึ้นระหว่างการจัดการ .

ความเรียบ:ตรวจสอบให้แน่ใจว่าวัสดุแบนบนเตียงตัด . แผ่นงอหรือโค้งคำนับสามารถนำไปสู่การโฟกัสที่ไม่สอดคล้องกันและการตัดคุณภาพ .}

ลักษณะของโลหะผสมอลูมิเนียมทั่วไปสำหรับการตัดเลเซอร์

หมายเหตุ: เกรด "ดีที่สุด" ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของแอปพลิเคชันสำหรับความแข็งแรงความต้านทานการกัดกร่อนการสร้างและค่าใช้จ่าย .

การตั้งค่าเครื่องและการเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์

1. โหลดวัสดุ:วางแผ่นอลูมิเนียมอย่างปลอดภัยบนเตียงของเครื่องตัดเลเซอร์ .
2. เลือก/โหลดโปรแกรม:โหลดไฟล์ CAM สำหรับชิ้นส่วน .
3. อินพุตพารามิเตอร์:
   • พลังงานเลเซอร์ (วัตต์):ตั้งค่าตามความหนาของวัสดุและประเภท .
   • ความเร็วในการตัด (มม./นาทีหรือนิ้ว/นาที):ปรับความหนาและพลังงาน .
   • ช่วยเหลือประเภทก๊าซและความดัน (บาร์หรือ psi) .
   • ตำแหน่งโฟกัส (มม. หรือนิ้ว) .
   • เส้นผ่านศูนย์กลางของหัวฉีดและระยะทาง standoff .
   • วงจรความถี่และหน้าที่ (สำหรับการตัดพัลซิ่ง) .
   • เครื่องจักรหลายเครื่องมีห้องสมุดของพารามิเตอร์เริ่มต้นสำหรับเกรดอลูมิเนียมและความหนาที่แตกต่างกัน .
4. การทดสอบการตัด:ทำการทดสอบการตัดบนเศษชิ้นส่วนของวัสดุเดียวกันโดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้ามันเป็นโลหะผสมความหนาหรือการออกแบบที่ซับซ้อนใหม่ . ประเมินคุณภาพขอบ, dross, burrs และความแม่นยำมิติ . ปรับพารามิเตอร์ตามต้องการ .}}}}}}

กระบวนการตัดเลเซอร์

1. เครื่องกลับบ้านและการจัดตำแหน่ง:ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเครื่องปรับเทียบอย่างถูกต้อง .
2. ดำเนินการ:เริ่มโปรแกรมการตัด . หัวเลเซอร์จะเคลื่อนที่ไปตามเส้นทางที่ตั้งโปรแกรมไว้ .
3. เจาะ:เลเซอร์แรกเจาะวัสดุเพื่อสร้างจุดเริ่มต้นสำหรับการตัด . นี่เป็นขั้นตอนที่สำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับอลูมิเนียมหนา .}
4. การตัด:ลำแสงเลเซอร์ที่ได้รับความช่วยเหลือจากเจ็ทแก๊สละลายและนำออกวัสดุตามเส้นชั้นความสูง .
5. การตรวจสอบ (ถ้าเป็นไปได้/จำเป็น):ระบบขั้นสูงบางระบบมีความสามารถในการตรวจสอบเพื่อตรวจจับปัญหาระหว่างการตัด . ผู้ให้บริการควรตรวจสอบคุณภาพการตัดเป็นระยะ .

การโพสต์

ขึ้นอยู่กับความต้องการคุณภาพและการใช้งานขั้นตอนหลังการประมวลผลอาจรวมถึง:

• DEBURNRING/DROSS REMOVAL:การลบช่องเสียบหรือเครื่องกลไกด้วยตนเองหรือกลไกออกจากขอบตัด . เครื่องมือสามารถมีตั้งแต่ไฟล์มือง่ายไปจนถึงเครื่อง deburring อัตโนมัติ .}
• การทำความสะอาด:การลบกาวฟิล์มที่เหลือออกจากกันหรือปนเปื้อน .
• การตกแต่งพื้นผิว:หากจำเป็นต้องใช้กระบวนการต่าง ๆ เช่นการขัดขัดขัด, อะโนไดซ์, การเคลือบผงหรือการทาสีสามารถใช้ . anodizing เป็นสิ่งที่พบได้ทั่วไปสำหรับแผงอลูมิเนียมตัดเลเซอร์เพื่อเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนและให้สี .
• การตรวจสอบ:ตรวจสอบความถูกต้องของมิติและคุณภาพโดยรวม .

ข้อควรพิจารณาด้านความปลอดภัย (ตลอดกระบวนการ)

• ความปลอดภัยของเลเซอร์:โดยทั่วไปแล้วเครื่องตัดเลเซอร์จะเป็นสิ่งที่แนบมาคลาส 1 (หมายถึงความปลอดภัยในระหว่างการทำงานปกติ) . อย่างไรก็ตามผู้ประกอบการจะต้องได้รับการฝึกอบรมเกี่ยวกับขั้นตอนความปลอดภัย . ไม่เคยบายพาสประสานความปลอดภัย .}
• การป้องกันดวงตา:แว่นตานิรภัยเลเซอร์ที่เหมาะสมจะต้องสวมใส่หากมีความเสี่ยงต่อการสัมผัสกับลำแสงเลเซอร์โดยตรงหรือสะท้อน (e . g . ในระหว่างการบำรุงรักษาหรือถ้ามีการบุกรุก) . สำหรับเลเซอร์ไฟเบอร์
• การสกัดควัน:การตัดด้วยเลเซอร์อลูมิเนียมผลิตควันและอนุภาคที่ต้องสกัดและกรองอย่างมีประสิทธิภาพเพื่อปกป้องสุขภาพของผู้ปฏิบัติงานและสภาพแวดล้อม .
• การจัดการวัสดุ:สวมถุงมือเมื่อจัดการแผ่นอลูมิเนียมและตัดชิ้นส่วนเพื่อป้องกันขอบคมและการปนเปื้อนของพื้นผิว .
• ความปลอดภัยจากอัคคีภัย:ในขณะที่อลูมิเนียมนั้นไม่สามารถไวไฟได้สูงในรูปแบบแผ่นการเคลือบหรือสารปนเปื้อนบางอย่างอาจมีความเสี่ยง . ตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ดับเพลิงที่เหมาะสมมีอยู่ .
• ก๊าซแรงดันสูง:จัดการถังแก๊สและสายแรงดันสูงด้วยความระมัดระวัง .
• โดยการทำตามขั้นตอนเหล่านี้อย่างขยันขันแข็งและให้ความสนใจอย่างใกล้ชิดกับการเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์คุณภาพสูงเลเซอร์ตัดอลูมิเนียมชิ้นส่วนสามารถผลิตได้อย่างน่าเชื่อถือและมีประสิทธิภาพ .

บทสรุป

การเรียนรู้เลเซอร์ตัดอลูมิเนียมเปิดความเป็นไปได้มากมายสำหรับการสร้างส่วนประกอบที่ซับซ้อนและทนทาน . ในขณะที่คุณสมบัติของอลูมิเนียมนำเสนออุปสรรค์พวกเขาจะเอาชนะด้วยความรู้และเลเซอร์ไฟเบอร์ที่ทันสมัย .}

การควบคุมกระบวนการอย่างระมัดระวังคือคีย์ . ซึ่งรวมถึงการทำความเข้าใจการโต้ตอบด้วยวัสดุเลเซอร์ . นอกจากนี้ยังหมายถึงการเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์สำหรับโลหะผสมเช่นการตัดเลเซอร์ 6061 อลูมิเนียม.

ความสำเร็จอยู่ในแนวทางที่เป็นระบบ . จากการออกแบบเพื่อช่วยตัวเลือกก๊าซ (โดยปกติจะเป็นไนโตรเจน) และการตั้งค่าการปรับแต่งอย่างละเอียดผู้ผลิตสามารถพิชิตการดื่มสุราและการบิดเบือน . คู่มือของเราพร้อมการรับรู้ด้านความปลอดภัย

เส้นทางสู่ความสมบูรณ์แบบการตัดเลเซอร์อลูมิเนียมอาจเกี่ยวข้องกับการทดลอง . แต่ชิ้นส่วนที่ได้รับรางวัลและการผลิตรายการที่มีประสิทธิภาพเช่นแผงอลูมิเนียมตัดเลเซอร์-มีความสำคัญ . เมื่อเทคโนโลยีวิวัฒนาการดังนั้นความสะดวกในการประมวลผลโลหะนี้ .

พร้อมที่จะยกระดับโครงการตัดอลูมิเนียมของคุณหรือยัง? เพื่อความแม่นยำเลเซอร์ตัดอลูมิเนียมบริการหรือการให้คำปรึกษาจากผู้เชี่ยวชาญติดต่อเราวันนี้ . มาพูดคุยเกี่ยวกับความต้องการของคุณและทำให้การออกแบบของคุณมีชีวิต!

คำถามที่พบบ่อย