Cách cắt cạnh laser sắc nét

Chất lượng cạnh trong gia công laser đã được cải thiện đáng kể trong nhiều thập kỷ, và nhiều cải tiến đến từ bốn lĩnh vực: vật liệu tốt hơn, vòi phun, kiểm soát quá trình và chất lượng chùm tia.

Laser đã trở thành con ngựa thực sự của chế tạo kim loại, và chúng chưa bao giờ hiệu quả hơn. Cắt laser ở tốc độ chưa từng thấy, điều này đã làm cho việc xử lý vật liệu tự động hóa thậm chí còn quan trọng hơn. Tốc độ cắt cao có thể không giúp giảm đáng kể thời gian chu kỳ tổng thể nếu một tia laser không hoạt động trong thời gian dài, chờ cho người vận hành tải tấm phôi và dỡ các sản phẩm cắt.

Tư duy tương tự cũng áp dụng cho chất lượng cạnh. Tất nhiên yêu cầu chất lượng cạnh là chủ quan. Một thợ máy sẽ nhìn vào một phần cắt laser và thấy rằng chất lượng cạnh không phải là rất tốt. Mặt khác, một thợ hàn có thể nhìn vào cùng một chi tiết cắt và nhìn thấy một cạnh mịn, nhất quán, chất lượng cao. Bất kể, các yêu cầu ứng dụng quyết định những gì được coi là một "chất lượng" cạnh.

Cắt ở tốc độ cao là rất tốt, nhưng thời gian chu kỳ tổng thể có thể không thay đổi nhiều nếu các chi tiết bị bám dính vào đề xê. Để đảm bảo một cạnh cắt tốt hơn, các toán tử trước đây phải thay đổi các tham số chương trình cắt, chẳng hạn như tốc độ cắt xung quanh các góc sắc nét, nhưng đôi khi họ thấy rằng việc này mất nhiều thời gian hơn là gửi toàn bộ sản phẩm cắt qua hệ thống mài bavia.

Rất nhiều thay đổi kể từ cuối những năm 1990 và đầu những năm 2000. Cắt laser đã phát triển đến mức, trong nhiều trường hợp, ngay cả các chi tiết dày có thể bỏ qua các hoạt động thứ cấp - không cần phải điều chỉnh các thông số cắt theo cách thủ công. Những cải tiến này chủ yếu đến từ những tiến bộ trong bốn lĩnh vực: chất lượng vật liệu, công nghệ vòi phun, kiểm soát quy trình và chất lượng chùm tia

Vật liệu tốt hơn

Trong vòng 15 năm qua, các loại laser công suất cao đã cho phép các nhà chế tạo cắt vật liệu dày hơn nhưng đôi khi phải chấp nhận chất lượng cạnh không cao. Ban đầu rất khó để có được cắt vật liệu dày với yêu cầu bề mặt nhẵn của chi tiết cắt, lớp phủ và thành phần cấu tạo của phôi thép phù hợp sẽ cho phép laser cắt một cạnh trơn tru đồng đều.

Các nhà sản xuất thép đã thấy sự gia tăng nhu cầu và bắt đầu sản xuất nhiều vật liệu phù hợp cắt laser hơn cho các nhà chế tạo. Ngày nay, vật liệu phù hợp với gia công laser có sẵn cho các công ty chế tạo với độ dày tới 12mm và thậm chí là dày hơn.

Vòi phun tốt hơn

Khả năng của các máy laser công suất cao để cắt các vật liệu dày hơn cũng buộc các đầu cắt cắt cũng phải tiến lên. Những tiến bộ bao gồm vòi phun dòng đồng trục để cắt thép với oxy. Khi cắt với oxy, dòng khí hỗ trợ rất thấp - 0,15 đến 0,6 m3/phút (CFM). Vòi phun đồng trục, hoặc đôi cho phép một dòng chảy trơn tru và phù hợp của khí hỗ trợ vào quá trình cắt, sản xuất chất lượng cạnh tốt trong thép 12mm đến 30mm.

Công nghệ này không dừng lại với việc cắt oxy. Khí hỗ trợ nitơ trở nên phổ biến hơn vì khả năng của laser công suất cao cắt ở tốc độ cao trong các vật liệu mỏng. Cắt nitơ để lại một cạnh không có oxit đã sẵn sàng để được hàn hoặc sơn.

Nhược điểm của nitơ là nó đòi hỏi một dòng khí rất cao để cắt vật liệu, vì vậy nó cần một vòi phun đường kính lớn và một nguồn cung cấp nitơ cao áp để cắt ở tốc độ cao hơn và trong vật liệu dày hơn. Để giải quyết vấn đề này, tiến bộ của vòi phun đã giúp tạo ra động lực dòng chảy tối ưu. Góc hình nón bên trong vòi phun tạo ra dòng đồng trục để cắt áp suất cao với lượng nhiễu ít nhất trong khu vực cắt. Nghiên cứu và phát triển này đóng một vai trò rất lớn trong việc cho phép laser cắt các chi tiết bằng cách sử dụng nitơ, khiến chúng không bị xỉn và có cạnh sắc nét.

Kiểm soát quy trình tốt hơn

Khi laser phát triển mạnh hơn và bắt đầu cắt vật liệu dày hơn, nó trở nên khó khăn hơn để cắt được một chi tiết với chất lượng cạnh tốt. Máy nhà sản xuất thiết bị gốc ( OEM ) cắt laser thấy điều này và bắt đầu làm cho bộ điều khiển làm nhiều hơn là chỉ chạy một chương trình; họ đã xử lý dễ dàng hơn và đáng tin cậy hơn mà không cần một nhà điều hành dày dạn kinh nghiệm.

Nhìn vào tương lai, công nghệ mới không có nghi ngờ sẽ thêm một khó khăn để lựa chọn cho thị trường cắt laser. Một số nhà sản xuất đã phát triển các hệ thống trạng thái rắn được gọi là laser direct-diode, mang lại hiệu quả bổ sung và lợi thế xử lý độc đáo. Mặc dù vẫn chưa rõ công nghệ này sẽ ảnh hưởng như thế nào đến các tùy chọn laser hiện tại, nó đã cho thấy khả năng tạo ra chất lượng cạnh tuyệt vời.

Công nghệ cắt laser kim loại là luôn luôn thay đổi. Các hệ thống nhanh hơn, hiệu quả hơn tiếp tục xuất hiện và vẫn còn nhiều thứ nữa.

Xem thêm

Gáy nhôm

Gáy uốn chữ inox

Chữ nổi mica