Kas yra pjovimas lazeriu?

Pjovimo lazeriu technologija pakeitė gamybos sektorių, suteikdama tikslumą ir universalumą, kuriam neprilygsta tradiciniai pjovimo metodai.

Kilęs septintojo dešimtmečio pabaigoje, pjovimas lazeriu padarė didelę pažangą, iš pagrindinių sistemų vystosi į labai sudėtingas, kompiuteriu valdomos mašinos.

Šiandien, ji atlieka gyvybiškai svarbų vaidmenį įvairiose pramonės šakose, įskaitant aviaciją, Automobiliai, ir elektronika, leidžianti gaminti sudėtingus komponentus išskirtiniu tikslumu ir efektyvumu.

Šiame tinklaraščio įraše gilinamasi į pjovimo lazeriu subtilybes, tyrinėdamas jo procesą, tipai, Privalumai, paraiškos, ir išlaidas.

1. Kas yra pjovimas lazeriu?

Jo esmė, Pjovimas lazeriu apima didelės galios lazerio spindulio nukreipimą į medžiagos paviršių, kad ištirptų, deginti, arba jį išgarinti, sukuriant pjūvį.

Lazerio spindulys generuojamas lazerio šaltiniu, kuri sukuria koncentruotą šviesos spindulį, kurį galima sufokusuoti į labai mažą tašką.

Ši koncentruota energija leidžia atlikti labai detalius ir sudėtingus pjūvius, kuriuos sunku pasiekti naudojant tradicinius pjovimo metodus.

2. Kaip veikia pjovimas lazeriu

Pjovimas lazeriu – tai tikslus ir efektyvus būdas pjauti medžiagas naudojant didelio galingumo lazerio spindulį.

Procesą sudaro keli pagrindiniai žingsniai ir komponentai, kurie veikia kartu, kad būtų pasiekti tikslūs ir švarūs pjūviai. Čia pateikiamas išsamus pjovimo lazeriu aprašymas:

Lazerio generacija

• Lazerinės terpės sužadinimas: Pirmasis pjovimo lazeriu proceso žingsnis yra lazerio spindulio generavimas.
  Tai pasiekiama sužadinant lazerinę terpę, kurios gali būti dujos (kaip CO2), kieta (kaip Nd: YAG), arba pluoštas (kaip skaiduliniuose lazeriuose).

• • CO2 lazeriai: Dujų mišinys (paprastai CO2, azotas, ir helis) yra elektra stimuliuojamas, kad sukurtų lazerio spindulį.
  • Skaiduliniai lazeriai: Diodo siurblio šaltinis sužadina retųjų žemių legiruotą šviesolaidinį kabelį, kad generuotų lazerio spindulį.
  • Nd: YAG lazeriai: Blykstės lempa arba diodų siurblys sužadina neodimiu legiruotą itrio aliuminio granato kristalą, kad sukurtų lazerio spindulį.

Spindulio fokusavimas

• Optiniai komponentai: Sukurtas lazerio spindulys nukreipiamas ir sufokusuojamas naudojant daugybę veidrodžių ir lęšių.
• Fokusavimo objektyvas: Galutinis objektyvas fokusuoja lazerio spindulį į nedidelę medžiagos vietą, paprastai tarp 0.001 ir 0.005 colių skersmens.
  Ši energijos koncentracija lemia labai didelį galios tankį.
• Sijos pristatymo sistema: Fokusuotas spindulys tiekiamas į medžiagą per pjovimo galvutę, kuris gali judėti keliomis ašimis, kad sektų norimą pjovimo kelią.

Medžiagų sąveika

• Šilumos generavimas: Fokusuotas lazerio spindulys sukuria intensyvią šilumą sąlyčio su medžiaga taške.
  Temperatūra gali siekti tūkstančius laipsnių Celsijaus, todėl medžiaga išsilydo, deginti, arba išgaruoti.
• Pjovimo mechanizmas:

• • Tirpimas: Medžiagoms su dideliu šilumos laidumu (kaip metalai), dėl šilumos medžiaga tirpsta.
  • Degimas: Degioms medžiagoms (kaip medis ar popierius), dėl šilumos medžiaga dega.
  • Garinimas: Medžiagoms, kurių virimo temperatūra žema (kaip plastikai), dėl šilumos medžiaga išgaruoja.

Pagalbinės dujos

• Pagalbinių dujų vaidmuo: Pagalbinės dujos dažnai naudojamos siekiant pagerinti pjovimo procesą ir pagerinti pjovimo kokybę.

• • Deguonis: Metalo pjovimui, deguonis naudojamas egzoterminei reakcijai palaikyti, kuri padeda efektyviau perpjauti medžiagą.
  • Azotas: Metalo pjovimui, azotas naudojamas apsaugoti nupjautą kraštą nuo oksidacijos, todėl pjūvis švaresnis ir lygesnis.
  • Oras: Nemetalams pjauti, oru galima nupūsti išlydytą ar sudegusią medžiagą, užtikrinant švarų pjūvį.

Pjovimo kelio valdymas

• Kompiuterio valdymas: Pjovimo kelias valdomas kompiuterine konstrukcija (CAD) ir kompiuterizuota gamyba (CAM) sistema.
  CAD programinė įranga suprojektuoja pjaunamą formą, ir CAM programinė įranga paverčia šį dizainą mašininiu kodu, kuris valdo pjovimo galvutės judėjimą.
• Judesio sistema: Pjovimo galvutė sumontuota ant judesio sistemos, kuri gali judėti keliomis ašimis (X, Y, o kartais ir Z).
  Tai leidžia lazeriui sekti tikslų CAD/CAM programinės įrangos nustatytą kelią.

Aušinimas ir sauga

• Aušinimo sistema: Siekiant išvengti perkaitimo ir užtikrinti pastovų veikimą, pjovimo lazeriu stakle yra aušinimo sistema.
  Tai gali būti aušinama vandeniu arba oru, priklausomai nuo lazerio tipo ir dydžio.
• Saugos priemonės: Pjovimas lazeriu apima didelio intensyvumo šviesą ir potencialiai pavojingas medžiagas. Saugos priemonės apima:

• • Uždara darbo zona: Pjovimo vieta paprastai yra uždara, kad lazerio spinduliuotė nepatektų.
  • Apsauginiai akiniai: Operatoriai turi dėvėti tinkamus apsauginius akinius, kad apsaugotų akis nuo lazerio spindulio.
  • Vėdinimo sistema: Vėdinimo sistema naudojama pjovimo metu susidarančių dūmų ir dalelių pašalinimui.

3. Pagrindiniai lazerinių pjaustytuvų tipai

Pjovimo lazeriu technologija siūlo daugybę galimybių, kiekvienas pritaikytas konkrečioms medžiagoms ir pritaikymui. Pagrindiniai lazerinių pjaustytuvų tipai yra:

CO2 lazeriniai pjaustytuvai

CO2 lazeriai veikia skleidžiant didelės galios lazerio spindulį per veidrodžių ir lęšių seriją, sufokusuoti jį iki galo tiksliai.
Lazerio spindulys sąveikauja su medžiagos paviršiumi, kaitinant iki išgaravimo arba lydymosi taško, taip sukuriant norimą pjūvį.

Charakteristikos:

• Bangos ilgis: 10.6 mikrometrai
• Maitinimo išvestis: Paprastai svyruoja nuo 200 į 10,000 vatų
• Medžiagos tinkamumas: Puikiai tinka nemetalinėms medžiagoms ir plonesniems metalams pjauti
• Efektyvumas: Mažesnis elektros efektyvumas (aplinkui 10%)

Paraiškos:

• Nemetalinės medžiagos: Mediena, akrilas, kartono, popierius, audinys, ir oda
• Plonesni metalai: Anglies plienas, Nerūdijantis plienas, ir aliuminio iki 10-20 mm stori

Privalumai:

• Aukštas tikslumas: Galiu pasiekti labai smulkius pjūvius ir detalų darbą
• Universalumas: Tinka daugybei medžiagų
• Ekonomiškai efektyvus: Mažesnės pradinės išlaidos, palyginti su kitomis rūšimis

Trūkumai:

• Apribota plonesniais metalais: Netinka pjauti storesnius metalus
• Priežiūra: Būtina reguliariai prižiūrėti dujų mišinį ir optinius komponentus

Pluošto lazeriniai pjaustytuvai

Skaidulinio pjovimo lazeriu naudojamas didelės galios lazeris, generuojamas per šviesolaidį, fokusuojant koncentruotą spindulį į medžiagos paviršių.
Šis metodas puikiai tinka tiksliai pjaustyti plonas ir vidutinio storio medžiagas, tokias kaip nerūdijantis plienas, aliuminis, ir lydiniai.

Charakteristikos:

• Bangos ilgis: 1.064 mikrometrai
• Maitinimo išvestis: Diapazonas nuo 20 į 15,000 vatų
• Medžiagos tinkamumas: Puikiai tinka metalams pjauti, ypač atspindintys
• Efektyvumas: Didesnis elektros efektyvumas (iki 30%)

Paraiškos:

• Metalai: Nerūdijantis plienas, Anglies plienas, aliuminis, ir kiti atspindintys metalai
• Storis: Galimybė pjauti metalus iki 30 mm stori

Privalumai:

• Didelis efektyvumas: Mažesnis energijos suvartojimas ir didesnis pjovimo greitis
• Maža priežiūra: Mažiau judančių dalių ir retesnė priežiūra
• Šviesą atspindinčios medžiagos suderinamumas: Gali pjauti labai atspindinčius metalus nepažeidžiant lazerio

Trūkumai:

• Didesnės pradinės išlaidos: Brangesni nei CO2 lazeriniai pjaustytuvai
• Apribota metalais: Netinka nemetalinėms medžiagoms

Nd:YAG (Neodimiu legiruotas itrio aliuminio granatas) Lazeriniai pjaustytuvai

(Neodimiu legiruotas itrio aliuminio granatas) pjovimas lazeriu naudoja kristalinį strypą kaip lazerio terpę, gaminantis didelės energijos lazerio spindulį.
Šis metodas ypač tinka storesnėms medžiagoms ir darbams, kuriems reikia tvirtų pjovimo galimybių.

Charakteristikos:

• Bangos ilgis: 1.064 mikrometrai
• Maitinimo išvestis: Diapazonas nuo 100 į 4,000 vatų
• Medžiagos tinkamumas: Tinka įvairioms medžiagoms, įskaitant metalus, keramika, ir plastikai
• Efektyvumas: Vidutinis elektros efektyvumas (aplinkui 3%)

Paraiškos:

• Metalai: Nerūdijantis plienas, Anglies plienas, ir kiti metalai
• Keramika ir plastikas: Didelio tikslumo pjovimas ir gręžimas
• Storis: Galimybė pjauti storas medžiagas iki 50 mm

Privalumai:

• Aukštas tikslumas: Puikiai tinka sudėtingam ir detaliam darbui
• Universalumas: Tinka daugybei medžiagų
• Impulsinė operacija: Gali veikti tiek nuolatiniu, tiek impulsiniu režimu, todėl jis yra universalus įvairioms programoms

Trūkumai:

• Didesnės pradinės išlaidos: Brangesni nei CO2 lazeriniai pjaustytuvai
• Priežiūra: Būtina reguliariai prižiūrėti lempą ir optinius komponentus
• Dydis ir sudėtingumas: Didesnės ir sudėtingesnės sistemos, palyginti su skaiduliniais ir CO2 lazeriais

Lazerių tipų palyginimas

	CO2 lazeris	Kristaliniai lazeriai (Nd: YAG arba Nd: YVO)	Pluošto lazeris
valstybė	Dujų pagrindu	Kietos būsenos	Kietos būsenos
Medžiagos tipas	Mediena, akrilas, Stiklas, popierius, tekstilė, Plastikai, folijos ir plėvelės, oda, akmuo	Metalai, dengtų metalų, Plastikai, keramika	Metalai, dengtų metalų, Plastikai
Siurblio šaltinis	Gas discharge	Lamp, diode laser	Diode laser
Bangos ilgis (µm)	10.6	1.06	1.07
Efektyvumas (%)	10	2 – lamp, 6 – diode	<30
Spot Diameter (mm)	0.15	0.3	0.15
MW/cm2 power density	84.9	8.5	113.2

4. Kokie yra pagrindiniai pjovimo lazeriu nustatymai ir parametrai?

Laser cutting relies on specific parameters and settings that control the laser’s intensity, focus, speed, and other critical factors essential for achieving optimal results.
Each parameter significantly influences cutting quality and efficiency across various materials.

Lazerio galia

Laser power indicates the intensity of the laser beam used for cutting, and it is a fundamental parameter that directly affects cutting ability and speed.
Typically measured in watts (W), laser power ranges from 1,000 į 10,000 vatų (1-10 kW), depending on the material and thickness being processed.

Lazerio spindulio režimas (TEM režimas)

The laser beam mode, also known as Transverse Electromagnetic Mode (TEM režimas), defines the shape and quality of the laser beam profile.

The TEM00 mode, characterized by a Gaussian beam profile, dažniausiai naudojamas tiksliam pjovimui.

Medžiagos storis

Medžiagos storis reiškia pjaunamos medžiagos matmenis, labai skiriasi priklausomai nuo taikymo ir medžiagos tipo.

Pjovimas lazeriu gali apdoroti įvairias medžiagas nuo plonų lakštų (0.1 mm) prie storesnių plokščių (iki 25 mm), todėl jis yra universalus tokioms pramonės šakoms kaip automobilių pramonė, aviacijos ir kosmoso, ir elektronika.

Pjovimo greitis

Pjovimo greitis rodo, kaip greitai lazeris juda per medžiagos paviršių pjovimo proceso metu.

Matuojama metrais per minutę (m/mano), paprastai jis svyruoja nuo 1 m/min iki 20 m/mano.

Pjovimo greičio optimizavimas užtikrina efektyvumo ir kokybės pusiausvyrą, užtikrina tikslius pjūvius nepažeidžiant medžiagos vientisumo.

Pagalbinis dujų slėgis

Pagalbinių dujų slėgis yra labai svarbus pjovimo lazeriu metu, nes jis pašalina išlydytą medžiagą nuo pjūvio, užtikrinant švarius kraštus.

Pagalbinių dujų slėgis, ar deguonis, ar azotas, is usually maintained between 5 bar and 20 Baras, depending on the material and cutting requirements.

Fokusavimo padėtis

Focus position denotes the distance between the laser lens and the material surface, determining where the laser beam achieves maximum intensity for efficient cutting.

Adjusting the focus position (paprastai tarp 0.5 mm ir 5 mm) is vital for maintaining cutting precision across different material thicknesses.

Pulso dažnis

Pulse frequency defines how often the laser emits pulses during the cutting process, varying from single pulses to frequencies in the kilohertz (khz) diapazonas.

Optimizing pulse frequency enhances cutting efficiency and heat distribution, leading to the desired cut quality and edge finish.

Sijos skersmuo / taško dydis

Beam diameter, or spot size, refers to the size of the laser beam at its focal point, typically maintained between 0.1 mm ir 0.5 mm for high-precision cutting.

Kontroliuojamas sijos skersmuo užtikrina tikslų medžiagos pašalinimą ir sumažina karščio paveiktas zonas, o tai labai svarbu atliekant sudėtingas pjovimo užduotis.

Pjovimo dujų tipas

Naudojamų pjovimo dujų tipas, pvz., deguonis, azotas, arba mišinys – labai paveikia pjovimo procesą ir rezultatus.

Skirtingos dujos unikaliai reaguoja su medžiagomis, įtakos pjovimo kokybei, speed, ir krašto apdaila. Norint pasiekti norimų rezultatų, labai svarbu pasirinkti tinkamą pjovimo dujų rūšį.

Purkštuko skersmuo

Purkštuko skersmuo reiškia antgalio, per kurį pagalbinės dujos teka ant medžiagos paviršiaus, skersmenį.

Jis turi atitikti sijos skersmenį, kad būtų veiksmingai pašalinta medžiaga ir būtų švarūs pjūviai.

Paprastai, purkštuko skersmuo svyruoja nuo 1 mm iki 3 mm, priklausomai nuo naudojimo ir medžiagos storio.

5. Pjovimo lazeriu privalumai

Pjovimo lazeriu technologija suteikia daug privalumų, todėl tai yra tinkamiausias pasirinkimas įvairiose gamybos srityse. Štai pagrindiniai privalumai:

Tikslumas ir tikslumas

Pjovimas lazeriu garsėja dideliu tikslumu ir gebėjimu pasiekti griežtus leistinus nuokrypius, dažnai ±0,1 mm.

Sufokusuotas lazerio spindulys leidžia sukurti sudėtingą dizainą ir detalius pjūvius, todėl idealiai tinka programoms, kurioms reikia tikslių specifikacijų.

Toks tikslumo lygis sumažina antrinių operacijų poreikį, taupant laiką ir išlaidas.

Efektyvumas ir greitis

Viena iš išskirtinių pjovimo lazeriu savybių yra jo greitis. Lazerinės mašinos gali veikti nuolat ir pjauti dideliu greičiu, žymiai padidina produktyvumą.

Pavyzdžiui, pluoštinis lazeris gali pjauti metalus didesniu greičiu 30 metrų per minutę, priklausomai nuo medžiagos storio.

Šis efektyvumas sumažina bendrą gamybos laiką, todėl tinka tiek smulkiai, tiek didelio masto gamybai.

Medžiagos lankstumas

Pjovimas lazeriu yra universalus ir gali pjauti įvairias medžiagas, įskaitant metalus (kaip plienas, aliuminis, ir titanas), Plastikai, mediena, Stiklas, ir net tekstilės.

Šis lankstumas leidžia gamintojams naudoti pjovimą lazeriu įvairioms reikmėms, nuo prototipų kūrimo iki galutinės gamybos įvairiose pramonės šakose.

Ekonominis efektyvumas

Nepaisant pradinių investicijų į lazerinio pjovimo įrangą, ilgalaikės santaupos yra nemažos.

Pjovimas lazeriu sumažina medžiagų švaistymą dėl tikslių pjovimo galimybių, mažinant bendrąsias medžiagų išlaidas.

Be to, pjovimo lazeriu greitis ir efektyvumas ilgainiui sumažina eksploatacines išlaidas, todėl tai yra ekonomiškas sprendimas gamintojams.

Aplinkos nauda

Pjovimas lazeriu yra ekologiškesnis, palyginti su tradiciniais pjovimo būdais. Tai sukuria minimalų atliekų ir emisijų kiekį, dėl tikslių pjovimo galimybių.

Ši technologija dažnai reikalauja mažiau išteklių valymo ir antrinėms operacijoms, toliau mažinant jos poveikį aplinkai.

Be to, dėl lazerinių technologijų pažangos atsirado energiją taupančios mašinos, prisidedant prie tvarios gamybos praktikos.

Minimalus įrankių susidėvėjimas

Skirtingai nuo mechaninio pjovimo metodų, pjovimas lazeriu neapima fizinio kontakto su medžiaga, dėl to įrankiai minimaliai susidėvi.

Dėl tokio kontakto trūkumo sumažėja priežiūros išlaidos ir pailgėja pjovimo įrangos tarnavimo laikas, todėl tai yra patikimas gamintojų pasirinkimas.

Universalios programos

Pjovimas lazeriu tinka įvairiems pritaikymams įvairiose pramonės šakose, įskaitant automobilius, aviacijos ir kosmoso, Elektronika, ir gamyba pagal užsakymą.

Dėl gebėjimo kurti sudėtingus dizainus ir tikslius pjūvius jis yra neįkainojamas gaminant viską nuo sudėtingų komponentų iki dekoratyvinių elementų.

6. Pjovimo lazeriu trūkumai

Nors pjovimas lazeriu turi daug privalumų, tai taip pat turi tam tikrų trūkumų, į kuriuos gamintojai turėtų atsižvelgti. Štai pagrindiniai lazerinio pjovimo technologijos trūkumai:

Pradinė kaina

Viena iš svarbiausių kliūčių diegti lazerinio pjovimo technologiją yra didelės pradinės investicijos, reikalingos įrangai.

Pramoninio lygio lazerinio pjovimo staklės gali būti brangios, kurios gali atgrasyti mažesnes įmones ar pradedančias įmones nuo šios technologijos naudojimo.

Be to, priežiūros ir remonto išlaidos gali padidinti bendrą finansinę naštą.

Priežiūra

Pjovimo lazeriu stakles reikia reguliariai prižiūrėti, kad būtų užtikrintas optimalus veikimas ir tikslumas. Tai apima kalibravimą, objektyvo valymas, ir periodinius patikrinimus.

Netinkamai prižiūrint įrangą, gali pablogėti pjovimo kokybė, ilgesnis gamybos laikas, ir padidėjusios veiklos sąnaudos.

Įmonėms, turinčioms ribotą techninę patirtį, tai gali būti iššūkis.

Materialiniai apribojimai

Ne visos medžiagos tinka pjovimui lazeriu. Atspindintys metalai, pavyzdžiui, vario ir žalvario, gali sukelti problemų atspindėdamas lazerio spindulį, galimai sugadinti įrangą.

Be to, pjovimo metu tam tikros medžiagos gali išsiskirti pavojingais dūmais arba šiukšlėmis, reikalaujama tinkamo vėdinimo ir saugos priemonių.

Susirūpinimas dėl saugos

Pjovimas lazeriu kelia pavojų saugai, įskaitant galimus akių sužalojimus dėl lazerio spindulio ir gaisro pavojų dėl aukštos temperatūros, atsirandančios pjovimo metu.

Operatoriai turi laikytis griežtų saugos protokolų, dėvėti apsaugines priemones, ir užtikrinti tinkamą mašinos veikimą, kad sumažintumėte šią riziką.

Saugos priemonių įgyvendinimas gali padidinti veiklos sudėtingumą ir išlaidas.

Šilumos paveiktos zonos (Haz)

Aukšta temperatūra, susidaranti pjovimo lazeriu metu, gali sukurti karščio paveiktas zonas (Haz) aplink nupjautus kraštus.

Šiose srityse gali pasikeisti medžiagos savybės, pvz., kietumas ar trapumas, kurie gali turėti įtakos gatavo produkto vientisumui.

Tais atvejais, kai reikalingos tikslios medžiagos charakteristikos, tai gali kelti rimtą susirūpinimą.

Ribota storio galimybė

Nors pjovimas lazeriu puikiai apdoroja plonas ir vidutiniškai storas medžiagas, jis gali kovoti su itin storomis medžiagomis.

Didėjant medžiagos storiui, pjovimo greitis gali žymiai sumažėti, dėl to pailgėja apdorojimo laikas ir galimi iššūkiai siekiant švaraus pjūvio.

Storesnėms medžiagoms, kiti pjovimo būdai, pavyzdžiui, plazminis pjovimas, gali būti efektyvesnis.

Priklausomybė nuo operatoriaus įgūdžių

Pjovimo lazeriu efektyvumas ir kokybė labai priklauso nuo operatoriaus įgūdžių.

Tinkamas nustatymas, Medžiagos pasirinkimas, ir mašinos kalibravimui reikalingas apmokytas ir patyręs technikas.

Žinių trūkumas gali sukelti prastos kokybės pjūvius, padaugėjo atliekų, ir gamybos vėlavimai.

7. Pjovimo lazeriu taikymas

Pjovimas lazeriu naudojamas įvairiose pramonės šakose:

Pramoniniai pritaikymai

• Automobilių pramonė: Tikslus komponentų, tokių kaip laikikliai ir važiuoklės dalys, pjovimas.
• Aviacijos ir kosmoso pramonė: Svarbių konstrukcinių elementų, kuriems reikalingas didelis tikslumas, gamyba.
• Elektronika: Grandinių plokščių ir komponentų pjovimas su minimaliais nuokrypiais.

Vartojimo prekės

• Papuošalai ir aksesuarai: Sudėtingų dizainų kūrimas, reikalaujantis smulkių detalių.
• Namų dekoras ir baldai: Individualūs gaminiai, pritaikyti pagal individualius pageidavimus.

Medicinos taikymas

• Chirurginiai instrumentai: Tikslus chirurginių procedūrų įrankių ir instrumentų pjovimas.
• Implantai ir protezavimas: Pritaikomi sprendimai, atitinkantys konkrečius paciento poreikius.

Menas ir dizainas

• Individualūs meno kūriniai: Gaminame unikalius skulptūrų ir dekoratyvinių daiktų dizainus.
• Ženklai ir graviravimas: Aukštos kokybės graviruoti ženklai ir reklaminiai stendai.

8. Medžiagos, susijusios su pjovimu lazeriu

Renkantis medžiagas pjovimui lazeriu, labai svarbu atsižvelgti į įvairius veiksnius, pvz., medžiagos tipą, storio, ir savybes.

Šios aplinkybės gali labai paveikti pjovimo procesą, kokybė, ir efektyvumas. Čia išsamiai apžvelgiamos medžiagos, susijusios su pjovimu lazeriu:

Medžiagų tipai

Metalai:

• Nerūdijantis plienas:

• • Savybės: Didelė jėga, atsparumas korozijai, ir atspindėjimas.
  • Tinkamumas: Geriausias pjovimas pluoštiniais lazeriais dėl didelio atspindžio.
  • Paraiškos: Automobiliai, aviacijos ir kosmoso, Medicinos prietaisai.

• Anglies plienas:

• • Savybės: Didelis stiprumas ir ilgaamžiškumas.
  • Tinkamumas: Galima pjauti tiek CO2, tiek skaiduliniais lazeriais.
  • Paraiškos: Statyba, Gamyba, Automobiliai.

• Aliuminis:

• • Savybės: Lengvas, didelis šilumos laidumas, ir atspindėjimas.
  • Tinkamumas: Dėl savo atspindžio geriausias pjovimas skaiduliniais lazeriais.
  • Paraiškos: Aviacijos ir kosmoso, Elektronika, Automobiliai.

• Vario ir Žalvaris:

• • Savybės: Didelis šilumos laidumas ir atspindėjimas.
  • Tinkamumas: Sunku kirpti; reikalauja specializuotos technikos ir didesnės galios lazerių.
  • Paraiškos: Elektriniai komponentai, papuošalai, dekoratyviniai daiktai.

Nemetalai:

• Akrilas:

• • Savybės: Skaidrus, lengva pjaustyti, ir sukuria lygų kraštą.
  • Tinkamumas: Geriausias pjovimas naudojant CO2 lazerius.
  • Paraiškos: Ženklai, rodo, dekoratyviniai daiktai.

• Mediena:

• • Savybės: Skirtingas tankis ir drėgmės kiekis.
  • Tinkamumas: Geriausias pjovimas naudojant CO2 lazerius.
  • Paraiškos: Baldai, dekoratyviniai daiktai, nestandartiniai projektai.

• Popierius ir kartonas:

• • Savybės: Plonas ir lengvai užsidegantis.
  • Tinkamumas: Geriausias pjovimas naudojant CO2 lazerius.
  • Paraiškos: Pakuotė, ženklinimas, pasirinktiniai spaudiniai.

• Audinys ir tekstilė:

• • Savybės: Lankstus ir gali būti jautrus karščiui.
  • Tinkamumas: Geriausias pjovimas naudojant CO2 lazerius.
  • Paraiškos: Drabužiai, apmušalai, individualūs dizainai.

• Plastikai:

• • Savybės: Labai skiriasi lydymosi temperatūra ir cheminis atsparumas.
  • Tinkamumas: Geriausias pjovimas naudojant CO2 lazerius.
  • Paraiškos: Prototipų kūrimas, vartojimo prekės, pramoniniai komponentai.

Keramika ir kompozitai:

• Keramika:

• • Savybės: Sunku, trapus, ir atsparus karščiui.
  • Tinkamumas: Galima pjauti su Nd: YAG arba skaiduliniai lazeriai.
  • Paraiškos: Elektronika, Medicinos prietaisai, pramoniniai komponentai.

• Kompozitai:

• • Savybės: Skiriasi priklausomai nuo matricos ir armatūros medžiagų.
  • Tinkamumas: Iškirpti gali būti sudėtinga; reikalauja kruopštaus lazerio parametrų parinkimo.
  • Paraiškos: Aviacijos ir kosmoso, Automobiliai, sporto įranga.

Medžiagos storis

Plonos medžiagos:

• Apibrėžimas: Paprastai laikomos medžiagomis iki 10 mm stori.
• Pjovimo charakteristikos:

• • Pjovimo paprastumas: Lengviau pjauti dideliu tikslumu ir greičiu.
  • Šilumos paveikta zona (Haz): Mažesnis HAZ, todėl pjūviai švaresni.
  • Lazerio tipas: Plonoms medžiagoms dažnai pakanka CO2 lazerių, bet pluoštiniai lazeriai gali būti naudojami ir metalams.

• Paraiškos: Lakštinis metalas, plonas plastikas, popierius, ir tekstilė.

Storos medžiagos:

• Apibrėžimas: Paprastai laikomas medžiagų per 10 mm stori.
• Pjovimo charakteristikos:

• • Iššūkiai: Reikia didesnės galios lazerių ir mažesnio pjovimo greičio.
  • Šilumos paveikta zona (Haz): Didesnis HAZ, kurie gali turėti įtakos medžiagos savybėms.
  • Lazerio tipas: Pluoštiniai lazeriai pirmenybę teikia storiems metalams, o Nd: YAG lasers can handle thick ceramics and composites.

• Paraiškos: Struktūriniai komponentai, Sunkiosios mašinos dalys, thick plates.

Medžiagos savybės

Šilumos laidumas:

• Aukštas šilumos laidumas: Materials like aluminum and copper conduct heat quickly, which can make cutting more challenging. Higher power and slower speeds are often required.
• Low Thermal Conductivity: Materials like plastics and wood retain heat more, allowing for faster cutting speeds.

Atspindėjimas:

• High Reflectivity: Reflective materials like aluminum, Vario, and brass can damage the laser if not properly managed. Fiber lasers are better suited for these materials due to their higher efficiency and lower risk of back-reflection.
• Low Reflectivity: Non-reflective materials like wood and plastics are easier to cut and pose fewer risks to the laser.

Lydymosi taškas:

• High Melting Point: Materials with high melting points, such as tungsten and molybdenum, require higher-power lasers and more precise control.
• Low Melting Point: Materials with low melting points, such as plastics, can be cut more easily and at higher speeds.

Cheminis Atsparumas:

• Chemically Resistant: Materials that are resistant to chemicals, such as PTFE (Teflonas), may require special considerations to avoid degradation during cutting.
• Chemically Sensitive: Materials that are sensitive to chemicals, such as certain plastics, may produce toxic fumes and require proper ventilation.

Specialūs svarstymai

Kerfo plotis:

• Apibrėžimas: The width of the cut made by the laser.
• Poveikis: A wider kerf can affect the fit and finish of parts, especially in precision applications.
• Kontrolė: Kerf width can be minimized by using higher-power lasers and optimizing cutting parameters.

Krašto kokybė:

• Veiksniai: The quality of the cut edge is influenced by the laser power, cutting speed, and assist gas.
• Improvement: Using the correct assist gas and maintaining a steady cutting speed can improve edge quality.

Medžiagos deformacija:

• Šilumos paveikta zona (Haz): Vieta aplink pjūvį, kurioje medžiaga buvo įkaitinta, bet neišlydyta, gali deformuotis.
• Sumažinimas: Naudojant mažesnę galią ir didesnį pjovimo greitį galima sumažinti HAZ ir sumažinti deformaciją.

Dūmų ir dulkių valdymas:

• Dūmai: Tam tikrų medžiagų pjaustymas, ypač plastikai ir kompozitai, gali išsiskirti kenksmingų garų.
• Dulkės: Smulkios dalelės gali kauptis ir paveikti pjovimo procesą.
• Sprendimai: Tinkama ventiliacija, dulkių surinkimo sistemos, ir asmenines apsaugos priemones (PPE) yra būtini.

9. Pjovimo lazeriu iššūkiai ir apribojimai

Pjovimo lazeriu technologija, o naudinga, taip pat susiduria su keliais iššūkiais ir apribojimais, kurie gali turėti įtakos jos veiksmingumui tam tikrose programose.

Štai keletas pagrindinių iššūkių, į kuriuos reikia atsižvelgti:

Materialiniai apribojimai

Ne visos medžiagos yra suderinamos su pjovimu lazeriu.

Kai kurie atspindintys metalai, pavyzdžiui, vario ir žalvario, gali atspindėti lazerio spindulį, gali sugadinti pjovimo įrangą ir pabloginti pjovimo kokybę.

Be to, certain plastics may emit harmful gases when cut with a laser, necessitating proper ventilation and safety measures.

Išlaidų svarstymai

While laser cutting can be cost-effective in the long run due to reduced material waste and faster production times, the initial capital investment for high-quality laser-cutting machines can be substantial.

This cost barrier can be particularly daunting for small businesses or startups looking to implement advanced manufacturing technologies.

Techniniai apribojimai

Laser cutting has limitations regarding the thickness of materials it can efficiently cut.

As material thickness increases, cutting speeds may decrease, resulting in longer processing times.

In many cases, traditional cutting methods, such as plasma or water jet cutting, may be more suitable for thicker materials, ribojant pjovimo lazeriu taikymą tam tikrais atvejais.

Šilumos paveiktos zonos (Haz)

Didelės energijos lazerio spindulys pjovimo proceso metu išskiria daug šilumos, vedantis į karščio paveiktas zonas (Haz) aplink nupjautus kraštus.

Šios zonos gali pakeisti medžiagos savybes, tokie kaip kietumas ir atsparumas tempimui, kurios gali būti labai svarbios konkrečioms programoms.

HAZ valdymas yra būtinas pramonės šakoms, kuriose būtinos tikslios medžiagų charakteristikos.

10. Pjovimo lazeriu ateities tendencijos

Technologijų pažanga:

• Didesnė galia ir efektyvumas: Galingesnių ir efektyvesnių lazerių kūrimas.
• Pagerinta spindulio kokybė: Patobulinta spindulio valdymo ir fokusavimo technika.

Padidinta automatizacija:

• Robotų sistemos: Robotų rankų integravimas automatizuotiems pjovimo procesams.
• Išmanioji gamyba: IoT ir duomenų analizės naudojimas operacijoms optimizuoti.

Tvarumas:

• Ekologiška praktika: Ekologiškų medžiagų ir procesų pritaikymas.
• Energiją taupančios technologijos: Energiją taupančių lazerinių sistemų kūrimas.

11. Išvada

Pjovimas lazeriu tapo kertiniu šiuolaikinės gamybos akmeniu, siūlo neprilygstamą tikslumą, efektyvumas, ir universalumas.

Nepaisant pradinių išlaidų ir tam tikrų apribojimų, dėl ilgalaikės naudos ir technologinės pažangos jis yra neįkainojamas įrankis įvairiose pramonės šakose.

Technologijoms toliau tobulėjant, pjovimo lazeriu ateitis atrodo daug žadanti, su padidinta automatika, tvarumas, ir inovacijų, formuojančių gamybos kraštovaizdį.

Tikimės, kad šis vadovas suteikė jums išsamų supratimą apie pjovimą lazeriu ir jo reikšmę šiuolaikinėje gamyboje.

Nesvarbu, ar esate patyręs profesionalas, ar tik pradedate, pjovimo lazeriu potencialas yra didžiulis ir jaudinantis.

Jei turite pjovimo lazeriu apdorojimo poreikių, Prašau nedvejodami Susisiekite su mumis.