Параметри процесу для лазерного різання
Численні параметри впливають на процес лазерного різання, деякі залежать від технічних характеристик лазерного джерела, а інші є змінними. Сьогодні ми зосередимося на параметрах процесу, що впливають на промінь і фокусну точку під час лазерного різання:
Принцип лазерного різання
Лазерне різання передбачає фокусування-потужного лазера на поверхню заготовки для її розплавлення або випаровування. За допомогою ріжучого газу розплавлений шлак видувається, коли ріжуча головка перетинає поверхню заготовки, утворюючи проріз, який розділяє матеріал.
Вихідна потужність і режим лазера
1. Вихідна потужність лазера
Вихідна потужність лазера безпосередньо впливає на продуктивність машини для лазерного різання. Як правило, зі збільшенням товщини пластини потрібна більша потужність лазера. Для різання того самого матеріалу однакової товщини більша вихідна потужність лазера забезпечує більш високу швидкість різання та гладкіші кромки. Однак після визначення вихідної потужності необхідно оптимізувати швидкість різання для конкретного матеріалу та товщини, щоб досягти найкращих результатів. Як надто висока, так і надто низька швидкість можуть негативно вплинути на результати лазерного різання.
2. Режим лазерного виведення
Розподіл якості лазерного променя поділяється на одно-модовий і багато-модовий. Один-режим виникає, коли щільність енергії променя концентрується в одній фокальній точці, тоді як багато-режим існує, коли дві або більше точок демонструють максимальну щільність енергії. Під час різання сфокусована пляма значно впливає на якість різання. Одномодові-лазери мають тоншу серцевину волокна, кращу якість променя порівняно з багато-модовими лазерами та гаусівський розподіл енергії з піковою щільністю в центрі. Тривимірне зображення нагадує гострий заокруглений пік.
Багатомодові лазери мають товщу серцевину волокна, що призводить до нижчої якості променя порівняно з одномодовими-лазерами. Їхній розподіл енергії є більш рівномірним по всій плямі, з три-вимірним зображенням, що нагадує перевернуту чашку. Крутизна країв вказує на те, що багатомодовий розподіл значно крутіший, ніж одномодовий-розподіл.
Одномодові-лазери чудово справляються з обробкою тонких листів, тоді як багато-модові лазери працюють краще на товстіших матеріалах. Порівнювати ці два параметри немає сенсу, оскільки вони представляють різні конфігурації волоконного лазера-подібно до транспортних засобів: седани підходять для шосе, а позашляховики — для-бездоріжжя. І все ж седани можуть долати гори, а позашляховики можуть пересуватисядороги.Таким чином, вибір одно-режиму або багато-режиму повністю залежить від конкретних вимог кінцевого-користувача до обробки.
Розмір фокусу, глибина фокусу та положення фокуса
1. Розмір фокусу та глибина фокусу
Під час лазерного різання положення фокуса значно впливає на результати різання. Різні матеріали або товщина вимагають відповідних позицій фокусування під час лазерного різання.
Під час лазерного різання розмір фокальної плями та глибина фокусу є вирішальними факторами, що впливають на якість та ефективність різання. Короткофокусна лінза створює відносно малий діаметр плями та малу глибину фокусування, що призводить до високої щільності потужності в точці фокуса. Це сприяє високошвидкісному-різанню тонких матеріалів із надзвичайною точністю. Навпаки, об’єктив з довгим-фокусом забезпечує більший діаметр фокусної плями, але більшу глибину фокусування. За умови підтримки достатньої щільності потужності ця конфігурація краще підходить для різання більш товстих заготовок.
2. Типове співвідношення між положенням фокусу та поверхнею різання
При різанні тонких пластин фокус зазвичай розташовується на поверхні заготовки. Для товстих пластин фокус зазвичай проникає приблизно на 1/3-1/4 товщини пластини, перебуваючи в межах негативного діапазону розфокусування. При різанні вуглецевої сталі упор розташовується над поверхнею листа. У міру збільшення товщини пластини фокус віддаляється від поверхні, перебуваючи в межах позитивного діапазону розфокусування.