การวิเคราะห์ปัจจัยสี่ประการที่ส่งผลต่อคุณภาพการตัดของเครื่องตัดเลเซอร์

เมื่อเทียบกับออกซีอะเซทิลีน พลาสมา และกระบวนการตัดแบบอื่นๆ การตัดด้วยเลเซอร์มีข้อดีคือความเร็วในการตัดที่รวดเร็ว กรีดแคบ โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนเล็กน้อย แนวดิ่งที่ดีของคมกรีด คมตัดเรียบ และวัสดุหลายประเภทที่สามารถตัดด้วยเลเซอร์ได้ . เทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านยานยนต์ เครื่องจักร ไฟฟ้า ฮาร์ดแวร์ และเครื่องใช้ไฟฟ้า

เทคโนโลยีที่สำคัญหลายประการของเครื่องตัดเลเซอร์คือเทคโนโลยีที่ครบวงจรของการรวมแสง เครื่องจักร และไฟฟ้า ในเครื่องตัดด้วยเลเซอร์ พารามิเตอร์ของลำแสงเลเซอร์ ประสิทธิภาพและความแม่นยำของเครื่องจักรและระบบ CNC ส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพและคุณภาพของตัดด้วยเลเซอร์. ความแม่นยำในการตัดเป็นองค์ประกอบแรกในการตัดสินคุณภาพของเครื่องตัดเลเซอร์ CNC แล้วอะไรคือปัจจัยที่ส่งผลต่อคุณภาพการตัดของเครื่องตัดเลเซอร์?
ปัจจัยที่ส่งผลต่อคุณภาพการตัดของเครื่องตัดเลเซอร์ ได้แก่ ความเร็วตัด ตำแหน่งโฟกัส ก๊าซเสริม กำลังขับเลเซอร์ และคุณลักษณะของชิ้นงาน ฯลฯ ซึ่งจะวิเคราะห์ในรายละเอียดด้านล่าง
1. ปัจจัยหนึ่งที่ส่งผลต่อคุณภาพการตัดของเครื่องตัดเลเซอร์: กำลังขับเลเซอร์
เครื่องตัดเลเซอร์สร้างพลังงานจากเอาต์พุตของลำแสงเลเซอร์โดยคลื่นต่อเนื่อง ขนาดของกำลังเลเซอร์และการเลือกโหมดจะส่งผลต่อคุณภาพการตัด ในการใช้งานจริง มักจะถูกปรับให้มีกำลังสูงขึ้นเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดของการตัดวัสดุที่มีความหนามากขึ้น รูปแบบของลำแสง (การกระจายของพลังงานลำแสงข้ามภาคตัดขวาง) มีความสำคัญมากกว่า ณ จุดนี้ ได้ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้นที่จุดโฟกัส และได้คุณภาพการตัดที่ดีขึ้นภายใต้สภาวะที่มีกำลังน้อยกว่ากำลังสูง รูปแบบไม่สอดคล้องกันตลอดอายุการใช้งานที่มีประสิทธิภาพของเลเซอร์ สภาพของเลนส์ การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในส่วนผสมของก๊าซที่ทำงานด้วยเลเซอร์ และความผันผวนของการไหลล้วนส่งผลต่อกลไกของโหมด
2. ปัจจัยที่สองที่ส่งผลต่อคุณภาพการตัดของตัดด้วยเลเซอร์เครื่อง: การปรับตำแหน่งโฟกัส;
ตำแหน่งสัมพัทธ์ของจุดโฟกัสและพื้นผิวของชิ้นงานมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรับประกันคุณภาพของการตัด ในกรณีส่วนใหญ่ ตำแหน่งโฟกัสจะอยู่ที่พื้นผิวของชิ้นงานเท่านั้น หรือต่ำกว่าพื้นผิวเล็กน้อยเมื่อทำการตัด ในระหว่างกระบวนการตัดทั้งหมด การตรวจสอบตำแหน่งสัมพัทธ์ของจุดโฟกัสและชิ้นงานให้คงที่นั้นเป็นเงื่อนไขที่สำคัญเพื่อให้ได้คุณภาพการตัดที่มั่นคง เมื่อโฟกัสอยู่ในตำแหน่งที่ดีขึ้น kerf จะเล็กลง ประสิทธิภาพก็จะสูงขึ้น และความเร็วตัดที่ดีขึ้นก็สามารถให้ผลลัพธ์การตัดที่ดีขึ้นได้ ในการใช้งานส่วนใหญ่ ลำแสงจะปรับให้อยู่ใต้หัวฉีด ระยะห่างระหว่างหัวฉีดกับพื้นผิวของชิ้นงานโดยทั่วไปประมาณ 1.5 มม.
หลังจากที่โฟกัสลำแสงเลเซอร์แล้ว ขนาดสปอตจะเป็นสัดส่วนกับทางยาวโฟกัสของเลนส์ หลังจากที่ลำแสงโฟกัสด้วยเลนส์ทางยาวโฟกัสสั้น ขนาดสปอตจะมีขนาดเล็ก และความหนาแน่นของพลังงานที่จุดโฟกัสจะสูง ซึ่งเป็นประโยชน์อย่างมากสำหรับการตัดวัสดุ ข้อเสียคือ ระยะชัดลึกสั้นมาก และระยะขอบการปรับมีขนาดเล็ก เหมาะสำหรับการตัดวัสดุบางด้วยความเร็วสูง เลนส์เทเลโฟโต้ยาวมีระยะชัดลึกที่กว้างกว่าและความหนาแน่นของพลังงานเพียงพอ ซึ่งเหมาะสำหรับการตัดชิ้นงานที่มีความหนามากกว่า
3. ปัจจัยที่สามที่ส่งผลต่อคุณภาพการตัดของเครื่องตัดเลเซอร์: ความเร็วในการตัด
ความเร็วตัดของวัสดุเป็นสัดส่วนกับความหนาแน่นของพลังงานเลเซอร์ กล่าวคือ การเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานจะเพิ่มความเร็วในการตัด ความเร็วตัดแปรผกผันกับความหนาแน่น (ความถ่วงจำเพาะ) และความหนาของวัสดุที่กำลังตัด เมื่อพารามิเตอร์อื่นๆ ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ปัจจัยในการเพิ่มความเร็วในการตัดคือ: เพิ่มกำลัง (ภายในช่วงที่กำหนด เช่น 500-2 000W); ปรับปรุงโหมดลำแสง (เช่นจากโหมดระดับสูงเป็นโหมดสั่งต่ำจนถึง TEM00) ลดขนาดจุดโฟกัส (เช่นการใช้เลนส์ทางยาวโฟกัสสั้นเพื่อโฟกัส); วัสดุตัดเฉือนที่มีพลังงานการระเหยเริ่มต้นต่ำ (เช่น พลาสติก ลูกแก้ว ฯลฯ) การตัดวัสดุที่มีความหนาแน่นต่ำ (เช่น ไม้สนขาว ฯลฯ); การตัดวัสดุบาง
4. ปัจจัยที่สี่ที่ส่งผลต่อคุณภาพการตัดของตัดด้วยเลเซอร์เครื่อง: แรงดันแก๊สเสริม;
การตัดวัสดุโดยตัดด้วยเลเซอร์เครื่องต้องใช้ก๊าซเสริม และความดันก๊าซเป็นปัจจัยที่สำคัญอย่างยิ่ง ก๊าซเสริมจะถูกขับออกร่วมกับลำแสงเลเซอร์ ปกป้องเลนส์จากการปนเปื้อนและขจัดตะกรันที่อยู่ด้านล่างของพื้นที่ตัดออก สำหรับวัสดุที่ไม่ใช่โลหะและวัสดุโลหะบางชนิด ให้ใช้อากาศอัดหรือก๊าซเฉื่อยเพื่อประมวลผลวัสดุที่หลอมละลายและระเหยไปพร้อมกับการยับยั้งการเผาไหม้ที่มากเกินไปในบริเวณตัด
สำหรับการตัดด้วยเลเซอร์โลหะส่วนใหญ่ ก๊าซแอคทีฟ (ตราบใดที่เป็น O2) ถูกใช้เพื่อสร้างปฏิกิริยาคายความร้อนออกซิเดชันกับโลหะร้อน ส่วนนี้ของความร้อนเพิ่มเติมสามารถเพิ่มความเร็วในการตัดได้ 1/3 ถึง 1/2 เมื่อตัดวัสดุบางที่ความเร็วสูง ต้องใช้แรงดันแก๊สที่สูงขึ้นเพื่อป้องกันไม่ให้ตะกรันเกาะที่ด้านหลังของการตัด (ตะกรันที่เกาะร้อนบนชิ้นงานอาจทำให้คมตัดเสียหายได้) เมื่อความหนาของวัสดุเพิ่มขึ้นหรือความเร็วตัดช้า แรงดันแก๊สควรลดลงอย่างเหมาะสม เพื่อป้องกันไม่ให้ขอบตัดพลาสติกเป็นน้ำแข็ง ควรตัดด้วยแรงดันแก๊สที่ต่ำกว่า