Параметри на процеса за лазерно рязане
Множество параметри влияят на процеса на лазерно рязане, някои зависят от техническите характеристики на лазерния източник, докато други са променливи. Днешният фокус е върху параметрите на процеса, влияещи върху лъча и фокусната точка при лазерно рязане:
Принцип на лазерно рязане
Лазерното рязане включва фокусиране на високо{0}}мощен лазер върху повърхността на детайла, за да го разтопи или изпари. Подпомогната от газ за рязане, разтопената шлака се издухва, докато режещата глава пресича повърхността на детайла, образувайки прорез, който разделя материала.
Лазерна изходна мощност и режим
1. Лазерна изходна мощност
Изходната мощност на лазера влияе пряко върху работата на машината за лазерно рязане. Обикновено с увеличаване на дебелината на плочата е необходима по-висока лазерна мощност. За рязане на един и същ материал с еднаква дебелина, по-голямата изходна мощност на лазера позволява по-бързи скорости на рязане и по-гладки ръбове на рязане. Въпреки това, след като изходната мощност бъде определена, скоростта на рязане трябва да бъде оптимизирана за конкретния материал и дебелина, за да се постигнат най-добри резултати. Както прекалено бързите, така и прекалено бавните скорости могат да повлияят неблагоприятно на резултатите от лазерното рязане.
2. Режим на лазерен изход
Разпределението на качеството на лазерния лъч се категоризира в единичен-режим и много-режим. Единичен-режим възниква, когато енергийната плътност на лъча се концентрира в една фокусна точка, докато много-режимът съществува, когато две или повече точки проявяват максимална енергийна плътност. При приложения за рязане, фокусираното място значително влияе върху качеството на рязане. Едно-модовите лазери се отличават с по-фина сърцевина на влакното, превъзходно качество на лъча в сравнение с много-модовите лазери и гаусово разпределение на енергията с пикова плътност в центъра. Триизмерното{10}}представяне прилича на остър, заоблен връх.
Многомодовите лазери имат по-дебело влакнесто ядро, което води до по-ниско качество на лъча в сравнение с едно-модовите лазери. Разпределението на енергията им е по-равномерно в петното, с три-измерно изображение, наподобяващо обърната чаша. Стръмността на ръбовете показва, че многомодовото разпределение е значително по-стръмно от това на едно-модовото разпределение.
Еднорежимните-лазери превъзхождат обработката на тънки листове, докато много-режимните лазери работят по-добре при по-дебели материали. Сравняването на двете няма смисъл, тъй като те представляват различни конфигурации на лазерни влакна-подобно на превозни средства: седаните са подходящи за магистрали, докато SUV-овете се справят-извън пътя. И все пак седаните могат да прекосяват планини, а SUV-овете могат да навигиратпътища.По този начин изборът на единичен-режим или много-режим зависи изцяло от специфичните-изисквания за обработка на крайния-потребител.
Размер на фокуса, дълбочина на фокуса и позиция на фокуса
1. Размер на фокуса и дълбочина на фокуса
При лазерно рязане позицията на фокуса значително влияе върху резултатите от рязане. Различните материали или дебелини изискват съответните позиции на фокуса по време на лазерно рязане.
При лазерното рязане размерът на фокусното петно и дълбочината на фокуса са решаващи фактори, влияещи върху качеството и ефективността на рязане. Обективът с къс-фокус създава относително малък диаметър на петното и малка дълбочина на фокуса, което води до висока плътност на мощността във фокусната точка. Това улеснява високо-бързото рязане на тънки материали с изключителна прецизност. Обратно, обектив с дълъг-фокус дава по-голям диаметър на фокусното петно, но по-голяма дълбочина на фокуса. При условие, че се поддържа достатъчна плътност на мощността, тази конфигурация е по-подходяща за рязане на по-дебели детайли.
2. Типична връзка между позицията на фокуса и режещата повърхност
При рязане на тънки плочи фокусът обикновено е разположен върху повърхността на детайла. За дебели плочи фокусът обикновено прониква приблизително от 1/3 до 1/4 от дебелината на плочата, намирайки се в диапазона на отрицателно дефокусиране. При рязане на въглеродна стомана фокусът е разположен над повърхността на плочата. С увеличаване на дебелината на плочата фокусът се отдалечава от повърхността, оставайки в рамките на положителния диапазон на дефокусиране.