Cắt laser là một quy trình sản xuất chính xác và hiệu quả, sử dụng chùm ánh sáng vô hình để cắt xuyên qua các vật liệu, mang lại nhiều lợi ích so với các phương pháp cắt cơ học truyền thống. Với độ chính xác cao, tốc độ cắt nhanh và khả năng cắt các hình dạng phức tạp, cắt laser đang dần thay thế các kỹ thuật cắt kim loại truyền thống.
-
Thành phần của thiết bị cắt Laser
Máy cắt laser bao gồm một số bộ phận chính, bao gồm máy phát laser, hệ thống phân phối chùm tia, hệ thống chuyển động điều khiển số, đầu cắt lấy nét tự động, bàn làm việc và hệ thống cung cấp khí áp suất cao. Các thông số khác nhau ảnh hưởng đến quá trình cắt laser, một số thông số phụ thuộc vào hiệu suất kỹ thuật của máy phát laser và máy, trong khi các thông số khác có thể thay đổi.
-
Các thông số chính của cắt Laser
Để đạt được kết quả cắt tối ưu, điều cần thiết là phải hiểu các thông số chính sau:
1. Chế độ chùm tia
Chế độ chùm tia, còn được gọi là chế độ Gaussian, là chế độ lý tưởng để cắt, thường thấy trong các máy phát laser công suất thấp (<1 kW). Multi-mode, a mixture of high-order modes, has lower cutting ability and focusability compared to single-mode lasers.
| Bàn. 1 thông số quy trình cắt laser đơn chế độ của các vật liệu thông thường | |||||
| Vật liệu | Độ dày (mm) | Khí phụ trợ | Tốc độ cắt (cm/phút) | Chiều rộng khe (mm) | Công suất laser (w) |
| Thép carbon thấp | 3 | O2 | 60 | 0.2 | 250 |
| Chảo không gỉ | 1 | O2 | 150 | 0.1 | 250 |
| Hợp kim titan | 10(40) | O2 | 280(50) | 1.50(3.5) | 250 |
| Thủy tinh trong suốt hữu cơ | 10 | N2 | 80 | 0.7 | 250 |
| nhôm | 1 | O2 | 300 | 0.1 | 250 |
| Thảm polyester | 10 | N2 | 260 | 0.5 | 250 |
| Vải cotton (nhiều lớp) | 15 | N2 | 90 | 0.5 | 250 |
| Các tông | 0.5 | N2 | 300 | 0.4 | 250 |
| Các tông sóng | 8 | N2 | 300 | 0.4 | 250 |
| Thủy tinh thạch anh | 1.9 | O2 | 60 | 0.2 | 250 |
| Polypropylen | 5.5 | N2 | 70 | 0.5 | 250 |
| Polystyrene | 3.2 | N2 | 420 | 0.4 | 250 |
| Polyvinyl clorua cứng | 7 | N2 | 120 | 0.5 | 250 |
| Nhựa gia cố bằng sợi | 3 | N2 | 60 | 0.3 | 250 |
| Gỗ (ván ép) | 18 | N2 | 20 | 0.7 | 250 |
| Thép carbon thấp | 1 | N2 | 450 | 中 | 500 |
| 3 | N2 | 150 | --- | 500 | |
| 6 | N2 | 50 | 0.15 | 500 | |
| 1.2 | O2 | 600 | 0.15 | 500 | |
| 2 | O2 | 400 | 0.20 | 500 | |
| 3 | O2 | 250 | --- | 500 | |
| Thép không gỉ | 1 | O2 | 300 | --- | 500 |
| 3 | O2 | 120 | --- | 500 | |
| Ván ép | 18 | N2 | 350 | --- | 500 |
| Bàn. 2 thông số cắt laser đa chế độ của các loại vật liệu thông dụng | ||||
| Nguyên vật liệu | Độ dày tấm (mm) | Tốc độ cắt (cm/phút) | Chiều rộng khe (mm) | Công suất laser (kw) |
| Nhôm | 12 | 230 | 1 | 15 |
| Thép carbon | 6 | 230 | 1 | 15 |
| Thép không gỉ (0Cr18Ni9) | 4.6 | 130 | 2 | 20 |
| Hỗn hợp boron/epoxy | 8 | 165 | 1 | 15 |
| Vật liệu tổng hợp sợi/epoxy | 12 | 460 | 0.6 | 20 |
| Ván ép | 25.4 | 150 | 1.5 | 8 |
| tấm mica | 25.4 | 150 | 1.5 | 8 |
| Thủy tinh | 9.4 | 150 | 1 | 20 |
| Bê tông | 38 | 5 | 6 | 8 |
2. Công suất laze
Công suất laser cần thiết phụ thuộc vào vật liệu được cắt, độ dày vật liệu và yêu cầu về tốc độ cắt. Công suất laser ảnh hưởng đáng kể đến độ dày cắt, tốc độ và chiều rộng vết cắt. Nói chung, việc tăng công suất laser cho phép cắt các vật liệu dày hơn, tốc độ cắt nhanh hơn và chiều rộng rãnh cắt rộng hơn.
3. Vị trí lấy nét
Vị trí lấy nét có tác động đáng kể đến độ rộng rãnh cắt. Thông thường, tiêu điểm được đặt ở khoảng 1/3 độ dày vật liệu bên dưới bề mặt, mang lại độ sâu cắt tối đa và chiều rộng rãnh cắt tối thiểu.
4. Tiêu cự
Khi cắt các tấm thép dày, nên sử dụng tiêu cự dài hơn để đạt được bề mặt cắt thẳng đứng, chất lượng cao. Tiêu cự dài hơn dẫn đến đường kính chùm tia lớn hơn, làm giảm mật độ năng lượng và tốc độ cắt. Để duy trì tốc độ cắt ổn định, việc tăng công suất laser là cần thiết. Để cắt các tấm mỏng, tiêu cự ngắn hơn được ưu tiên, dẫn đến đường kính chùm tia nhỏ hơn, mật độ năng lượng cao hơn và tốc độ cắt nhanh hơn.
5. Khí hỗ trợ
Oxy thường được sử dụng làm khí hỗ trợ khi cắt thép có hàm lượng carbon thấp vì nó tận dụng phản ứng đốt cháy sắt-oxy để tăng cường quá trình cắt, mang lại tốc độ cắt nhanh hơn và chất lượng cắt cao hơn. Áp suất của khí hỗ trợ ảnh hưởng đến quá trình cắt, áp suất cao hơn sẽ làm tăng động năng và khả năng loại bỏ xỉ.
6. Cấu trúc vòi phun
Cấu trúc vòi phun và kích thước lỗ cũng ảnh hưởng đến chất lượng và hiệu quả cắt laser. Các yêu cầu cắt khác nhau đòi hỏi phải sử dụng các vòi phun khác nhau. Hình dạng vòi phun phổ biến bao gồm hình tròn, hình nón và hình chữ nhật. Cắt laser thường sử dụng phương pháp thổi đồng trục (dòng khí và trục ánh sáng thẳng hàng) và kiểm soát khoảng cách giữa lối ra vòi phun và bề mặt phôi ({{0}}.5-2.0 mm) đảm bảo quá trình cắt ổn định quá trình.
| Bàn. 3 ví dụ về thông số quá trình cắt laser của vật liệu kim loại thông dụng |
||||
| Vật liệu | Độ dày mm | Khí phụ trợ | Tốc độ cắt cm/phút | Công suất laser kW |
| Thép carbon thấp | 1 | O2 | 900 | 1000 |
| 1.5 | 300 | 300 | ||
| 3 | 200 | 300 | ||
| 6 | 100 | 1000 | ||
| 16.2 | 114 | 4000 | ||
| 35 | 50 | 4000 | ||
| 30CrMnSi | 1 | 200 | 500 | |
| 3 | 120 | 500 | ||
| 6 | 50 | 500 | ||
| Thép không gỉ | 0.5 | 450 | 250 | |
| 1 | 800 | 1000 | ||
| 1.6 | 456 | 1000 | ||
| 3.2 | 180 | 500 | ||
| 4.8 | 400 | 2000 | ||
| 6 | 80 | 1000 | ||
| 6.3 | 150 | 2000 | ||
| 12 | 40 | 2000 | ||
| Hợp kim titan | 3 | 1300 | 250 | |
| 8 | 300 | 250 | ||
| 10 | 280 | 250 | ||
| 40 | 50 | 250 | ||
