Phân tích 4 yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng cắt của máy cắt laser

So với oxyacetylene, plasma và các quy trình cắt truyền thống khác, cắt laser có ưu điểm là tốc độ cắt nhanh, khe hẹp, vùng ảnh hưởng nhiệt nhỏ, độ thẳng đứng của cạnh khe, cạnh cắt mịn và nhiều loại vật liệu có thể cắt bằng laser . Công nghệ cắt laser đã được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực ô tô, máy móc, điện lực, phần cứng và thiết bị điện.

Một số công nghệ chính của máy cắt laser là công nghệ tích hợp toàn diện giữa ánh sáng, máy và điện. Trong máy cắt laser, các thông số của chùm tia laser, hiệu suất và độ chính xác của máy và hệ thống CNC ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả và chất lượng củasự cắt bằng tia la-ze. Độ chính xác của đường cắt là yếu tố đầu tiên để đánh giá chất lượng của máy cắt laser CNC. Vậy những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng cắt của máy cắt laser là gì?
Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng cắt của máy cắt laser bao gồm tốc độ cắt, vị trí lấy nét, khí phụ, công suất phát laser, đặc tính phôi,… sẽ được chúng tôi phân tích chi tiết dưới đây.
1. Một trong những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng cắt của máy cắt laser: công suất phát laser;
Máy cắt laser tạo ra năng lượng từ tia laser đầu ra bằng sóng liên tục. Kích thước của công suất laser và việc lựa chọn chế độ sẽ ảnh hưởng đến chất lượng cắt. Trong hoạt động thực tế, nó thường được điều chỉnh công suất cao hơn để đáp ứng yêu cầu cắt vật liệu dày hơn. Dạng chùm (sự phân bố năng lượng chùm qua mặt cắt ngang) là quan trọng hơn ở điểm này. Mật độ công suất cao hơn thu được tại tiêu điểm và chất lượng cắt tốt hơn thu được trong điều kiện công suất thấp hơn công suất cao. Mô hình không nhất quán trong suốt thời gian hoạt động hiệu quả của laser. Điều kiện của quang học, những thay đổi tinh vi trong hỗn hợp khí vận hành laser và sự dao động của dòng chảy đều có thể ảnh hưởng đến cơ chế chế độ.
2. Yếu tố thứ hai ảnh hưởng đến chất lượng cắt củasự cắt bằng tia la-zemáy: điều chỉnh vị trí tiêu điểm;
Vị trí tương đối của tiêu điểm và bề mặt phôi là đặc biệt quan trọng để đảm bảo chất lượng của vết cắt. Trong hầu hết các trường hợp, vị trí tiêu điểm nằm ngay trên bề mặt của phôi, hoặc thấp hơn một chút so với bề mặt khi cắt. Trong toàn bộ quá trình cắt, đảm bảo vị trí tương đối của trọng tâm và phôi là không đổi là điều kiện quan trọng để có được chất lượng cắt ổn định. Khi tiêu điểm ở vị trí tốt hơn, kerf nhỏ hơn, hiệu quả cao hơn và tốc độ cắt tốt hơn có thể đạt được kết quả cắt tốt hơn. Trong hầu hết các ứng dụng, tiêu điểm chùm tia được điều chỉnh ở ngay dưới vòi phun. Khoảng cách giữa vòi phun và bề mặt của phôi nói chung là khoảng 1,5mm.
Sau khi chùm tia laze được hội tụ, kích thước điểm tỷ lệ với tiêu cự của thấu kính. Sau khi chùm tia được hội tụ bởi thấu kính tiêu cự ngắn, kích thước điểm nhỏ và mật độ công suất tại tiêu điểm cao, rất có lợi cho việc cắt vật liệu; nhược điểm là độ sâu tiêu cự rất ngắn và biên độ điều chỉnh nhỏ. Thích hợp để cắt tốc độ cao các vật liệu mỏng. Ống kính tele dài có độ sâu tiêu cự rộng hơn và mật độ năng lượng đủ lớn, phù hợp hơn để cắt các phôi dày.
3. Yếu tố thứ 3 ảnh hưởng đến chất lượng cắt của máy cắt laser: tốc độ cắt;
Tốc độ cắt của vật liệu tỷ lệ thuận với mật độ công suất laser, tức là, tăng mật độ công suất sẽ làm tăng tốc độ cắt. Tốc độ cắt tỷ lệ nghịch với mật độ (trọng lượng riêng) và độ dày của vật liệu được cắt. Khi các thông số khác không thay đổi, các yếu tố để tăng tốc độ cắt là: tăng công suất (trong một phạm vi nhất định, chẳng hạn như 500-2 000W); cải thiện chế độ chùm tia (chẳng hạn như từ chế độ bậc cao sang chế độ bậc thấp cho đến TEM00); giảm kích thước của điểm lấy nét (Chẳng hạn như sử dụng ống kính tiêu cự ngắn để lấy nét); cắt vật liệu có năng lượng bay hơi ban đầu thấp (như nhựa, plexiglass, v.v.); cắt vật liệu mật độ thấp (như thông trắng, v.v.); cắt vật liệu mỏng.
4. Yếu tố thứ tư ảnh hưởng đến chất lượng cắt củasự cắt bằng tia la-zemáy: áp suất khí phụ;
Việc cắt vật liệu bằngsự cắt bằng tia la-zemáy yêu cầu sử dụng khí phụ, và áp suất khí là một yếu tố cực kỳ quan trọng. Khí phụ được phóng ra đồng trục với chùm tia laze, bảo vệ thấu kính khỏi bị nhiễm bẩn và thổi bay xỉ ở dưới cùng của vùng cắt. Đối với vật liệu phi kim loại và một số vật liệu kim loại, sử dụng khí nén hoặc khí trơ để xử lý vật liệu nóng chảy và bay hơi đồng thời ngăn chặn sự cháy quá mức trong khu vực cắt.
Đối với hầu hết việc cắt laser kim loại, khí hoạt động (miễn là O2) được sử dụng để tạo phản ứng tỏa nhiệt oxy hóa với kim loại nóng. Phần nhiệt bổ sung này có thể tăng tốc độ cắt lên 1/3 đến 1/2. Khi cắt vật liệu mỏng ở tốc độ cao, cần áp suất khí cao hơn để ngăn xỉ dính vào mặt sau của vết cắt (xỉ dính nóng vào phôi cũng có thể làm hỏng mép cắt). Khi chiều dày của vật liệu tăng lên hoặc tốc độ cắt chậm, áp suất khí cần được giảm một cách thích hợp. Để ngăn lưỡi cắt nhựa không bị đóng băng, tốt hơn là nên cắt với áp suất khí thấp hơn.