Lazer Kesimin Bazı Temel Bilgileri
Lazerler ilk olarak 1970'lerde kesme işlemi için kullanılmaya başlandı. Modern endüstriyel üretimde, lazer kesme sac metal, plastik, cam, seramik, yarı iletkenler, tekstil, ahşap ve kağıt malzeme işlemede daha yaygın olarak kullanılmaktadır.
Lazer kesim
Odaklanmış lazer ışını iş parçasına vurduğunda, aydınlatılmış alan malzemeyi eritmek veya buharlaştırmak için keskin bir şekilde ısınır. Lazer ışını iş parçasına nüfuz ettiğinde, kesme işlemi başlar: lazer ışını malzemeyi eritirken konturlar boyunca hareket eder. Genellikle eriyiği kesimden uzağa üflemek için bir jet akımı kullanılır ve kesim bölümü ile çerçeve arasında odaklanmış lazer ışını kadar geniş dar bir boşluk bırakılır.
Alevle kesme
Alevle kesme, kesme gazı olarak oksijen kullanan düşük karbonlu çeliği kesmek için standart bir işlemdir. Oksijen 6 bara kadar basınçlandırılır ve kesiğe üflenir. Burada, ısıtılmış metal oksijenle reaksiyona girer: yanmaya ve oksitlenmeye başlar. Kimyasal reaksiyon, lazer ışınının kesme işlemine yardımcı olmak için büyük miktarda enerji (lazerin enerjisinin beş katına kadar) açığa çıkarır.
Füzyon kesim
Eritme kesimi, metal keserken kullanılan bir diğer standart işlemdir. Seramik gibi diğer eriyebilir malzemeleri kesmek için de kullanılabilir.
Kesme gazı olarak azot veya argon gazı kullanılır ve 2 ila 20 barlık gaz basıncı kesiden üflenir. Argon ve azot, inert gazlardır, yani kesimdeki erimiş metalle reaksiyona girmezler, onu sadece dibe doğru üflerler. Aynı zamanda inert gaz, kesme kenarını hava oksidasyonundan koruyabilir.
Basınçlı hava kesimi
Sac metali kesmek için basınçlı hava da kullanılabilir. 5 ila 6 bar'lık hava basıncı, kesideki erimiş metali üflemek için yeterlidir. Havanın yaklaşık %80'i nitrojen olduğundan, basınçlı hava kesimi temelde eritme kesimidir.
Plazma destekli kesim
Parametreler doğru şekilde seçilirse, plazma destekli eritme kesme kesiğinde plazma bulutları belirir. Plazma bulutu, iyonize metal buharı ve iyonize kesme gazından oluşur. Plazma bulutu, CO2 lazerinin enerjisini emer ve onu iş parçasına dönüştürerek iş parçasına daha fazla enerji bağlanmasını ve malzemenin daha hızlı erimesini sağlar ve bu da daha hızlı kesmeyle sonuçlanır. Bu nedenle, bu kesme işlemine yüksek hızlı plazma kesimi de denir.
Plazma bulutları katı lazerlere göre aslında şeffaftır, dolayısıyla plazma destekli eritme kesimi yalnızca CO2 lazerlerle yapılabilir.
Gazlaştırma kesimi
Gazlaştırma kesimi malzemeyi buharlaştırır ve çevredeki malzeme üzerindeki termal etkiyi en aza indirir. Bu, ince plastik filmler ve ahşap, kağıt ve köpük gibi erimeyen malzemeler gibi düşük ısı buharlaşması ve yüksek emilimli malzemeleri işlemek için sürekli CO2 lazerleri kullanılarak elde edilebilir.
Ultra kısa darbeli lazerler, tekniğin diğer malzemelere uygulanmasına olanak tanır. Metaldeki serbest elektronlar lazeri emer ve şiddetli bir şekilde ısınır. Lazer darbeleri erimiş parçacıklar ve plazma ile reaksiyona girmez ve malzeme doğrudan süblimleşerek, çevredeki malzemeye ısı biçiminde enerji aktarmak için zaman bırakmaz. Pikosaniye darbesi malzemeyi aşındırdığında belirgin bir termal etki olmaz, erime ve çapak oluşumu olmaz.
Parametreler: İşlemi ayarlayın
Lazer kesim işlemini etkileyen birçok parametre vardır; bunların bir kısmı lazerin ve tezgah takımının teknik performansına bağlıyken, bir kısmı da değişkendir.
Kutuplaşma derecesi
Polarizasyon derecesi, lazer ışığının ne kadarının dönüştürüldüğünü gösterir. Tipik polarizasyon derecesi yaklaşık %90'dır. Bu, yüksek kaliteli bir kesim için yeterlidir.
Odak çapı
Odak çapı, kesiğin genişliğini etkiler ve odaklama aynasının odak uzunluğunu değiştirerek değiştirilebilir. Daha küçük bir odak çapı, daha dar bir kesi anlamına gelir.
Odak pozisyonu
Odak pozisyonu, iş parçası yüzeyindeki ışın çapını ve güç yoğunluğunu ve ayrıca kesiğin şeklini belirler.
Lazer gücü
Lazer gücü, işleme türü, malzeme türü ve kalınlıkla eşleştirilmelidir. Güç, iş parçasındaki güç yoğunluğunun işleme eşiğini aşacak kadar yüksek olmalıdır.
Çalışma modu
Sürekli mod, esas olarak işlenmiş malzemelerin milimetre ila santimetre boyutlarındaki standart profillerini kesmek için kullanılır. Perforasyonu eritmek veya hassas bir profil üretmek için düşük frekanslı darbeli lazer kullanılır.
Kesme hızı
Lazer gücü ve kesme hızı birbirine uymalıdır. Çok hızlı veya çok yavaş kesme, artan pürüzlülüğe ve çapak oluşumuna neden olur.
Nozul çapı
Nozul çapı, nozuldan akan gazın akış hızını ve şeklini belirler. Malzeme ne kadar kalınsa, gaz jetinin çapı o kadar büyük olur ve buna bağlı olarak nozul açıklığının çapı da artırılmalıdır.
Gaz saflığı ve basıncı
Oksijen ve nitrojen genellikle kesme gazları olarak kullanılır. Gazın saflığı ve basıncı kesme etkisini etkiler.
Oksijen alevli kesme kullanıldığında, gazın saflığının %99,95'e ulaşması gerekir. Çelik levha ne kadar kalınsa, kullanılan gaz basıncı o kadar düşük olur.
Azotlu eriyik kesme kullanıldığında gaz saflığının %99,995'e (ideal olarak %99,999) ulaşması gerekir ve kalın çelik levhaların eritilmesi ve kesilmesi sırasında daha yüksek hava basıncı gerekir.
Teknik parametre listesi
Lazer kesiminin erken aşamasında, kullanıcılar test çalışmaları aracılığıyla işleme parametrelerinin ayarını kendileri belirlemelidir. Olgun işleme parametreleri artık kesme sisteminin kontrol ünitesinde saklanır. Her malzeme türü ve kalınlığı için karşılık gelen veriler vardır. Teknik veri sayfası, bu teknolojiye aşina olmayan kişiler için bile lazer kesim ekipmanının sorunsuz bir şekilde çalıştırılmasını mümkün kılar.
Lazer kesim kalite değerlendirme faktörleri
Lazer kesim kenarlarının kalitesini belirlemek için birçok kriter vardır. Çapak formu, çöküntü, tanecik gibi kriterler çıplak gözle değerlendirilebilir; Diklik, pürüzlülük ve kesi genişliği özel aletlerle ölçülür. Malzeme birikimi, korozyon, ısıdan etkilenen alanlar ve deformasyon da lazer kesiminin kalitesini ölçmede önemli faktörlerdir.
Geniş perspektif
Lazer kesimin sürekli başarısının diğer işleme yöntemlerinin çoğuyla elde edilmesi zordur. Bu eğilim bugün de devam etmektedir. Gelecekte, lazer kesimin uygulama olasılığı giderek daha da genişleyecektir.