Lazer Kesim
Lazer kesim, malzemeyi eritmek, yakmak veya buharlaştırmak için odaklanmış bir lazer ışınını kullanan, yüksek-hassasiyetli,-temassız bir termal kesme işlemidir. Doğruluğu, hızı ve çok yönlülüğü nedeniyle otomotiv, havacılık, elektronik, makine, telekom, inşaat ve tıp gibi endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Karbon çeliği, paslanmaz, alüminyum, bakır pirinç ve titanyum gibi her türlü metali kesebilir ve ±0,1 mm (yüksek-hassasiyet), ±0,3 mm (endüstriyel) toleransıyla 0,1 mm'den 25 mm'ye kadar metal kalınlıklarını kesebilir.
Tanım
Fiber lazerlerin daha dar ışınlar üretmesiyle bilinir ve aynı lazer çıkış enerjisi için yaklaşık dört kat etkili güç sağlayabilir. CO2 muadillerine göre daha hızlı ve daha hassas çalışırlar. Fiber lazer kesim, elektrik verimliliği nedeniyle daha düşük işletme maliyetlerine sahiptir, ancak kesme işleminde daha fazla nitrojen koruyucu gaz gerektirir. Daha ince metal malzemelerde, alüminyum ve paslanmaz çelik gibi yüksek-yansıtıcı malzemelerde yüksek hassasiyetli kesimler için uygundurlar. CO2 lazer kesici ise daha geniş bir ışın sunabilir ve daha yüksek cihaz gücü sağlayabilir ve daha kalın plakalarda daha düşük-hassasiyetteki kesimler için daha uygundur. CO2 lazer ekipmanının başlangıç maliyeti genellikle fiber lazerden daha düşüktür, ancak işletme maliyeti normalde birim kesim uzunluğu başına daha yüksektir. Fabmann, farklı metal kesme çözümleri, metal şekillendirme, kaynak ve toz kaplama, çinko kaplama, sıcak daldırma galvanizleme, kesme ve dubleks kaplama gibi farklı metal yüzey işlemleri de dahil olmak üzere yüksek kalitede lazer kesimin yanı sıra metal imalat hizmetleri de sunmaktadır. Fabmann, müşterilerimize üstün hizmet sunmaya kendini adamıştır.
Lazer Kesimin Faydası
Metal lazer kesimi, hassaslığı, verimliliği, çok yönlülüğü ve maliyet-etkinliği nedeniyle endüstrilerde yaygın bir popülerlik kazanmıştır. En büyük avantajlardan biri, "kalıpları ortadan kaldırarak", "malzeme israfını en aza indirerek" ve "üretim esnekliğini artırarak" takım masraflarını önemli ölçüde azaltabilmesidir ve aşağıda faydaların kısa bir listesi bulunmaktadır:
√Kalıp üretim ve bakım maliyetlerini ortadan kaldırır, fiziksel alet gerektirmez. Damgalama veya kalıpla-kesimin aksine, lazerle kesme, malzemeleri işlemek için "temassız-termal enerji" kullanır ve özel kalıp ihtiyacını ortadan kaldırır.
Kalıp-ilişkili harcamaları önler ve kalıp tasarımı, üretimi ve yinelenen bakım ve onarım maliyetlerinden kolayca tasarruf sağlar.
√Kurulum ve geçiş maliyetlerini azaltır, anında parametre ayarlamaları. Lazer sistemleri, dijital ayarları (ör. güç, hız, gaz türü) değiştirerek işler arasında hızlı geçiş yapılmasına olanak tanır ve zaman alıcı kalıp değiştirme işlemlerini ortadan kaldırır.
√Çok yönlülük, tek bir lazer makinesi farklı malzemeleri (ör. paslanmaz çelik, alüminyum, bakır) ve kalınlıkları (1–20 mm) yeniden takım değiştirmeye gerek kalmadan işleyebilir.
√Malzeme israfını ve ikincil işlemleri en aza indirir ve dar kerf genişliği (0,1–0,3 mm) malzeme kullanımını optimize ederek hurda oranlarını mekanik yöntemlere kıyasla ortalama %15 civarında azaltır.
√Yüksek kenar kalitesi, lazer kesme kenarı normalde pürüzsüzdür, çapaksız-(Ra < 12,5 µm) genellikle taşlama veya çapak alma gibi işlem sonrası işlemleri ortadan kaldırır.
√Küçük gruplar için{0}uygun maliyetlidir ve düşük-hacimli ve prototip geliştirmeyi destekler.
√Hızlı tasarım yinelemeleri ve ürün geliştirme döngülerini hızlandırır.
√Kısa kurulum süresi, saatlerden dakikalara geçiş.
Lazer Kesim Farklı Metal Malzemenin Özellikleri
Alüminyum
Kalınlık: genellikle yüksek-güçlü fiber lazerlerle (6 kW'tan büyük veya eşit) 20 mm'ye kadar, ince saclar (1–6 mm) en iyi kaliteyi sağlar
Kerf genişliği: 0,1–0,3 mm, malzemenin yansımasından ve yardımcı gazdan etkilenir (oksidasyonu önlemek için nitrojen tercih edilir) Tolerans: İnce levhalar için ±0,05–0,1 mm; termal bozulma nedeniyle daha kalın malzemeler (±0,15 mm).
Nitrojen kullanırken kesim kalitesi ve kenarları minimum cürufla pürüzsüzleştirin.
Oksijen desteğiyle, son-işleme gerektiren oksidasyon riski.
Fiber lazerler, onları alüminyum için tercih edilen metal kesme seçeneği haline getiren çok az avantaj sunar:
√Yüksek-güç yoğunluğu, enerjilerini çok küçük bir noktaya odaklayarak alüminyum gibi yansıtıcı malzemelerde bile verimli kesim yapılmasına olanak tanır.
√Fiber lazerlerin yüksek kesme hızı, yüksek gücü ve mükemmel ışın kalitesi, hızlı kesime olanak tanıyarak üretkenliği artırır.
√Minimize edilmiş (HAZ) ısıdan-etkilenen bölge, diğer lazer türlerine göre daha az ısı üretebilir, böylece daha az termal bozulmayla daha temiz kesimler elde edilir.
√Çok yönlülük, çok çeşitli alüminyum kalınlıklarını ve alaşımlarını kesebilir.
Alüminyum Lazer Kesimde Dikkat Edilmesi Gerekenler
Alüminyum malzemeler üzerinde sesli lazer kesim işleminde çok az sayıda kritik faktör vardır ve operatörler her zaman aşağıdaki hususları dikkate almalıdır:
√Yardımcı gaz seçeneği, oksitsiz kesimler ürettiği için alüminyumun kesilmesinde sıklıkla nitrojen tercih edilir; bu arada, oksijen genellikle daha kalın malzemeler için kullanılır ancak oksitlenmiş bir kenarla sonuçlanabilir. Azotun dezavantajı maliyettir.
√Odak noktası, toplu kesme başlamadan önce malzeme yüzeyine göre odak konumunu denemek akıllıca olacaktır ve deneyimli bir operatör her zaman pozitif veya negatif odaklama için ayarlama yapmaya çalışırsa bazen kesim kalitesini iyileştirebilir.
√Kesme hızı ve güç arasında doğru dengeyi bulmak için kesme hızı çok önemlidir çünkü düşük hız çok fazla aşırı ısı girdisi yaratabilir, yüksek hız ise tam nüfuz sağlayamayabilir.
√Temizlik, operatör her zaman alüminyum levhaların temiz olduğundan ve kesim kalitesini etkileyebilecek yağ veya kirletici maddelerden arınmış olduğundan emin olmalıdır.
√Malzeme deformasyonuna neden olabilecek ısı oluşumunu önlemek için termal yönetim ve{0}periyodik soğuma aralıkları.
√Kenar kalitesi, operatör cüruf oluşumu veya aşırı erime gibi sorunlar fark ederse parametreleri ayarlayacaktır.
Lazer Kesim Alüminyum Kalite Sorunları
Borular, levhalar veya plakalar dışında alüminyum malzemeleri lazerle kesme konusunda çok az baş ağrısı vardır ve bu engelleri anlayabilirseniz, metal kesme maliyetinizi en aza indirirken en iyi sonuçları elde etmenize yardımcı olabilir.
√Yansıtıcılık, alüminyumun lazerle kesilmesinde neredeyse temel zorluktur çünkü aynı zamanda makineye zarar veren geri yansımalara da neden olabilir. Alüminyum doğal olarak lazer ışınının önemli bir bölümünü yansıtır; bu da kesme verimliliğini azaltabilir ve uygun şekilde yönetilmediği takdirde lazer sistemine zarar verme potansiyeline sahiptir. Bu yansıtma, etkili kesim sağlamak için belirli lazer türlerinin ve güç seviyelerinin kullanılmasını gerektirir ve bu sorun nedeniyle fiber lazer çok popüler bir seçimdir.
√Isı iletkenliği, iyi ısı iletkenliği lazer kesimini oldukça zorlaştırır çünkü malzeme ısıyı hızlı bir şekilde dağıtır ve bu da hassas kesimler için gereken lokal erimenin elde edilmesini zorlaştırabilir. Bu nedenle, iyi ısı iletkenliği, daha geniş çentik genişliklerine ve kesik kenarların çevresinde potansiyel ısıdan-etkilenen bölgelere yol açabilir.
√Alüminyum yüzeylerde oluşan ince oksit tabakası olan oksit tabakası, genellikle lazer-kesim işlemine müdahale eder ve alüminyumun kendisinden daha yüksek bir erime noktasına sahiptir; kesim kalitesinde tutarsızlıklara neden olabilir veya nüfuz etmek için ek güç gerektirebilir.
√Moleküler yapı, dövülebilir moleküler yapısı bazen daha az istenen kenar kalitesine yol açabilir ve genellikle kenarda çapak bulunur veya kesik kenarlar boyunca hafif bir erime etkisi görülür; bazı zorlu projeler için son-işleme gereklidir.
Paslanmaz çelik
Fiber lazer, CO₂ lazerden yaklaşık %. 40 daha yüksek enerji verimliliğine sahiptir, dolayısıyla aynı güçle daha kalın plakaları yaklaşık %30 oranında kesebilir ve bu nedenle fiber lazer, paslanmaz çelik malzeme kesmede daha popülerdir. Oksijen kesme kapasitesini artırabilir ancak koyu oksit tabakası oluşturur. Örneğin 3000W fiber lazer 12mm plakayı kesebilirken, oksijen yardımı ile limiti 18mm’ye kadar çıkarabilmektedir. Azot, oksit katmanını önemli ölçüde azaltabilir ve bu nedenle yüksek yüzey kalitesi gereksinimi olan kalın levhalarda yaygın olarak kullanılır. Paslanmaz çelik malzemenin lazer kesim kalitesi temel olarak altı parametreye bağlıdır:
√ Güç ayarı paslanmaz çelik malzemenin kalınlığına ve tipine bağlıdır ve lazer kesim deliğinin nozulun merkezi ile eş eksenli olması önemlidir. Popüler güç seçeneği şu şekilde gösterilir:
1. İnce plaka (1-3mm), termal deformasyonu önlemek için nitrojen korumalı 1000-2000W güç
2. Orta plaka (10-25mm), 4000-6000W güç önerilir ve cüruf kusurlarını azaltmak için oksijen kullanılır
3. Extra thick plate (>50mm): Koniklik durumunu azaltmak için gaz basıncı stabilitesini kontrol ederken çoklu perforasyon teknolojisi ile birlikte 12000W + güç gerekir.
√ Meme boyutu, kesiğe giren gaz akışının şeklini, gaz difüzyon alanını ve gaz akış hızını belirler, böylece eriyik çıkarma ve kesme stabilitesini etkiler. Kesiye giren hava akışı büyük, hız hızlı ve iş parçasının hava akışındaki konumu uygunsa, erimiş malzemeyi çıkarmak için püskürtme yeteneği o kadar güçlü olur. Paslanmaz çelik ne kadar kalınsa, nozul ne kadar büyükse, oransal valf ayarı o kadar büyük ve akış hızı ne kadar büyük olursa, basınç sağlanabilir ve normal kesit etkisi kesilebilir. Farklı paslanmaz çelik kalınlıklarını kesmek için önerilen meme çapı aşağıdaki gibidir:
1. 1mm, φ1,0mm
2. 2-3mm, φ1,5mm
3. 3-5mm, φ2,0mm
4. 5-10mm,φ 3,0 mm +
√ Paslanmaz çelik lazer kesim için normalde yardımcı gaz türü, oksijen, nitrojen ve hava kullanılır ve her birinin kesim kalitesi üzerinde farklı etkileri vardır. Oksijen ekzotermik bir reaksiyona girerek kesme yüzeyine ek ısı ekleyerek daha düzgün bir kesme kenarı sağlar, ancak sarı renkte bir kesme kenarı oluşturur. Azot, paslanmaz çeliğin orijinal renginin oksitlenmesini önleyebilir ve nitrojenle kesmek, ekzotermik oksidasyon reaksiyonunun olmaması nedeniyle dar bir çentik genişliğine neden olur, dolayısıyla erimiş metali alt çentikten çıkarmak için daha yüksek nitrojen basınçları gerekir. Bu nedenle nitrojen, paslanmaz çelik kesimi için tercih edilen yardımcı gazdır. Yardımcı gaz, lazer ışınıyla birlikte iş parçası üzerine eş eksenli olarak yönlendirilir ve asıl amacı erimiş malzemeyi çentikten dışarı atmak ve cüruf oluşumunu önlemektir.
√ Odak konumu, farklı plaka kalınlığı ve paslanmaz çelik kaliteleri farklı odak konumu gerektirir. Kesmeden önce gerçek sıfır odak ölçülür ve kesme işlemi parametrelerinin testi ve analizi, referans noktası olarak sıfır odak kullanılarak gerçekleştirilebilir. Negatif odaklanma, paslanmaz çelik kesimi için ana işlem seçim yönüdür. Kalın plakaları keserken, enerji dağıtımını optimize etmek için odak noktası plakanın içinde (genellikle plaka kalınlığının 1/3 ila 1/4'ü kadar) ayarlanmalıdır.
√ Frekans ayarı, yüksek-frekanslı kesme (400-500Hz), cüruf kalıntısını azaltabilir ve ince levha ve yüksek hassasiyet gereksinimleri olan iş parçaları için kesim kalitesini iyileştirebilir. Orta kalınlıkta plakaları (6-10 mm) keserken, frekansı 200-300 Hz'e düşürmek kesme kalitesini artırabilir; eğer 100 Hz'e ayarlamak kesme hatasına neden olacaksa.
√ Görev döngüsü, görev döngüsü %53 kritik değerdir. Görev döngüsünü azaltmaya devam ederseniz alt yüzeyde eksik kesim izleri kalacak, görev döngüsü %60'a çıkacak ve kesit pürüzlü ve katmanlı hale gelecektir. Darbe görev döngüsü, her darbedeki ışın ışınlama süresinin oranını ifade eder.
Karbon Çelik
Karbon çeliğinin lazerle kesilmesi normalde belirli bir güç aralığı, çelik kalınlığı ve ayrıca nozul çapı gerektirir ve aşağıda birçok üretici tarafından seçilen popüler bir sabit parametre kurulumu bulunmaktadır:
√Çelik kalınlığı: 1,0-3,0 mm 1-2 Kw, 1,0-1,5 mm nozullu
√Çelik kalınlığı: 3,0-6,0 mm 2-4 Kw, 1,5-2,0 mm nozullu
√Çelik kalınlığı 6,0-10,0 mm, 4-6 Kw nozullu 2,0-2,5 mm
√Yukarıdaki çelik kalınlığı 6K+ Kw güç gerektirir ve nozul boyutu genellikle 2,5 mm'den büyüktür.
Lazer Kesim Karbon Çelik Hususları
8mm Karbon Çelik Levha
Lazer kesim için en iyi işlem parametrelerinin nasıl belirleneceğini tartışırken normalde lazer gücü, kesme hızı, gaz türü, meme boyutu ve basınç dahil olmak üzere birkaç temel faktörü dikkate almamız gerekir. Bu parametrelerin uygun şekilde ayarlanmasıyla karbon çelik levhaların lazerle kesme etkisi optimize edilebilir ve üretim verimliliği ve kesme kalitesi iyileştirilebilir. Ayrıca farklı kesme desenleri kesme işlemi parametrelerinin seçimini ve ayarlanmasını etkileyecektir ve bu da kesme hızını ve kalitesini etkileyecektir. Operatörün, toplu kesimden önce deneylerin ve optimizasyon parametrelerinin belirlenmesi gerektiğini anlaması gerekir. Aynı zamanda, sürekli girişimler ve optimizasyon yoluyla, yavaş yavaş deneyim biriktirebilir ve kesimin doğruluğunu ve verimliliğini artırabiliriz. Bir dizi deneyden sonra, orta-güçlü fiber lazer kesim makinesinin 8 mm kalınlığındaki karbon çeliğini kesmesi için en uygun işlem parametrelerini elde edebiliriz. Daha sonra, 8 mm ve 3 mm karbon çeliğinin lazerle kesilmesine yönelik seçim ve ayarlamaları derinlemesine inceleyeceğiz.
√Lazer tipi: fiber lazer
√Kesme hızı: 13 mm/sn
√Güç: 5Kw
√Odak konumu:+3.2mm
√Meme boyutu: 2,3 mm
√Yardımcı gaz: oksijen
√0,04MPa'da gaz basıncı.
√Perforasyon frekansı: 80HZ.
3mm Karbon Çelik Levha
√Lazer tipi: fiber lazer
√Kesme hızı: 70 mm/sn
√Güç: 3Kw
√Odak konumu:+2mm
√Meme boyutu: 2,3 mm
√Yardımcı gaz: oksijen
√0,35MPa'da gaz basıncı.
√Perforasyon frekansı: 300HZ.
Endüstriyel uygulamalarda, CO2 lazerin çentik genişliği genellikle yaklaşık 0,2 ila 0,3 mm'dir; bu, özellikle orta ve kalın levhaların kesilmesi için uygundur ve aynı zamanda lazer kesim tipine ve çelik malzeme kalınlığına da bağlıdır. Oksijen desteği çentik genişliğini genişletir ancak hızı artırır ve nitrojen lazer kesimi temiz, cürufsuz-kenarlara sahip olur; oksijen desteği ise ikincil taşlama gerektiren çapak üretir.
Bakır ve Pirinç
Bakır ve pirincin yüksek yansıtıcılığı, iletkenliği ve çok yönlülüğü, lazer kesim için benzersiz zorluklar yaratmıştır ve lazer kesimin verimliliğini ve hassasiyetini etkileyen iki ana faktör, yansıma ve termal iletkenliktir. Fiber lazer bu zorlukların üstesinden gelmek için yaygın olarak kullanılmaktadır ve operatörün paslanmaz çelik, alüminyum, bakır ve pirinç gibi yansıtıcı metaller üzerinde lazer kesim yaparken aşağıdaki parametreleri dikkate alması gerekir:
√Bakır, alüminyum ve paslanmaz çelik gibi yansıtıcı metaller tarafından iyi bir şekilde-emilebilen dalga boyu, 1 μm dalga boyu, fiber lazer için genellikle tavsiye edilir.
√Güç ve darbe, aşırı ısı oluşumunu ve yansımaları önlemek amacıyla kesme işlemini optimize etmek için lazer gücünü ve darbe süresini ayarlamak çok mantıklıdır. İnce bakır levhalar için darbeli delme tekniği etkili olabilir ve malzeme delinene kadar lazer gücünün bir dizi kısa darbeyle kademeli olarak arttırılmasını içerir; böylece eksik kesikler ve cüruf oluşumu önlenir.
√Yansıtıcı metallerin lazerle kesilmesinde yardımcı gaz, nitrojen ve oksijen yaygındır ve erimiş malzemenin püskürtülmesine ve yansımaların önlenmesine yardımcı olabilirler.
√Odaklama optikleri, yansımayı en aza indirmek ve kesme verimliliğini optimize etmek için odaklama optiklerinin temiz ve düzgün şekilde hizalandığından emin olmak hayati önem taşır.
√Işın dağıtımı, yansıtıcı kaplamalara sahip yüksek-kaliteli ışın dağıtım sistemleri yansımaları en aza indirmeye yardımcı olabilir.
√Aşırı yansımaya veya ısı oluşumuna neden olmadan istenen kesim kalitesini elde etmek için hız, güç ve odak uzaklığı gibi kesme parametrelerinin kalibre edilmesi ve seri üretim başlamadan önce küçük ölçekte test kesimi yapılması önemle tavsiye edilir.
Sonuç olarak, bakırın lazerle kesilmesini yönetmek, doğru ekipmanı seçmeyi, kesme işlemlerinin karmaşıklığını anlamayı ve çeşitli parametrelerle denemeler yapmayı içerir. Bakır ve diğer yansıtıcı metallerin oluşturduğu spesifik zorlukları ele alarak lazer teknolojisinin tüm potansiyelini optimize edebilirsiniz. Farklı kalınlıktaki bakır veya pirinç plakalar için önerilen güç aşağıdadır:
1. İnce levha, 0,8-1,5 mm, 1.000 W
2. Orta plaka (1,5-2,5 mm), 1,500-1,800 W
3. Orta ila kalın plaka (3-6 mm), 2.000-6.000 W
Bu arada bakırın uygun sıcaklıkta tutulması da çok önemlidir. Kesme hızının izin verilen maksimum hızın %85-90'ına ayarlanması önerilir ve bu, düzgün bir kesme işlemi sağlayacaktır. Azotun oksidasyonu önlemesi ve daha temiz kenarlar elde etmesi önemle tavsiye edilir; bu özellikle alüminyum, paslanmaz çelik, pirinç ve bakır gibi yüksek yansıtıcı metaller için kullanışlıdır.
Fabmann, malzeme israfını en aza indirmek için bilgisayar simülasyon teknolojisi aracılığıyla lazer kesim, alevle kesme, plazma kesme, tel kesme, su jeti ile kesme ve kesmeyi kapsayan geniş bir yelpazede farklı metal kesme hizmeti sağlar; aynı zamanda aşağıdaki gibi ikincil imalat hizmetleri de sağlıyoruz:metal şekillendirme, metal kaynakVemetal yüzey işlemebu nedenle size tek-tek noktadan-alışveriş hizmeti sağlayabiliriz.
- +86-21-22811110
- sales@keyiindustrial.com
- 1. Kat, Nr.1440, Yan'An Yol, Şangay, Çin.11