Guide ultime de la machine de découpe laser CNC

Par rapport à l'oxyacétylène, au plasma et à d'autres processus de découpe traditionnels, la vitesse de découpe laser est rapide, la fente est étroite, la zone affectée thermiquement est petite, le bord de la fente est perpendiculaire et le bord de coupe est lisse. Dans le même temps, il existe de nombreux types de matériaux pouvant être découpés au laser, y compris l'acier au carbone. , Acier inoxydable, acier allié, bois, plastique, caoutchouc, tissu, quartz, céramique, verre, matériaux composites, etc. Avec le développement rapide de l'économie de marché et le développement rapide de la science et de la technologie, la technologie de découpe laser a été largement utilisée dans les automobiles, les machines, l'électricité, la quincaillerie et les appareils électriques. Ces dernières années, la technologie de découpe laser se développe à une vitesse sans précédent, avec un taux de croissance annuel de 15% à 20%. Depuis 1985, mon pays a connu une croissance de près de 25% par an. À l'heure actuelle, le niveau général de la technologie de découpe laser dans mon pays présente encore un écart important par rapport aux pays avancés. Par conséquent, la technologie de découpe laser sur le marché intérieur a de larges perspectives de développement et un immense espace d'application.

Pendant le processus de découpe dumachine à découper au laser, le faisceau est focalisé par la lentille de la tête de coupe en un petit point focal, de sorte que le point focal peut atteindre une densité de puissance élevée, et la tête de coupe est fixée sur l'axe z. A ce moment, l'apport de chaleur par le faisceau dépasse de loin la partie de la chaleur réfléchie, conduite ou diffusée par le matériau, et le matériau est rapidement chauffé à la température de fusion et de vaporisation. En même temps, un flux d'air à grande vitesse fondra du côté coaxial ou non coaxial. Et le matériau vaporisé est soufflé pour former des trous pour couper le matériau. Avec le mouvement relatif du foyer et du matériau, le trou forme une fente continue avec une largeur très étroite pour terminer la découpe du matériau.

Actuellement, la partie du chemin optique externe de la machine de découpe laser utilise principalement le système de chemin optique volant. Le faisceau lumineux émis par le générateur laser atteint la lentille de focalisation sur la tête de coupe à travers les miroirs réfléchissants 1, 2 et 3, et forme une tache lumineuse sur la surface du matériau à traiter après focalisation. La lentille réfléchissante 1 est fixée sur le fuselage sans bouger; le miroir réfléchissant 2 sur le faisceau se déplace dans la direction x avec le mouvement du faisceau; la lentille réfléchissante 3 sur l'axe z se déplace dans la direction y avec le mouvement de l'axe z. Il n'est pas difficile de voir sur la figure que dans le processus de coupe, lorsque le faisceau se déplace dans la direction x et que l'axe z se déplace dans la direction y, la longueur du trajet de la lumière change à chaque instant.

En raison du coût de fabrication et d'autres raisons, le faisceau laser émis par le générateur laser civil a un certain angle de divergence et est «conique». Lorsque la hauteur du «cône» change (ce qui équivaut à un changement de la longueur du chemin optique de la machine de découpe laser), la section transversale du faisceau sur la surface de la lentille de focalisation change également. De plus, la lumière a également les propriétés des ondes. Par conséquent, un phénomène de diffraction se produira inévitablement. La diffraction provoquera l'expansion latérale du faisceau pendant la propagation. Ce phénomène existe dans tous les systèmes optiques et peut déterminer les performances de ces systèmes. Valeur limite. En raison du «cône» du faisceau gaussien et de la diffraction des ondes lumineuses, lorsque la longueur du chemin optique change, le diamètre du faisceau agissant sur la surface de la lentille change tout le temps, ce qui entraînera des changements dans la mise au point taille et profondeur, mais affectent la position de mise au point Très petit. Si la taille de la mise au point et la profondeur de la mise au point changent pendant le traitement continu, cela aura inévitablement un impact important sur le traitement. Par exemple, cela entraînera des largeurs de fente de coupe incohérentes, une coupe incomplète ou une ablation de la planche avec la même puissance de coupe.

Le laser est une sorte de lumière, comme toute autre lumière naturelle, il est produit par la transition d'atomes (molécules ou ions, etc.). Cependant, il est différent de la lumière ordinaire en ce que le laser ne repose que sur une émission spontanée pendant une très courte période de temps, et le processus ultérieur est complètement déterminé par le rayonnement d'excitation. Par conséquent, le laser a une couleur très pure, presque aucune divergence et une intensité lumineuse extrêmement élevée. Et une grande cohérence.

La découpe laser est obtenue en appliquant une énergie à haute densité de puissance générée par la focalisation laser. Sous le contrôle de l'ordinateur, le laser est déchargé par des impulsions pour produire un laser pulsé à haute fréquence répétitif contrôlé pour former un faisceau avec une certaine fréquence et une certaine largeur d'impulsion. Le faisceau laser pulsé est guidé et réfléchi par le chemin optique et focalisé par le groupe de lentilles de focalisation. Sur la surface de l'objet traité, une petite tache lumineuse à haute densité d'énergie est formée. Le point focal est situé près de la surface à traiter et fond ou vaporise le matériau traité à une température élevée instantanée. Chaque impulsion laser à haute énergie crache instantanément un petit trou à la surface de l'objet. Sous le contrôle de l'ordinateur, la tête de traitement laser et le matériau traité effectuent un mouvement relatif continu selon les graphiques pré-dessinés, de sorte que l'objet sera traité dans la forme souhaitée.

Les paramètres du processus (vitesse de coupe, puissance du laser, pression de gaz, etc.) et la trajectoire du mouvement pendant le refendage sont contrôlés par le système de commande numérique, et le laitier au niveau de la fente est soufflé par une certaine pression de gaz auxiliaire.

1. Haute précision: convient à la découpe de pièces de précision et à la découpe fine de divers savoir-faire et peintures.

2. Vitesse rapide: plus de 100 fois celle de la coupe par fil.

3. La zone affectée par la chaleur est petite et difficile à déformer. La couture de coupe est lisse et belle, sans traitement ultérieur.

4. Performance de coût élevé: Le prix est seulement 1/3 de la même machine de découpe laser CO2 de performance, et 2/5 du même poinçon CNC de performance.

5. Le coût d'utilisation est très bas: seulement 1/8 ~ 1/10 de machine de découpe laser CO2 similaire, le coût horaire n'est que d'environ 18 yuans, et le coût horaire de la machine de découpe laser CO2 est d'environ 150-180 yuans.

6. Le coût de maintenance de suivi est très faible: seulement 1/10 ～ 1/15 de la machine de découpe laser CO2 similaire, et 1/3 ～ 1/4 de la poinçonneuse CNC équivalente.

7. Performance stable pour assurer une production continue. Le laser YAG à semi-conducteurs est l'un des produits les plus stables et les plus matures dans le domaine laser.

8. Par rapport à la poinçonneuse CNC, la machine de découpe laser YAG présente les avantages suivants:

(1) Il peut compléter le traitement de diverses structures complexes. Tant qu'une image peut être dessinée sur l'ordinateur, la machine peut terminer le traitement.

(2) Il n'est pas nécessaire d'ouvrir le moule, il suffit de faire le dessin sur l'ordinateur et le produit peut être libéré immédiatement, ce qui peut rapidement développer de nouveaux produits et réduire les coûts.

(3) La machine de découpe YAG dispose d'un système de suivi automatique, de sorte qu'elle peut effectuer une découpe plane ainsi que diverses surfaces courbes inégales.

(4) Le processus complexe nécessite que le poinçon CNC soit difficile à terminer, et la découpe au laser peut le faire.

(5) La surface est très lisse et la qualité du produit est très élevée, ce qui est difficile pour les poinçonneuses CNC.

(6) La boîte moulée (à moins de 0,5 mètre d'épaisseur) doit être traitée avec des trous et des rainures, qui ne peuvent pas être traités par une poinçonneuse CNC, mais la machine de découpe laser en métal YAG CNC peut le résoudre.

⒈1Coupe par vaporisation: dans le processus de découpe par vaporisation laser, la vitesse de montée en température de la surface du matériau jusqu'à la température du point d'ébullition est si rapide qu'il suffit d'éviter la fusion causée par la conduction thermique, de sorte qu'une partie du matériau se vaporise en vapeur et disparaît, et une partie du matériau est évacuée de la découpe. Le fond de la fente est emporté par le flux de gaz auxiliaire. Dans ce cas, une puissance laser très élevée est requise. Afin d'éviter que la vapeur de matière ne se condense sur la paroi de la fente, l'épaisseur du matériau ne doit pas dépasser largement le diamètre du faisceau laser. Ce procédé ne convient donc que pour des applications où l'élimination de matière fondue doit être évitée. Ce traitement n'est en fait utilisé que dans les zones où les alliages à base de fer sont très petits. Ce procédé ne peut pas être utilisé pour des matériaux tels que le bois et certaines céramiques qui ne sont pas à l'état fondu et sont donc peu susceptibles de recondenser la vapeur du matériau. De plus, ces matériaux nécessitent généralement des coupes plus épaisses. Dans la découpe par gazéification laser, la focalisation optimale du faisceau dépend de l'épaisseur du matériau et de la qualité du faisceau. La puissance du laser et la chaleur de vaporisation n'ont qu'une certaine influence sur la position de mise au point optimale. Dans le cas d'une certaine épaisseur de tôle, la vitesse de coupe maximale est inversement proportionnelle à la température de vaporisation du matériau. La densité de puissance laser requise est supérieure à 108 W / cm2 et dépend du matériau, de la profondeur de coupe et de la position de mise au point du faisceau. Dans le cas d'une certaine épaisseur de tôle, en supposant une puissance laser suffisante, la vitesse de coupe maximale est limitée par la vitesse du jet de gaz.

⒉ Coupe de fusion: dansdécoupe par fusion laser, la pièce est partiellement fondue et le matériau fondu est pulvérisé à l'aide d'un flux d'air. Étant donné que le transfert du matériau ne se produit qu'à l'état liquide, le processus est appelé fusion et découpe au laser. Le faisceau laser est associé à un gaz de coupe inerte de haute pureté pour amener le matériau fondu à quitter le trait de scie, et le gaz lui-même ne participe pas à la coupe. La découpe par fusion laser peut obtenir une vitesse de découpe plus élevée que la découpe par gazéification. L'énergie requise pour la gazéification est généralement supérieure à l'énergie requise pour faire fondre le matériau. Lors de la fusion et de la découpe laser, le faisceau laser n'est que partiellement absorbé. La vitesse de coupe maximale augmente avec l'augmentation de la puissance du laser et diminue presque inversement avec l'augmentation de l'épaisseur de la feuille et de la température de fusion du matériau. Dans le cas d'une certaine puissance laser, les facteurs limitants sont la pression de l'air au niveau de la fente et la conductivité thermique du matériau. La fusion et la découpe au laser permettent d'obtenir des incisions sans oxydation pour les matériaux en fer et les métaux en titane. La densité de puissance laser qui produit la fusion mais pas la gazéification est comprise entre 104 W / cm2 et 105 W / cm2 pour les matériaux en acier.

⒊Fusion et découpe par oxydation (découpe à la flamme au laser): Généralement, un gaz inerte est utilisé pour la fusion et la découpe. Si de l'oxygène ou d'autres gaz actifs sont utilisés à la place, le matériau sera enflammé sous l'irradiation du faisceau laser, et une réaction chimique féroce avec l'oxygène générera une autre source de chaleur. , De sorte que le matériau est davantage chauffé, appelé coupe par fusion par oxydation. En raison de cet effet, pour un acier de construction de même épaisseur, la vitesse de coupe qui peut être obtenue par cette méthode est supérieure à celle de la coupe par fusion. D'autre part, cette méthode peut avoir une qualité de coupe inférieure à celle de la coupe par fusion. En fait, cela produira un trait de scie plus large, une rugosité évidente, une zone affectée par la chaleur accrue et une moins bonne qualité des bords. Le découpage à la flamme au laser n'est pas bon lors du traitement de modèles de précision et de coins pointus (il y a un risque de brûler les coins pointus). Un laser pulsé peut être utilisé pour limiter l'influence thermique, et la puissance du laser détermine la vitesse de coupe. Dans le cas d'une certaine puissance laser, le facteur limitant est l'apport d'oxygène et la conductivité thermique du matériau.

⒋Coupe de fracture contrôlée: pour les matériaux fragiles qui sont facilement endommagés par la chaleur, la découpe à grande vitesse et contrôlable est effectuée par chauffage par faisceau laser, appelé découpe à fracture contrôlée. Le contenu principal de ce processus de découpe est le suivant: le faisceau laser chauffe une petite zone de matériau fragile, provoquant un gradient thermique important et une déformation mécanique sévère dans cette zone, provoquant la formation de fissures dans le matériau. Tant qu'un gradient de chauffage uniforme est maintenu, le faisceau laser peut guider les fissures dans n'importe quelle direction souhaitée.

La précision de coupe est le premier élément à juger de la qualité d'une machine de découpe laser CNC. Quatre facteurs affectant la précision de coupe des machines de découpe laser CNC:

⒈ La taille du générateur laser laser condensé. Si le point lumineux est très petit après la collecte, la précision de coupe est très élevée et l'espace après la coupe est également très petit. Cela montre que la précision de la machine de découpe laser est très élevée et que la qualité est très élevée. Mais le faisceau émis par le laser est en forme de cône, donc la découpe de la fente est également en forme de cône. Dans cette condition, plus l'épaisseur de la pièce est grande, plus la précision est faible, donc plus la fente est grande.

⒉La précision de l'établi. Si la précision de la table est très élevée, la précision de la découpe sera également améliorée. Par conséquent, la précision de l'établi est également un facteur très important pour mesurer la précision du générateur laser.

⒊ Le faisceau laser est condensé en un cône. Lors de la découpe, le faisceau laser est effilé vers le bas. À ce stade, si l'épaisseur de la pièce coupée est très grande, la précision de coupe sera réduite et l'écart de coupe sera très grand.

⒋Différents matériaux à couper affecteront également la précision de la machine de découpe laser. Dans les mêmes circonstances, la précision de coupe de l'acier inoxydable et de l'aluminium sera très différente, la précision de coupe de l'acier inoxydable sera plus élevée et la surface de coupe sera plus lisse.

D'une manière générale, la qualité de la découpe laser peut être mesurée par les 6 normes suivantes.

⒈ Rugosité de la surface de coupe Rz

⒉ Taille du laitier de coupe

⒊ perpendicularité et pente de l'arête de coupe u

⒋ Bord de coupe coin arrondi taille r

⒌ Faites glisser après les rayures n

⒍ Planéité F

L'application de la machine de découpe laser métal est très étendue, couvrant de nombreuses industries, et c'est l'un des équipements nécessaires pour de nombreuses entreprises, y compris la production d'enseignes publicitaires (il s'agit principalement de découpe de LOGO et de logo en acier inoxydable), le traitement de la tôle (traitement de la tôle comprend essentiellement tous les matériaux métalliques. Celles-ci incluent généralement le pliage, le polissage, etc. 2 processus de découpe), des ressorts (appartenant au processus de finition), des pièces de métro et la production de caissons d'ascenseurs, de caissons d'équipements mécaniques et d'ustensiles de cuisine (principalement en acier inoxydable), qui surpassent les lasers Le réglage de la machine de découpe laser de l'entreprise a également participé dans la production du Seven Gods Eight Spacecraft, qui implique en fait divers aspects. Largement utilisé dans le traitement de la tôle, la production d'enseignes publicitaires, la production d'armoires électriques à haute et basse tension, les pièces mécaniques, les ustensiles de cuisine, les automobiles, les machines, l'artisanat en métal, les lames de scie, les pièces électriques, l'industrie des lunettes, les ressorts, les cartes de circuits imprimés, les bouilloires électriques, micro médical Électronique, quincaillerie, outils de mesure de couteaux et autres industries.

⒈La tête de découpe laser à double foyer est un élément fragile sur la machine de découpe laser. Une utilisation à long terme endommagera la tête de découpe laser.

⒉Vérifiez la rectitude de la piste de la machine de découpe laser à fibre et la verticalité de la machine tous les six mois, et si elle s'avère anormale, elle sera maintenue et déboguée à temps. Si cela n'est pas fait, l'effet de coupe peut ne pas être si bon, l'erreur augmentera et la qualité de coupe sera affectée. C'est la priorité absolue et cela doit être fait.

⒊Utilisez un aspirateur pour aspirer la poussière et la saleté de la machine une fois par semaine, et toutes les armoires électriques doivent être fermées et étanches à la poussière.

⒋Vérifiez la courroie en acier de la fibremachine à découper au laserfréquemment pour s'assurer qu'il est étanche. Sinon, si quelque chose ne va pas pendant l'opération, des personnes peuvent être blessées ou même la mort peut être grave. La ceinture en acier ressemble à une petite chose, mais le problème est encore un peu sérieux.

⒌Les rails de guidage de la machine de découpe laser à fibre doivent être nettoyés fréquemment pour enlever la poussière et autres débris afin de garantir que l'équipement est normal. La crémaillère doit être essuyée fréquemment et lubrifiée pour assurer une lubrification sans débris. Les rails de guidage doivent être nettoyés et lubrifiés fréquemment, et le moteur doit également être nettoyé et lubrifié fréquemment. La machine peut mieux se déplacer et couper plus précisément, et la qualité des produits coupés sera améliorée.