Tērauda lokšņu lāzera griešanas pamatprincipu izpratne

Kas ir lāzera griešana un kāpēc tā ir kļuvusi par vienkāršo metodi tērauda lokšņu apstrādei ? Būtībā tērauda lokšņu lāzera griešana ir termisks process, kur ļoti koncentrēts gaismas stars metālu izkausē, iztvaicē vai sadedzina ar ievērojamu precizitāti. Paši vārdi "lāzers" nozīmē Gaismas stiprināšanu, izmantojot stimulētu starojumu — tehnoloģiju, kas kopš 1960. gadiem ir revolucionizējusi materiālu apstrādi.

Izmantojot lāzeru, ražotāji var sasniegt precizitātes līmeni, ko tradicionālās mehāniskās griešanas metodes vienkārši nespēj sasniegt. Tādēļ tērauda lāzera griešana ir būtiska procesa daļa no automašīnu ražošanas līdz arhitektūras izgatavošanai.

Kā lāzera stari iedarbojas uz tēraudu

Iedomājieties, ka saules gaismu koncentrējat ar savairošanas stiklu—tagad šo intensitāti reiziniet tūkstoškārt. Tieši tas notiek metāllapas lāzerrezē. Kad lāzera stars sasniedz tērauda virsmu, sākas fascinējoša fizikālo parādību secība.

Saskaņā ar pētījumiem no ProMetalForm , daļa no starojuma atstarojas no metāla, taču ievērojama daļa tiek absorbēta un pārvērsta siltuma enerģijā. Šeit ir tas, kas padara šo procesu pašpastiprinošu: kad tērauda temperatūra paaugstinās, tā spēja absorbēt lāzera enerģiju faktiski palielinās, radot pozitīvu atgriezenisko saiti, kas rezēšanas procesu padara aizvien efektīvāku, kā tikai tas ir uzsākts.

Lāzera metālrezēšanas galvenie komponenti ietver:

• Stara ģenerēšana: Koncentrētu gaismas avotu rada vai nu CO2 gāzes maisījumi, vai šķiedroptikas sistēmas
• Fokusējoša optika: Lēcas vai ieliekti spoguļi koncentrē staru ļoti mazā punktā ar ārkārtīgi augstu jaudas blīvumu
• Materiāla iztvaikošana: Koncentrētā enerģija silda, kausē un daļēji iztvaiko tēraudu griezuma vietā
• Palīggāzes izpūšana: Koaksiāls gāzes strūklums aizpūš karstmetālu, veidojot tīru griezumu

Termālās griešanas zinātne

Kad lokālā temperatūra strauji paaugstinās griešanas punktā, tērauds piedzīvo secīgas fāžu pārmaiņas. Cietais metāls vispirms ātri uzsilst, tad sāk kust, un ar pietiekami intensīvu enerģiju pat var tieši iztvaikot. Dažos augstas jaudas pielietojumos notiek tieša sublimācija — tērauds pāriet tieši no cietas stāvokļa uz gāzveida, izbēgot šķidro fāzi.

Raksturīgo rievi, kas veidojas šajā procesā, sauc par "griezumu". Saskaņā ar TWI Global , griezums veidojas, kad palīggāzes plūsma aizpūš kausēto materiālu. Tā forma un kvalitāte ir atkarīga no vairākiem faktoriem: lāzera jaudas, griešanas ātruma, gāzes veida un spiediena, kā arī tērauda specifiskajām īpašībām.

Divi kritiski faktori nosaka griešanas efektivitāti: fokusētā lāzera punkta diametrs un fokusa dziļums. Maziem punktiem ir lielāka jaudas blīvums, kas nodrošina tīrākas griezuma malas, savukārt lielāks fokusa dziļums ļauj apstrādāt biezākus materiālus un labāk panest fokusēšanas pozīcijas svārstības. Tā kā šie nosacījumi ir pretrunā viens otram, operatoriem katram darbam jāatrod precīza līdzsvara punkts atkarībā no konkrētā tērauda biezuma un kvalitātes prasībām.

Šo pamatfaktu izpratne ir pamats sarežģītāku lāzergriešanas procesa aspektu apguvei — sākot no pareizā lāzera tipa izvēles līdz parametru optimizēšanai konkrētiem tērauda veidiem.

Šķiedras lāzers pret CO2 tehnoloģiju tērauda pielietojumiem

Jūs zināt, kā lāzera stari iedarbojas uz tēraudu—bet kuru konkrēti lāzera veidu jums vajadzētu izmantot? Šis jautājums ražotāju vidū ir izraisījis ievērojamu diskusiju, un atbilde lielā mērā ir atkarīga no jūsu konkrētajām tērauda griešanas prasībām. Divas dominējošās tehnoloģijas — šķiedras lāzeri un CO2 lāzeri — katrs piedāvā atšķirīgas priekšrocības dažādām lietojumprogrammām.

Šeit ir būtiskā atšķirība: šķiedras lāzeri darbojas ar viļņa garumu aptuveni 1,06 mikrometri, savukārt CO2 lāzeri rada gaismu ar 10,6 mikrometru viļņa garumu. Kāpēc tas ir svarīgi? Saskaņā ar Bodor Laser , metāli īsāko šķiedras lāzera viļņa garumu uzsūc daudz efektīvāk, rezultātā iegūstot ātrākus, tīrākus un precīzākus griezumus tērauda loksnēs.

Šķiedras lāzera priekšrocības plānā tērauda griešanai

Apmetot tērauda lokšņu materiālus ar biezumu zem 6 mm, šķiedras lāzera metāla griešana dominē konkurencē. Skaitļi pastāsta pārliecinošu stāstu: šķiedras lāzera griešanas mašīnas sasniedz griešanas ātrumu līdz trīs reizes lielāku salīdzinājumā ar ekvivalentām CO2 sistēmām tievos materiālos. Iedomājieties nerūsējošā tērauda griešanu ar ātrumu līdz 20 metriem minūtē — tāda ir ražība, kādu nodrošina mūsdienu šķiedras lāzera griezējs.

Kāpēc šķiedras tehnoloģija ir tik efektīva tievam tēraudam?

• Augstāka kvalitātes starojuma kvalitāte: Mazāks fokusa laukums rada augstāku jaudas blīvumu griešanas punktā
• Labāka absorbcija: Tērauds efektīvāk absorbē 1,06 μm viļņa garumu salīdzinājumā ar garāko CO2 viļņa garumu
• Samazinātas siltuma ietekmētās zonas: Ātrāka apstrāde nozīmē mazāku termisko deformāciju tievos materiālos
• Refleksīvu materiālu apstrāde: Šķiedras lāzeri izceļas, apstrādājot alumīniju, varu un misiņu — materiālus, kas rada grūtības CO2 sistēmām

A Cnc fibre laserskaņu griešanas mašīna tādējādi nodrošina arī ievērojamas ekspluatācijas priekšrocības. Saskaņā ar EVS Metal 2025. gada analīzi, šķiedras sistēmas sasniedz līdz 50 % enerģijas efektivitāti salīdzinājumā ar tikai 10–15 % CO₂ lāzeriem. Tas tieši nozīmē zemākas elektrības rēķinus — aptuveni 3,50–4,00 USD stundā šķiedras lāzeriem pret 12,73 USD salīdzināmos CO₂ sistēmās.

Šķiedras lāzera griezējs ir uzvarētājs arī uzturēšanas jautājumos. Izmantojot cietvielu tehnoloģiju un mazāk optisko komponentu, kas nepieciešams regulēt, gadskārtējie uzturēšanas izdevumi parasti ir 200–400 USD salīdzinājumā ar 1000–2000 USD CO₂ sistēmām. Augsta apjoma tērauda apstrādes operācijām šie ietaupījumi ilgtermiņā kļūst ļoti nozīmīgi.

Kad CO₂ lāzeri pārsvarā griež biezas plātnes

Vai tas nozīmē, ka CO₂ tehnoloģija ir novecojusi? Ne gluži. Ja jūs griežat tērauda plātnes, kuru biezums pārsniedz 12 mm, situācija mainās. CO₂ lāzera metāla griešanas mašīnas nodrošina augstāku griezuma kvalitāti biezās daļās, radot gludāku virsmu, kam bieži nepieciešama mazāka pēcapstrāde.

Šīs priekšrocības fizikas pamatā ir saistīta ar to, kā garāka viļņa garuma stari iedarbojas uz biezākiem materiāliem. 10,6 μm stars siltumu sadala vienmērīgāk griezumā, samazinot svītru veidošanos, kas var parādīties biezā tērauda malās, izmantojot šķiedras lāzeru metāla griešanai. Lietojumprogrammās, kur virsmas apdarēs kvalitāte ir svarīgāka nekā tīra griešanas ātrums, CO2 sistēmas joprojām ir konkurētspējīgas.

Pēc Accurl tehniskā salīdzinājuma , CO2 lāzeri efektīvi spēj apstrādāt materiālus, kuru biezums pārsniedz 20 mm, tādējādi piemēroti smagai strukturālai ražošanai. Šī tehnoloģija saglabā priekšrocības arī tad, ja tiek apstrādātas dažādas materiālu vides, kurās kopā ar tēraudu atrodas arī nemetāliskie pamatnes materiāli.

Salīdzināšanas faktors	Šķiedru lāzers	CO2 lāzers
Viļņa garums	1,06 μm	10,6 μm
Optimāls tērauda biezums	Zem 6 mm (izcili), līdz 25 mm (efektīvi)	Virs 12 mm (konkurētspējīgi), līdz 40 mm+
Griešanas ātrums (tievs tērauds)	Līdz 3 reizes ātrāk nekā CO2	Pamatātrums
Energoefektivitāte	30–50 % enerģijas pārveidošanas efektivitāte	10–15 % enerģijas pārveidošanas efektivitāte
Stundas enerģijas izmaksas	$3.50-4.00	$12.73
Gada apkope	$200-400	$1,000-2,000
Malas kvalitāte (tievs tērauds)	Izcila, minimāls uzkalciņš	Laba
Malas kvalitāte (biezs tērauds)	Laba, iespējamas svītras	Izcila, gludāka virsma
Spoguļojošu metālu apstrāde	Izcila (alumīnijs, varš, misiņš)	Grūti, atpakaļspoguļošanas risks
Aprīkojuma kalpošanas ilgums	Līdz 100 000 stundām	20 000–30 000 stundas
piecu gadu kopējās īpašuma izmaksas	~$655,000	~$1,175,000

Tirgus attīstības virzieni atspoguļo šīs tehniskās realitātes. Šobrīd šķiedrlāzeri aizņem aptuveni 60 % no lāzeru griešanas tirgus, un to pieņemšanas temps ir 10,8–12,8 % gadā, salīdzinot ar tikai 3,1–5,4 % CO₂ sistēmām. Attiecībā uz tērauda lokšņu apstrādi šķiedrlāzera priekšrocības kļūst vēl ievērojamākas — lielākā daļa metālapstrādes darbnīcām, kas galvenokārt apstrādā tēraudu, jau ir pārgājušas uz šķiedrlāzera tehnoloģiju tās ātruma, efektivitātes un zemāko ekspluatācijas izmaksu dēļ.

Tomēr pareiza izvēle prasa godīgu novērtējumu jūsu specifiskajām vajadzībām. Kādu biezumu tērauda lokšņu jūs apstrādājat visbiežāk? Cik svarīgs ir malas apstrādes kvalitātei salīdzinājumā ar griešanas ātrumu? Kāds ir jūsu ražošanas apjoms? Uz šiem jautājumiem sniegtās atbildes nosaka, vai jūsu darbībām labāk atbilst šķiedrlāzera griešanas mašīna vai CO₂ sistēma — un vienlīdz svarīga loma šajā lēmumā ir izpratne par tērauda markām, ko jūs plānojat griezt.

Tērauda marku izvēle lāzerapstrādei

Jūs esat izvēlējušies savu lāzertehnoloģiju—bet vai esat padomājis, vai jūsu tērauds patiešām ir piemērots lāzergriešanai? Ne visi tēraudi vienādi labi darbojas zem koncentrēta stara. Starp bezvainīgu griezumu un neveiksmi bieži izšķir materiāla izvēle — svarīgs faktors, kuru daudzi ražotāji ignorē līdz brīdim, kad rodas problēmas.

Izpratne par to, kas padara tēraudu par "lāzeram piemērotu", var ietaupīt bezgalīgas stundas, risinot problēmas un izmežģotu materiālu. Apskatīsim svarīgākās specifikācijas un to, kā dažādas tērauda markas uzvedas griešanas procesā.

Kas padara tēraudu par lāzeram piemērotu kvalitāti

Kad jūs tērauda iegāde lāzerapstrādei , trīs fiziskās īpašības nosaka panākumus: plakstums, virsmas stāvoklis un biezuma tolerances. Kāpēc šīm tik ļoti nozīme?

Plakstums tieši ietekmē fokusēšanās vienmērīgumu. Tērauda lāzeriezējam ir jānodrošina precīzs fokusa attālums visā plāksnē. Saskaņā ar Laser 24 materiālu vadlīnijām, izliektas vai izkropļotas plāksnes izraisa fokusa punkta nobīdi, kas rezultātā rada nevienmērīgu griezuma kvalitāti, lielākas kerfu svārstības un potenciālus griešanas panākumus biezākās sekcijās.

Virsmas stāvoklis ietekmē to, kā sākotnēji lāzera stars mijiedarbojas ar materiālu. Bieza lieveņa kora, rūsa vai eļļas piesārņojums var traucēt staru uzsūkšanos, radot neregulārus griezumus un pārmērīgu šķeku. Tīras, vienmērīgas virsmas ļauj prognozējamu enerģijas pārnesi jau no griezuma pirmajiem milisekundēm.

Biezuma tolerances ievērošana kļūst kritiska, programmējot griešanas parametrus. Ja jūsu "3 mm" tērauds faktiski svārstās no 2,8 mm līdz 3,3 mm pa visu plāksni, tad parametri, kas optimizēti nominālajam biezumam, nepietiekami darbosies biezākajās vietās un iespējams izdedzinās cauri plānākajās sekcijās.

Tērauda veidu piemērošana griešanas prasībām

Dažādas tērauda klases rada unikālus izaicinājumus un iespējas lāzerapstrādei. Šeit ir informācija, ko jums vajadzētu zināt par katru galveno kategoriju:

• Mīkstais tērauds (S275, S355, CR4): Šīs strukturālās klases ir vispiemērotākās materiālu grupas nerūsējošā tērauda lāzergriešanai. Oglekļa saturs parasti svārstās no 0,05% līdz 0,25%, kas ietekmē griezuma malas cietību un plaisu rašanās iespējamību. S275 un S355 klases — bieži sauktas par mīksto tēraudu — atšķiras pēc to izturības robežas (attiecīgi 275 N/mm² un 355 N/mm²). Saskaņā ar Laser 24 , šos materiālus var tīri nogriezt no 3 mm līdz 30 mm biezumam, pareizi pielāgojot parametrus. CR4 (Cold Reduced Grade 4) nodrošina gludāku virsmas apdarējumu, kas ir ideāls redzamiem komponentiem, efektīvi griežot no 0,5 mm līdz 3 mm.
• Nerūsējošā tērauda klases (304, 316, 430): Nerūsējošā tērauda lāzerkrāsana prasa rūpīgu uzmanību atkarībā no konkrētās markas. Visizplatītākā austenītiskā nerūsējošā tērauda marka 304 nodrošina lielisku korozijizturību un tīri sagriežas, izmantojot slāpekļa palīggāzi, lai iegūtu beigu malas bez oksīdiem. Marka 316 satur molibdēnu, kas nodrošina uzlabotu ķīmisko izturību — būtiski jūras un pārtikas apstrādes pielietojumiem — taču tās augstākais niķeļa saturs nedaudz palielina siltumvadītspēju, tādējādi prasot nelielas parametru korekcijas. Ferītiskajai markei 430 ir mazāk niķeļa, tādējādi tā ir ekonomiskāka, vienlaikus nodrošinot labu korozijizturību arhitektūras pielietojumiem. Kad nepieciešams lāzerkrāsns nerūsējošā tērauda pielietojumiem, šo atšķirību izpratne palīdz optimizēt gan kvalitāti, gan izmaksas.
• Cinkots tērauds (Zintec, karsti cinkots): Cinka pārklājums, kas aizsargā pret koroziju, rada unikālas grūtības. Saskaņā ar Kirin Laser , cinks iztvaī zem temperatūras aptuveni 907 °C — daudz zemāk nekā tērauda kūšanas temperatūra —, radot tvaikus, kuriem nepieciešamas atbilstošas izvades sistēmas. Zintec (aukstumvelmēts tērauds ar plānu cinka pārklājumu) labi griež no 0,7 mm līdz 3 mm biezumam, savukārt karstā veidā cinkotas materiālu var apstrādāt līdz 5 mm ar atbilstošu ventilāciju. Pārklājums var izraisīt nedaudz raupjākas malas salīdzinājumā ar nepārklātu tēraudu, taču mūsdienu šķiedras laseri efektīvi apstrādā šos materiālus.
• Augstas stiprības zema leģējuma (HSLA) tērauds: Šie inženiertehniskie tēraudi apvieno izturību ar samazinātu svaru, rūpīgi sakausējot ar elementiem, piemēram, vanādiju, niobi ju vai titānu. SS variantu un HSLA klases tēraudu griešanai ar laseru ir jāpievērš uzmanība siltuma ietekmētajai zonai, jo šie materiāli bieži tiek precīzi norādīti to mehānisko īpašību dēļ. Pārmērīga siltuma pievade var mainīt rūpīgi kontrolēto mikrostruktūru, kas HSLA tēraudiem nodrošina izdevīgu izturības attiecību pret svaru.

Izvēloties materiālu, ņemiet vērā arī to, kā tas darbosies visā ražošanas procesā. Tērauds, kas lieliski griežas, var radīt problēmas turpmākajos liekšanas, metināšanas vai pabeigšanas procesos. Savstarpējā saikne starp lāzeru griešanas parametriem un materiāla īpašībām sniedzas tālāk par griešanas galdu — tāpēc kritisko griešanas parametru izpratne kļūst par nākamo būtisko soli, lai sasniegtu vienmērīgus, augstas kvalitātes rezultātus.

Kritiskie griešanas parametri un precizitātes faktori

Jūs esat izvēlējies pareizo lāzertechnoloģiju un iegādājies kvalitatīvu tēraudu — bet kā tieši iestatīt parametrus, lai iegūtu bezvainīgus griezumus? Tieši šeit daudzi operatori saskaras ar grūtībām, un tieši šī zināšanu plaisa atdala viduvējos rezultātus no izcilajiem. Izmērīt attiecības starp jaudu, ātrumu un fokusēšanas pozīciju nozīmē pārvērst tērauda griešanas mašīnu no dārga rīka precīzā mērinstrumentā.

Šeit ir realitāte: lāzeru griešanas precizitāte ir atkarīga no vairāku mainīgo faktoru saskaņotas darbības. Pārāk liela jauda rada pārmērīgas siltuma ietekmētās zonas un izkausējumu. Pārāk maza jauda atstāj nepilnīgus griezumus. Pārāk augsta ātrums rada raupjas malas; pārāk zems izraisa degšanu un materiāla izšķiešanu. Apskatīsim šīs attiecības, lai jūs varētu optimizēt savu tērauda lāzergriezēju mašīnu jebkurai pielietošanas jomai.

Jaudas iestatījumi atkarībā no tērauda biezuma

Pamata likums ir vienkāršs: biezākam tēraudam nepieciešama lielāka jauda. Tomēr šī attiecība nav pilnīgi lineāra, un nianses saprotot, jūs varat izvēlēties piemērotu aprīkojumu un optimizēt esošos sistēmas.

Saskaņā ar ātruma tabulām no Hytek Tools, šķiedras lāzera jaudas prasības prognozējami mainās atkarībā no materiāla biezuma. 3 kW lāzers efektīvi apstrādā plānu tēraudu, savukārt 20 mm vai biezāku plātņu griešanai nepieciešamas 12 kW vai lielākas jaudas avoti. Šeit ir praktisks pamats tērauda loksnes griešanas pielietojumiem:

Stila krāsas	Ieteiktā jauda	Griešanas ātruma diapazons	Fokusa pozīcija
0,5–1,0 mm	1–2 kW	15–30 m/min	Uz virsmas līdz +0,5 mm virs
1,0–3,0 mm	2–3 kW	8–20 m/min	Uz virsmas līdz -0,5 mm zem
3,0–6,0 mm	3–6 kW	3–10 m/min	-1,0 līdz -2,0 mm zem virsmas
6,0–12,0 mm	6–12 kW	1–4 m/min	-2,0 līdz -4,0 mm zem virsmas
12,0–20,0 mm	12–20 kW	0,5–2 m/min	-4,0 līdz -6,0 mm zem virsmas
20,0–30,0 mm	20–30 kW	0,3–1 m/min	-6,0 līdz -8,0 mm zem virsmas

Ievērojiet, kā fokusa pozīcija pārvietojas dziļāk materiālā, palielinoties biezumam. Tas kompensē griezuma ģeometriju — biezākiem materiāliem staru fokusu jānovieto zem virsmas, lai saglabātu griešanas enerģiju visā dziļumā. Nepareiza iestatījuma dēļ bieži rodas nepilnīgi griezumi un pārmērīga izkausējuma veidošanās apakšējos malu apgabalos.

Arī dažādu tērauda veidu siltumvadītspējas atšķirības ietekmē parametru izvēli. Nerūsējošais tērauds vada siltumu aptuveni par 30% sliktāk nekā maigais tērauds, kas nozīmē, ka tas ilgāk uzkrāj enerģiju griezuma zonā. Tas ļauj nedaudz palielināt griešanas ātrumu nerūsējošajam tēraudam vienādā biezumā — taču vienlaikus palielina risku siltuma izkropļojumiem, ja parametri nav rūpīgi balansēti.

Ātruma optimizēšana tīrai griezuma malai

Skaņas sarežģīti? Ātruma un kvalitātes attiecība faktiski balstās uz intuīcijai saprotamiem principiem, kad ir izprastas pamatfizikas likumsakarības. Saskaņā ar DW Laser plašo ceļvedi , ātrums nosaka, kā siltums izplatās griešanas zonā.

Augstāki ātrumi vienmērīgāk izkliedē siltumenerģiju, novēršot lokalizētu pārkarsēšanos, kas izraisa degšanu un pārmērīgu oksidāciju. Zemāki ātrumi koncentrē siltumu, nodrošinot tīrāku griezuma veidošanos — taču pārāk lēns ātrums rada plašas ar siltumu ietekmētas zonas ar mainītu krāsu malām un iespējamiem metalurģiskiem pārmaiņām.

Optimāla līdzsvara atrašana prasa šo galveno principu izpratni:

• Dizaina sarežģītība ir svarīga: Sarežģīti modeļi ar šauriem stūriem prasa lēnākus ātrumus precizitātes saglabāšanai — lāzera galviņai jāpalēnina ātrumu, jānotur pozīcija virzienu maiņas brīdī, pēc tam jāpaātrina atkal
• Materiāla viendabīgums ietekmē ātruma izturību: Vienmērīgs biezums ļauj pastāvīgu ātrumu; biezuma svārstības prasa vai nu piesardzīgākus parametrus, vai pielāgojamus vadības sistēmas risinājumus
• Malu kvalitātes prasības nosaka ātruma izvēli: Dekoratīviem komponentiem, kuriem vajadzīgas bezvainīgas malas, ir attaisnojams lēnāks ātrums, savukārt strukturāliem komponentiem var būt pieļaujams ātrāks griešanas process ar nelielu malu raupjumu
• Palīggāzes spiediens ietekmē ātrumu: Augstāks gāzes spiediens ļauj ātrāku griešanu, efektīvāk noņemot karsēto materiālu no griezuma

Novērtējot precīzu lāzergriešanas pakalpojumus vai aprēķinot lāzergriešanas izmaksas projektam, jāatceras, ka šaurākas pieļaujamās novirzes parasti prasa lēnāku griešanas ātrumu—tieši ietekmējot cikla laiku un izmaksas. Šis kompromiss starp ātrumu un precizitāti ir pamatā tērauda loksnes lāzergriešanas ekonomikai.

Sasniedzamās pieļaujamās novirzes un pozicionēšanas precizitāte

Kādu precizitāti patiesībā var sagaidīt no lāzerizgrieztiem tērauda komponentiem? Saskaņā ar TEPROSA pieļaujamās novirzes specifikācijām , lāzergriešana sasniedz ievērojamu izmēru precizitāti—taču pieļaujamās novirzes lielā mērā ir atkarīgas no materiāla biezuma un mašīnas iespējām.

Industrijas standarta atsauce ir DIN ISO 2768, kas definē pielaidu klases no precīzas (f) līdz ļoti rupjai (sg). Vairums precīzās lāzerrezēšanas pakalpojumu ražo saskaņā ar DIN ISO 2768-1 m (vidējās pielaidu klases) kā bāzes līmeni. Šeit ir, ko tas nozīmē praktiskos terminos:

• Izmēri līdz 6 mm: sasniedzama ±0,1 mm tolerances
• Izmēri 6–30 mm: parasti ±0,2 mm tolerances
• Izmēri 30–120 mm: standarta ±0,3 mm tolerances
• Izmēri 120–400 mm: gaidāma ±0,5 mm tolerances

Vairāki faktori ietekmē to, vai tiks sasniegti šo diapazonu stingrākie rādītāji. Mašīnas pozicionēšanas precizitāte — cik precīzi griešanas galviņa seko programmiētajiem maršrutiem — parasti svārstās no ±0,03 mm līdz ±0,1 mm modernās CNC sistēmās. Tomēr šī mehāniskā precizitāte pārtop par detaļas precizitāti tikai tad, ja tiek kombinēta ar pareizu parametru optimizāciju, kvalitatīvu materiālu un stabilām termiskajām apstākļiem.

Plakstuma pieļaujamās novirzes atbilst atsevišķiem standartiem. Termiskā griešanas kvalitātes prasības ir definētas normā DIN EN ISO 9013, savukārt materiālu specifikācijas, piemēram, DIN EN 10259 (auksti velmēts loksnes metāls) un DIN EN 10029 (karsti velmēts loksnes metāls), nosaka pieļaujamās plakstuma novirzes pašā sākotnējā materiālā. Pat ideāla lāzergriešana nevar novērst plakstuma problēmas, kas jau eksistē ar bažām tēraudā.

Jo biezāks ir jūsu materiāls, jo grūtāk sasniegt ciešas pieļaujamās novirzes. Griezuma platums palielinās kopā ar biezumu, un griezuma leņķis (neliels konuss no augšējās līdz apakšējai virsmai) kļūst izteiktāks. Kritiskām lietojumprogrammām, kurām nepieciešama īpaša lāzergriešanas precizitāte, ieteicams iepriekš norādīt ciešākas pieļaujamo noviržu klases — ņemot vērā, ka tas var ietekmēt gan apstrādes laiku, gan izmaksas.

Ar jaudu, ātrumu un fokusu, kas optimizēti atbilstoši jūsu konkrētajam tērauda biezumam un kvalitātes prasībām, paliek viens būtisks mainīgais lielums: palīggāze, kas noņem kušo materiālu un veido jūsu griezuma malas. Šis bieži ignorētais faktors var izšķirt starp pieņemamiem rezultātiem un patiešām augstvērtīgu malu kvalitāti.

Palīggāzes izvēle un malu kvalitātes optimizācija

Jūs esat iestatījuši jaudas parametrus un griešanas ātrumus—bet kā ar neredzamo partneri, kas padara iespējamu tīru griezumu? Palīggāze nav tikai otršķirīgs dalībnieks tērauda loksnes lāzergriešanā; saskaņā ar The Fabricator, tā ir "drīzāk partners nekā palīgs, kas strādā ciešā sadarbībā ar lāzera staru". Tomēr pārsteidzošā kārtā daudzi operatori ignorē šo būtisko mainīgo lielumu, risinot problēmas ar griezuma kvalitāti.

Šeit ir tas, kas notiek katrā lāzera griešanas reizē: fokusēts stars izkūstina tēraudu, un palīggāze izpūš šo kausēto materiālu no griezuma, vienlaikus ietekmējot ķīmisko reakciju griešanas zonā. Izvēlieties nepareizu gāzi vai nepareizu spiedienu — un jūs saskarsieties ar apdeguļu veidošanos, oksidāciju un nevienmērīgām malām neatkarīgi no tā, cik perfekti esat optimizējis pārējos parametrus.

Griešana ar skābekli — ātrums un ekonomija

Griežot zemoglekļa tēraudu un oglekļa tēraudu, skābeklis nodrošina to, ko neviena cita palīggāze nespēj — eksotermisku reakciju, kas faktiski palīdz griezt materiālu. Saskaņā ar Bodor Laser , skābeklis veic aptuveni 60 procentus no griešanas darba šiem materiāliem, kas izskaidro, kāpēc tas ļauj sasniegt lielāku griešanas ātrumu ar salīdzinoši zemu lāzera jaudu.

Kā tas darbojas? Kad augstas tīrības skābeklis saskaras ar kūstošo tēraudu, rodas degšanas reakcija, kas rada papildu siltumenerģiju. Šī papildu enerģija efektīvi palielina jūsu lāzera griešanas spējas, ļaujot apstrādāt biezākas oglekļa tērauda plātnes, nekā tas būtu iespējams pie noteikta jaudas līmeņa.

Kompromisi ir vienkārši:

• Priekšrocības: Augsta griešanas ātrums, lieliska iekļūšana biezās plātnēs, zemākas lāzera jaudas prasības, ekonomisks gāzes patēriņš
• Ierobežojumi: Veido oksidētas (aptumšotas) griezuma malas, kuras pirms metināšanas vai krāsošanas var būt nepieciešams noslīpēt
• Optimālas lietojumprogrammas: Konstrukciju tērauds, oglekļa tērauda plātnes 6 mm un biezākas, lielapjomu ražošana, kurā ātrums ir svarīgāks par griezuma malas kvalitāti

Skābekļa tīrība ir ļoti svarīga. Pēc nozares ekspertu teiktā, griešanas kvalitāte strauji pasliktinās, kad tīrība krītas zem 99,7% — jūs gandrīz pilnībā pārstāsiet griezt. Tipiskie spiediena iestatījumi ir aptuveni 28 PSI vai zemāki, plūsmas ātrums zem 60 standarta kubikpēdu stundā. Pārāk daudz skābekļa rada pārmērīgi plašu eksotermisko reakciju, radot raupjas, neregulāras malas.

Slāpeklis bez oksīda malām

Vai nepieciešamas detaļas, kas gatavas metināšanai vai krāsošanai bez sekundārās apstrādes? Slāpeklis ir jūsu atbilde. Kā inertais gaiss slāpeklis pilnībā novērš oksidāciju, radot spožas, tīras malas, kurām pēc griešanas nav nepieciešama papildus apstrāde.

Griešanas mehānisms pamatnoteikumos atšķiras no skābekļa griešanas. Nevis sadedzinot materiālu, slāpeklis vienkārši aizsargā kausēto tēraudu no atmosfēras skābekļa, kamēr augsts spiediens izpūš kausēto metālu ārā no griezuma. Saskaņā ar FINCM , tas rada "gludas, spožas malas bez krāsas maiņas."

Slāpekļa griešana ir lieliska šādiem gadījumiem:

• Stainlesa dzelzs: Novērš hroma oksidāciju, kas kompromitētu korozijas izturību
• Alūminija: Izveido tīras malas bez oksīda kārtas, kas traucē metināšanai (piezīme: lai gan šis sadaļa koncentrējas uz tēraudu, tie paši principi attiecas arī tad, ja jūsu lāzerrezētājs tiek izmantots alumīnija apstrādei, kur nepieciešamas ideālas malas)
• Redzami komponenti: Arhitektūras elementi, dekoratīvās daļas vai jebkura lietojumprogramma, kurā izskats ir svarīgs
• Pirmskrāsots vai pārklāts tērauds: Minimizē malu bojājumus, kas var kompromitēt aizsargpārklājumus

Izmaksu aspekts ir ievērojams. Griešanai ar slāpekli nepieciešams augsts spiediens (bieži 150–300 PSI) un liels plūsmas ātrums, patērējot būtiski vairāk gāzes nekā griešana ar skābekli. Biezam nerūsējošajam tēraudam slāpekļa izmaksas var veidot nozīmīgu daļu no izmaksām par detaļu. Tomēr sekundāro malu apstrādes eliminēšana bieži padara slāpekli par ekonomiski izdevīgāku izvēli, ņemot vērā kopējās ražošanas izmaksas.

Saspiežams gaiss kā izdevīga alternatīva

Kas būtu, ja varētu iegūt lielāko daļu no slāpekļa priekšrocībām par daļu no izmaksām? Saspiests gaiss — kas satur aptuveni 78% slāpekļa un 21% skābekļa — piedāvā tieši šādu kompromisu noteiktiem pielietojumiem.

Saskaņā ar Bodor tehnisko analīzi, saspiests gaiss darbojas labi alumīnija loksnēm, cinkotam tēraudam un plānām līdz vidēji biezām materiālu šķirnēm, kur malas kvalitātes prasības ir mērenas. Nelielais skābekļa daudzums patiešām palīdz griežot alumīniju, nodrošinot „papildus impulsu“, kas uzlabo malas izskatu.

Ekonomiskā puse ir pārliecinoša: gaisu var ražot vietēji, izmantojot standarta kompresorus, tādējādi atmetot balonu iegādi, uzglabāšanas nepieciešamību un piegādes loģistiku. Operācijām, kas galvenokārt griež plānus materiālus, kur malas izskats nav kritiska nozīme, saspiests gaiss dramatiski samazina ekspluatācijas izmaksas.

Tomēr pastāv ierobežojumi. Skābekļa saturs var izraisīt daļēju malas oksidāciju — ne tik nopietnu kā tīra skābekļa griešana, bet pamanāmu salīdzinājumā ar slāpekli. Gaisam ir nepieciešams augsts spiediens un liels plūsmas daudzums, lai grieztu tīri, kas nozīmē, ka jūsu standarta darbnīcas kompresors var nespēt nodrošināt pietiekamu tilpumu. Saskaņā ar nozares avotiem, sākotnējās ieguldījuma izmaksas speciālā gaisa sagatavošanas aprīkojumā var būt ievērojamas.

Gāzes tips	Labākās pielietošanas iespējas	Malas kvalitāte	Griešanas ātruma ietekme	Izmaksu apsvērumi
SKUJUMS (O₂)	Oglekļa tērauds, strukturāls tērauds, biezas plātnes (6 mm+)	Oksidētas/tumšākas malas; iespējams, nepieciešama pēcapstrāde	Visātrāk uz oglekļa tērauda dēļ eksotermiskās reakcijas	Zema gāzes patēriņa intensitāte; ekonomisks izmaksu līmenis katram griezumam
Slāpeklis (N₂)	Nerūsējošais tērauds, augstas klases daļas, redzami komponenti	Spīdīgs, bez oksīda, gatavs metināšanai	Lēnāks uz biezām plātnēm; konkurētspējīgs uz plāniem materiāliem	Augsts patēriņš; augstākas izmaksas katram griezumam; novērš sekundāro apdarēšanu
Saspiests gaiss	Alumīnijs, cinkots tērauds, plānas līdz vidējas biezuma plāksnes	Mērena; iespējama neliela oksidācija	Piemērota plānām materiāla daļām; nav ideāla biezām sekcijām	Zemākās ekspluatācijas izmaksas; iespējama ražošana uz vietas

Spiediena iestatījumi un sprauslas optimizācija

Pareiza gāzes izvēle ir tikai puse no vienādojuma — pareiza piegāde pabeidz ainu. Saskaņā ar The Fabricator detalizēto analīzi , palīggāzes problēmas ir vienas no biežāk sastopamajām griezuma kvalitātes problēmu cēlonēm, tomēr daudzi operatori tās pilnībā ignorē.

Spiediens un plūsmas ātrums darbojas kopā, taču kalpo dažādiem mērķiem. Spiediens nodrošina spēku, kas iztīra karsēto materiālu no griezuma, savukārt plūsmas ātrums nodrošina pietiekamu gāzes daudzumu griešanas zonā. Viens pats spiediena palielināšanas pasākums nepalīdzēs atrisināt problēmas, ja jūsu piegādes sistēma rada plūsmas šaurovi.

Sprosta diametrs ievērojami ietekmē abus parametrus. Šeit ir būtisks aspekts: pat palielinot sprosta diametru par pusmilimetru, aptuveni divkāršojat gāzes plūsmas ātrumu. Sprostam ar 2,5 mm diametru var būt nepieciešamas 2000 kubikpēdas stundā, savukārt 3,0 mm sprostam vajadzīgas aptuveni 3500 CFH. Šis sakarības bieži pārsteidz operatorus — plūsmas ātruma aprēķinos sprosta diametrs tiek kvadrātā, tādējādi nelielas izmaiņas rada lielu efektu.

Šķiedras lāzera lietojumprogrammām ar raksturīgi šaurām griezuma platumām lielāki sprosti bieži dod labākus rezultātus, nekā varētu sagaidīt. Fizikālais pamatojums saistīts ar berzi starp strauji kustīgu palīggāzi un stacionāru apkārtējo gaisu gāzes kolonnas malās. Šaurās gāzes kolonnās šī turbulenci var izplatīties griezumā un izraisīt nelīdzenus griezumus. Platākas gāzes kolonnas tur turbulences zonu attālu no griešanas zonas, ļaujot centrālajai gāzes straumei iekļūt griezumā netraucēti.

Praktiskie spiediena ieteikumi atšķiras atkarībā no pielietojuma:

• Griešana ar skābekli mīksto tēraudu: 10-28 PSI, plūsma zem 60 SCFH
• Stikla griešana ar slāpekni: 150-300 PSI, augstas plūsmas, pielāgotas materiāla biezumam
• Saspiests gaiss: Līdzīgi kā slāpekļa prasības; nodrošiniet, ka kompresora jauda atbilst pieprasījumam

Risinot malu kvalitātes problēmas, ņemiet vērā visu gāzes piegādes ceļu — no balona vai kompresora caur cauruļvadiem, regulatoriem un savienojumiem līdz izpletnim. Katrs savienojuma punkts, jo īpaši tur, kur mainās cauruļvadu diametrs, var radīt plūsmas ierobežojumus, kas liek griešanas zonai trūkt nepieciešamo gāzes daudzumu. Operatori bieži kompensē, palielinot spiedienu, taču labāki rezultāti tiek panākti, novēršot pašus plūsmas ierobežojumus.

Optimizējot palīggāzes izvēli un piegādi, jūs esat atrisinājis galvenos procesa mainīgos. Bet kā ir ar detaļām pašām? Komponentu projektēšana specifiski lāzerkrāsanei — minimālo elementu izmēru, termisko apsvērumu un materiāla izmantošanas izpratne — var nozīmēt atšķirību starp detaļām, kas tiek sagrieztas bez problēmām, un dizainiem, kas procesam pretojas katrā solī.

Vadlīnijas tērauda detaļu lāzerkrāsanei

Jūs esat optimizējis savus lāzera parametrus un izvēlējies ideālo palīggāzi — bet kas notiek, ja jūsu detaļas dizains darbojas pret procesu? Pat vislabākā iekārta metāla griešanai nevar pārvarēt pamata dizaina ierobežojumus. Patiesība ir tāda, ka lāzerkrāsātas detaļas, kas izskatās lieliski CAD programmatūrā, ne vienmēr kļūst par bezvainīgiem fiziskiem komponentiem. Dizaina ierobežojumu izpratne jau pirms griešanas saglabā materiālu, laiku un nepatikšanas.

Iedomājieties to šādi: metāla griešanas mašīna seko programmiem ar ievērojamu precizitāti, taču fizikas likumi joprojām darbojas. Siltums izplatās, tievie elementi deformējas, un mazie caurumi var aizvērties siltuma izplešanās dēļ. Apskatīsim tās konstruēšanas likumsakarības, kas nodrošina, ka jūsu ar lāzeri grieztie metāla lokšņu izstrādājumi iznāk tieši tādi, kā plānots.

Minimālie elementi, kurus var skaidri nogriezt

Konstruējot metālla plāksnes griešanas projektus, elementa izmērs attiecībā pret materiāla biezumu nosaka panākumus vai neveiksmi. Saskaņā ar Komacut dizaina vadlīnijām, standarta materiāla biezumu izmantošana ir viens no vieglākajiem veidiem procesa optimizēšanai — lāzergriezēji ir kalibrēti šiem izmēriem, tādējādi tie ir izdevīgāki un vieglāk pieejami.

Šeit ir pamatprincips: minimālais cauruma diametrs ir jābūt vienādam ar materiāla biezumu vai lielākam par to. 3 mm tērauda loksni var uzticami apstrādāt ar 3 mm caurumiem, taču mēģinot izveidot 2 mm caurumus, pastāv risks, ka griezums nebūs pabeigts, malas saplīsīs vai ģeometrija deformēsies. Materiāliem, kas tievāki par 1 mm, šo attiecību dažreiz var nedaudz samazināt, taču testēšana ir obligāta.

• Minimālais caurules diametrs: Vienāds ar materiāla biezumu vai lielāks (minimālā attiecība 1:1)
• Atstarošana no cauruma līdz brīnai: Vismaz divas reizes lielāks par loksnes biezumu, lai novērstu malu plēsšanos griešanas vai turpmāko formēšanas operāciju laikā
• Attālums starp elementiem: Pēc MakerVerse , griešanas ģeometriju novietojiet vismaz divas reizes lielākā attālumā nekā loksnes biezums, lai izvairītos no deformācijas
• Minimālais spraugas platums: Vienāds ar materiāla biezumu; šaurākas spraugas riskē sasilšanas dēļ sasalst griešanas laikā
• Stūra rādiusi: Asi iekšējie stūri koncentrē spriegumu — strukturāliem elementiem pievienojiet vismaz 0,5 mm rādiusu
• Uzgriežņa un mikrosavienojuma platums: Parasti 0,3–1,0 mm atkarībā no materiāla; pārāk tievi — daļas atdalās pārāk agri, pārāk biezi — noņemšana kļūst grūta

Kāpēc šie noteikumi ir svarīgi? Metāla plākšņu griezot ar lāzeru, griezuma platums parasti svārstās no 0,1 mm līdz 1,0 mm atkarībā no materiāla un parametriem. Elementi, kas ir mazāki par šo platumu, vienkārši nevar veidoties pareizi — lāzers noņem vairāk materiāla, nekā elements satur. Pat nedaudz lielāki elementi var ciest no termiskās deformācijas, jo siltums koncentrējas nelielos apgabalos.

Dizains termisko stabilitāti ņemot vērā

Siltums ir gan rīks, gan ienaidnieks lāzerapstrādē. Saskaņā ar SendCutSend tehnisko analīzi , siltuma ietekmētā zona (HAZ) ir "metāla daļa tuvu griezuma līnijai, kura ir mainījusies intensīva siltuma dēļ, bet tieši nekušana." Simptomi ietver varavīksnes krāsas notumšanu, palielinātu cietību un trauslumu, kā arī mikroskopiskas plaisas, kas var izplatīties zem slodzes.

Precīziem pielietojumiem HAZ rada zonas ar neparedzamu izturību. Mikrostruktūra pastāvīgi mainās, kad metāls pārsniedz savu transformācijas temperatūru, un šīs izmaiņas saglabājas pēc atdzišanas. Tas ir īpaši svarīgi šādiem gadījumiem:

• Aeronautikas un konstrukcijas komponenti: HAZ kritiskās zonās saistīts ar avārijām lidojuma laikā
• Detaļas, kurām nepieciešams turpmāks metinājums: Mainītā mikrostruktūra ietekmē metinājuma kvalitāti un savienojuma izturību
• Precīzās mehāniskās montāžas: Sakarstētas malas var plaisāt liekšanas procesā
• Dekoratīvie elementi: Krāsas maiņa prasa papildu apstrādi noņemšanai

Deformāciju minimizēšanai plānos materiālos nepieciešama stratēģiska dizaina pieeja. Kad strādājat ar tēraudu, kas ir zem 2 mm, siltuma uzkrāšanās notiek ātri, jo ir mazāk masas, kas absorbē siltumenerģiju. Apsveriet šādas pieejas:

• Izdaliet griezumus pa visu loksni: Nevis griezt visas detaļas vienā zonā pirms pārejas uz nākamo, programmējiet griešanas secību tā, lai siltuma pievade tiktu sadalīta pa visu detaļu
• Pievienojiet upurējamus stiprinājuma elementus: Nelielas savienojuma vietas ar apkārtējo skeletu notur detaļas plakanas, kamēr tās tiek grieztas, novēršot deformāciju, ko izraisa termiskais spriegums
• Izvairieties no garām, šaurām ģeometrijām: Šauras joslas paralēli griešanas līnijām uzkrāj siltumu un izkropļojas; tur, kur iespējams, paplašiniet šīs zonas
• Ņemiet vērā griešanas virzienu: Saskaņā ar nozares pētījumiem, griešanas uzsākšana no lokšņa centra un pāreja uz ārpusi palīdz efektīvāk pārvaldīt siltuma sadali

Projektēšanas padoms: Vienādi liekšanas rādiusi un orientācija ievērojami samazina ražošanas izmaksas — nevienādas specifikācijas nozīmē vairāk pārvietošanu un garāku ciklu laiku.

Komponēšanas efektivitāte un materiāla izmantošana

Gudra projektēšana attiecas ne tikai uz atsevišķām detaļām, bet arī uz to, kā šīs detaļas kopā iekļaujas loksnī. Materiāla izmaksas bieži veido lielāko izdevumu posteni lāzera griešanas projektos, tādēļ komponēšanas efektivitāte ir būtisks ekonomisks faktors.

Efektīva izkārtošana sākas projektēšanas fāzē. Detaļas ar papildinošu ģeometriju — kur vienas daļas ieliekta profila iekļaušanās otrās daļas izliektajā malā — ievērojami uzlabo materiāla izmantošanu. Saskaņā ar Komacut, izvēloties 3 mm tēraudu nevis pielāgoto 3,2 mm biezumu, var izvairīties no minimālā pasūtījuma daudzuma desmitos vai simtos loksnes, nedēļām ilgas kavēšanās un ievērojami augstākas cenas.

• Projektējiet detaļas ar kopējām malām, ja iespējams: Kopīgas griezuma līnijas samazina gan griešanas laiku, gan materiāla atkritumus
• Ņemiet vērā struktūras virzienu: Detaļām, kurām nepieciešama turpmāka liekšana, izvietojiet dizainus, ņemot vērā materiāla struktūru
• Ievērojiet griezuma platumu ciešās izkārtojumos: Atcerieties, ka katrā griezuma līnijā tiek zaudēti 0,1–1,0 mm materiāla
• Grupējiet līdzīga biezuma detaļas: Visu 3 mm detaļu apstrāde pirms pārejas uz 5 mm materiālu minimizē uzstādīšanas laiku

Svarīga ir arī attiecība starp dizaina lēmumiem un turpmākajām operācijām. Vai jūsu ar lāzeri grieztām detaļām pēc tam būs nepieciešams liekšana, metināšana vai virsmas apstrāde? Ja caurules atrodas pārāk tuvu malām, Makerverse norāda, ka "caurules pārrāvuma vai deformācijas iespējamība ir lielāka, īpaši ja detaļa vēlāk tiek veidota". Dizaina izstrāde, ņemot vērā visu ražošanas procesu — no sākotnējā tērauda līdz gatavai komponentei — nodrošina, ka katra operācija veiksmīgi notiek, nekompromitējot nākamo.

Kad rūpīgs dizains ir izveidojis pamatu panākumiem, nākamais izaicinājums kļūst par konsekventi augstas kvalitātes šķautņu iegūšanu katrā detaļā. Izpratne par to, kas ietekmē griezuma malas — un kā novērst tipiskas problēmas — pārvērš labus rezultātus izcilos.

Augstas kvalitātes šķautņu iegūšana tērauda griezumos

Jūs esat optimizējis parametrus, izvēlējies pareizo palīggāzi un izstrādājis detaļas, kas ņem vērā lāzerkrāsanas ierobežojumus – tad kāpēc joprojām redzat raupjas malas, izturīgu šlakas veidošanos vai mainītu krāsu virsmas? Malu kvalitātes problēmas frustrē pat pieredzējušus operatorus, taču risinājumi bieži slēpjas neievērotos sīkumos. Izpratne par to, kas faktiski rada šos trūkumus – un kā tos sistemātiski novērst – atdala viduvējus rezultātus no patiešām profesionāla iznākuma.

Pēc DXTech kvalitātes kontroles rokasgrāmata , pārbaudot un novērtējot lāzerkrāsanas kvalitāti, ir būtisks pirmais solis uzlabošanās virzienā. Apskatīsim konkrētos faktorus, kas nosaka, vai jūsu metāla lāzerkrāsanas mašīna ražo bezvainīgas malas vai detaļas, kurām nepieciešams plašs sekundārā apstrādes process.

Novēršana šlakas un skaidiņu veidošanos

Kas īsti ir šlaksnis? Tas ir atkārtoti sacietējis kausētais metāls, kas pielīp pie griezuma apakšējās malas — un tas ir viens no biežākajiem sūdzību iemesliem metāla lāzeru griešanas operācijās. Kad redzat raksturīgās piliensveida struktūras, kas pielipušas daļu apakšpusē, jūsu procesā kaut kas jāpielāgo.

Šlaksnis veidojas tad, kad kausētais tērauds netiek izsviests no griezuma spraugas, pirms tas atkal sacietē. Saskaņā ar Haldena defektu analīzi , šo problēmu izraisa vairāki faktori:

• Nepietiekams palīggāzes spiediens: Gāzes plūsmai trūkst spēka, lai izpūstu kausēto materiālu, pirms tas atdziest
• Pārmērīga griešanas ātrums: Pārāk liels ātrums neļauj pilnībā izsviest materiālu, pirms stars pāriet uz nākamo vietu
• Nepareiza fokusēšanas pozīcija: Ja fokuss atrodas pārāk augstu, enerģija koncentrējas virs optimālās griešanas zonas
• Zema lāzera jauda: Nepilnīga kušana rada viskozu materiālu, kas pretojas izmešanai
• Saskārēts vai bojāts tievākis: Traucēta gāzes plūsma rada turbulenci, kas ieslēdz kausētu metālu

Skaidas rada saistītu, bet atšķirīgu problēmu. Šie raupjie, paceltie mali veidojas, kad griešanas ātrums un jauda rada nelīdzsvaru — parasti tad, ja ātrums ir pārāk lēns vai jauda pārāk augsta. Pārmērīgā enerģija pārkarsē materiālu, un kausētais metāls neatsedzas tīri no griezuma malas.

Lai atrisinātu skaidu un droses problēmas, nepieciešama sistēmiska problēmu novēršana. Šeit ir praktisks pieeja, balstoties uz nozares pētījumiem:

• Parastām pilienveida skaidām: Paaugstiniet fokusēšanas pozīciju, samaziniet griešanas ātrumu vai palieliniet lāzera jaudu
• Ilgām neregulārām skaidām ar virsmas krāsas maiņu: Palieliniet griešanas ātrumu, pazeminiet fokusēšanas pozīciju, paaugstiniet gāzes spiedienu un ļaujiet materiālam atdzist starp griezumiem
• Skaidām tikai vienā pusē: Pārbaudiet sprauslas izvietojumu — šis asimetriskais defekts parasti norāda, ka sprausla nav koaksiāla ar lāzera staru
• Grūti noņemamiem apakšējiem skaldījumiem: Samaziniet ātrumu, palieliniet gāzes spiedienu, pārbaudiet gāzes tīrību un pazeminiet fokusēšanas pozīciju

Siltuma ietekmētās zonas pārvaldība

Katrs lāzerkrāvs rada siltuma ietekmētu zonu (HAZ) — to materiāla daļu, kur temperatūra pacēlās tik daudz, ka mainījās molekulārā struktūra, pat nekustoties. Saskaņā ar DXTech, šī zona ir neizbēgama termiskajā griešanā, taču tās izmēru un smagumu var kontrolēt.

Kāpēc HAZ ir svarīga? Mainītā mikrostruktūra ietekmē mehāniskās īpašības. Tērauds siltuma ietekmētajā zonā kļūst cietāks un trauslāks, potenciāli plaisājot slodzes vai turpmākas liekšanas laikā. Konstrukcijas elementiem vai detaļām, kas prasa metināšanu, pārmērīga HAZ kompromitē veiktspēju un drošību.

Lai minimizētu siltuma ietekmētās zonas, nepieciešams regulēt vairākus faktorus:

• Optimizējiet jaudas un ātruma attiecību: Augstāks ātrums ar pietiekamu jaudu samazina siltuma uzkrāšanos
• Izmantojiet atbilstošu palīggāzi: Azota griešana notiek zemākā temperatūrā nekā skābekļa griešana, jo tā izslēdz eksotermisko reakciju
• Atļaujiet atdzišanu starp griezumiem: Sarežģītiem daļām ar daudzām īpašībām, pārtrauciet griešanu, lai uzkrātā siltuma var izkliedēties
• Apsveriet impulsu griešanu: Precizitātes lietojumprogrammām pulsējošais lāzera režīms samazina kopējo siltuma ievadi

Virsmas raupjums—redzamās vertikālās svītras griezuma malās—ir saistīts arī ar siltuma vadību. Dziļas, izteiktas līnijas norāda uz pārmērīgu siltuma ievadi vai nepareizu parametru līdzsvaru. Kvalitātes kontroles ekspertu viedoklis ir tāds, ka seklas, tikko redzamas līnijas liecina par optimāliem griešanas apstākļiem.

Fiksācijas un atbalsta prasības

Šeit ir faktors, ko daudzi operatori ignorē: kā jūs atbalstāt tērauda plāksni griešanas laikā, tieši ietekmē malas kvalitāti. Piemērots lāzera griešanas galds tēraudam izmanto slīpu dizainu, kas minimizē kontaktu punktus, vienlaikus nodrošinot stabīlu atbalstu.

Kāpēc atbalsts ir svarīgs? Kad grieztiem daļām zūd atbalsts un tās pārvietojas, lasers staru ceļš mainās attiecībā pret materiālu. Pat neliela kustība rada neregulāras malas, nepilnīgus griezumus vai sadursmi starp griešanas galvu un paceltu materiālu. Labi izstrādāts lāzergriešanas galds šīs problēmas risina ar pārdomātu inženierijas pieeju.

Ritinu griešanas galda koncepcija darbojas, atbalstot plātnes uz regulāri novietotiem metāla ribām vai ritiniem, nevis uz cieta virsmas. Šai konstrukcijai ir vairākas priekšrocības:

• Minimāls kontaktlaukums: Samazina atpakaļstarojumu un siltuma uzkrāšanos atbalsta punktos
• Atkritumu noņemšana: Šlakas un sprakšķi izkrīt caur spraugām, nevis uzkrājas zem apstrādājamā darbdaļa
• Daļas stabilitāte: Ritini atbalsta materiālu, vienlaikus ļaujot palīggāzei un kausētam metālam izplūst uz leju
• Aizvietojamas sekcijas: Nolietojušās vai bojātās ribas var aizvietot individuāli, neaizstājot visu galdu

Plāniem materiāliem, kas ir uzņēmīgi siltuma izkropļojumiem, apsveriet vakuuma galda vai magnētiskas fiksācijas sistēmas izmantošanu, lai turētu plāksnes plakanas, neiejaukties griešanas procesā. Biezas plātnes varētu nepieciešams tikai malu stiprinājums, savukārt vidēja biezuma tērauds iegūst labumu no lāzergriešanas galda dizaina nodrošinātā līdzsvarotā atbalsta.

Bieži sastopamas malu kvalitātes problēmas un risinājumi

Diagnostizējot griezuma kvalitātes problēmas, sistēmiska diagnostika ir efektīvāka par nejaušiem parametru pielāgojumiem. Šeit ir ātra atsauce, balstīta uz nozares problēmu novēršanas ceļvediem:

Mala kvalitātes problēma	Iespējamās cēloņi	Atrisinājumi
Rupja struktūra ar dziļām svītrām	Fokusēšana pārāk augsta; gāzes spiediens pārāk augsts; ātrums pārāk lēns	Samaziniet fokusa pozīciju; samaziniet gāzes spiedienu; palieliniet griešanas ātrumu
Dzeltenas vai krāsainas nerūsējošā tērauda malas	Slāpekļa tīrība nepietiekama; skābekļa piesārņojums gāzes vadī	Pārbaudiet slāpekļa tīrību (minimāli 99,5 %); izskalojiet gāzes vadi; palieliniet aiztures laiku
Degšanas pēdas virsmā	Pārmērīgs siltums; lēna ātrums; nepietiekama palīggāzes dzesēšana	Palieliniet ātrumu; samaziniet jaudu; optimizējiet gāzes plūsmu dzesēšanai
Nepilnīgi griezumi (materiāls nav pārgriezts)	Jauda pārāk zema; ātrums pārāk augsts; fokuss pārāk zems	Palieliniet jaudu; samaziniet ātrumu; paceļiet fokusēšanas pozīciju
Plats griezums ar raupjiem malām	Jauda pārāk augsta; mute izdilusi; nepareiza fokusēšana	Samaziniet jaudu; pārbaudiet un nomainiet muti; atkārtoti kalibrējiet fokusu

Atcerieties, ka malu kvalitātes problēmas reti rodas vienas iemesla dēļ. Saskaņā ar DXTech kļūmu novēršanas rokasgrāmatu: "lāzeru griešana ir process, kurā darbojas lāzera stars, palīggāze un mute." Kad viens elements darbojas nepareizi, kompensējot ar citiem, rodas virkne neoptimālu apstākļu. Labākais risinājums ir risināt pamatproblēmas, nevis simptomus.

Regulāra apkope novērš daudzas malu kvalitātes problēmas, pirms tās vispār rodas. Katru nedēļu tīriet lēcas, pārbaudiet dūzles pirms katra maiņas, pārliecinieties par gāzes tīrību un spiedienu un regulāri pārbaudiet fokusa kalibrējumu. Šie ieradumi – apvienojumā ar pareizu parametru izvēli un rūpīgu materiāla fiksāciju – nodrošina, ka jūsu lāzeriezīgais galds katrā ražošanas partijā stabilā veidā saražo augstākās kvalitātes produktus.

Kad esat apguvis malu kvalitāti, jūs esat gatavi pielietot šīs zināšanas reālās lietošanas situācijās. No automašīnu rāmja sastāvdaļām līdz arhitektūras elementiem – izpratne par to, kuras griešanas metodes piemērotas dažādiem galvenām lietošanas vajadzībām, pārvērš tehniskās zināšanas par praktisku ražošanas panākumu.

Rūpnieciskās lietošanas no automaģistrālēm līdz arhitektūrai

Jūs esat apguvuši tehniskos pamatus — bet kur īsti biezstikla lāzerkrāsana atstāj vislielāko ietekmi? Atbilde aptver gandrīz visas nozares, kur svarīga ir precizitāte, ātrums un dizaina elastība. Saskaņā ar Accurl visaptverošo nozares analīzi, lāzerkrāsošanas tehnoloģija ir "pārveidojusi dažādas nozares ar savu precizitāti un universālumu", sākot no būtiskiem automašīnu komponentiem līdz sarežģītiem arhitektūras elementiem.

Izpratne par to, kuras griešanas metodes atbilst konkrētajām lietošanas prasībām, palīdz jums gudrāk izvēlēties parametrus, pieļaujamās novirzes un papildu operācijas. Apskatīsim galvenās pielietojuma kategorijas un to unikālās prasības lāzerkrāsošanas procesam.

Strukturālie komponenti un slodzes nesošās detaļas

Kad komponentiem jāiztur ievērojamas slodzes vai dinamiski spriegumi, griešanas kvalitāte tieši ietekmē drošību. Automobiļu šasijas, suspensijas stiprinājumi un strukturālie pastiprinājumi ir vienas no prasīgākajām rūpnieciskās lāzergriešanas pielietošanas jomām.

Kāpēc tas ir svarīgi? Saskaņā ar nozares pētījumiem, automašīnu ražošanas nozare lielā mērā balstās uz lāzergriešanu, jo "katrs milimetrs skaitās" transportlīdzekļu ražošanā. Metāla griezējam mašīnam, kas ražo šasijas komponentus, jānodrošina:

• Stabila izmēru precizitāte: Suspensijas montāžas punktiem nepieciešamas pieļaujamās novirzes bieži zem ±0,2 mm, lai nodrošinātu pareizu savienojumu un vadāmības īpašības
• Tīri griezuma maliņi metināšanai: Strukturālajiem savienojumiem nepieciešamas bez oksīdiem klātas virsmas — metināšai kritiskiem komponentiem parasti obligāta ir griešana ar slāpekli
• Minimālas siltuma ietekmētās zonas: Mūsdienu sadursmju struktūrās izmantotie augstas izturības tēraudi var zaudēt būtiskas īpašības, ja termiskais bojājums pārsniedz specifikācijas
• Atkārtojamība lielos apjomos: Tūkstošiem vai miljoniem daļu ražošanas ciklā jāsaglabā identiska kvalitāte no pirmās līdz pēdējai detaļai

Rūpnieciskais lāzera griezējs šīm lietojumprogrammām ir kļuvis par neatņemamu elementu, jo tas apvieno precizitāti, kas nepieciešama būtiskiem savienojumiem, ar ātrumu, kas vajadzīgs masveida ražošanai. Tomēr lāzerrezinātas sastāvdaļas reti kad pārstāv pabeigtas detaļas automobiļu pielietojumos. Šasiju stiprinājumiem parasti nepieciešamas turpmākas formēšanas operācijas — liekšana, žāvēšana un velkšana —, lai sasniegtu galīgo trīsdimensiju ģeometriju.

Šeit vērtīgu ieguldījumu sniedz integrētas ražošanas iespējas. Ražotāji, kuriem nepieciešams gan lāzera griezējs, gan precīzs žāvēšanas aprīkojums, iegūst labumu no piegādātājiem, kuri piedāvā plašu DFM atbalstu. Piemēram, Shaoyi (Ningbo) Metal Technology nodrošina IATF 16949 sertificētu kvalitāti šasijām, suspensijām un strukturālajām sastāvdaļām, apvienojot ātru prototipēšanu ar automatizētu masveida ražošanu, lai nodrošinātu pilnīgas detaļu risinājumus.

Precizitātes prasības mehāniskajiem savienojumiem

Papildus strukturāliem pielietojumiem, rūpnieciskā lāzeru griešana izceļas tajās jomās, kur precīzi mehāniski savienojumi prasa īpašu precizitāti. Domājot par zobratu, stiprinājumu, montāžas plātņu un korpusu izgatavošanu, kuros komponentiem jāsavienojas ar precizitāti ar atbilstošajām detaļām.

Kas padara mehānisko savienojumu pielietojumus par unikāliem? Toleranču prasības bieži pārsniedz to, kas nepieciešams strukturālajiem komponentiem. Metāla griešanas mašīnai, kas ražo reduktoru korpusus vai motora stiprinājumus, jāņem vērā:

• Elementu pozicionēšana attiecībā viens pret otru: Uzsvēruma raksti un spraugu atrašanās vietas ir jāsaskaņo ietvaros stingrām tolerancēm — bieži ±0,1 mm vai labāk precīziem mehānismiem
• Malu perpendikularitāte: Komponentiem, kas salikti kaudzē vai savienoti, nepieciešamas malas, kas ir perpendikulāras virsmai, lai minimizētu biezās šķēluma griešanā raksturīgo konusveida formu
• Virsmas apstrādes prasības: Lagunu virsmām vai blīvējošajām virsmām var būt nepieciešamas gludākas malas nekā standarta griešana nodrošina, tādēļ var būt nepieciešama parametru optimizācija vai papildu apstrāde
• Materiālu izvēles apsvērumi: Nolietojumizturība, korozijas aizsardzība un termiskās īpašības ietekmē tērauda markas izvēli mehāniskajām lietojumprogrammām

Pēc Vytek ražošanas analīze , lāzerrezgēšanai salīdzinājumā ar žakšanu ir priekšrocības mehāniskajiem komponentiem, kad "projektēšanas vajadzības bieži mainās vai kur pielāgošana ir galvenā." Iespēja mainīt dizainu bez aparatūras maiņas padara prototipēšanu un zemas sērijas ražošanu ekonomiski izdevīgu.

Dekoratīvie arhitektūras elementi

Ne visās lietojumprogrammās tiek prioritāri novērtēta izturība — dažreiz vizuālais ietekmējošums ir visbiežāk svarīgs. Arhitektūras fasādes, dekoratīvie ekrāni, zīmes un mākslinieciskās instalācijas izmanto griešanas mašīnas metāla iespējas pavisam citādā nolūkā nekā strukturālie komponenti.

Arhitektūras lietojumiem nepieciešams:

• Sarežģītu ģeometriju realizācija: Sarežģīti raksti ar smalkiem detaļām, kuri būtu neiespējami vai nepiedienīgi dārgi ar mehāniskām griešanas metodēm
• Vienveidīga malu izskats: Redzamajām malām visā plāksnēs platībā ir nepieciešama vienmērīga kvalitāte — svārstības, kas var būt pieņemamas paslēptās strukturālās daļās, dekoratīvajā apdarekā kļūst nepieņemamas
• Materiālu dažādība: Nerūsējošajam tēraudam korozijas izturībai, novārtējamam tēraudam ar nolūku radīt patinu un speciālajiem pārklājumiem visiem ir nepieciešama parametru pielāgošana
• Mēroga elastība: No maziem dekoratīviem paneļiem līdz ēkai līdzīgiem fasāžu izmēriem, lāzerkrāsēšana darbojas bez ierīkojumu ierobežojumiem

Pēc Accurl nozares pārskats , lāzerkrāsēšana būvniecībā "nodrošina stiprības un estētiskās pievilcības kombināciju, kuru mūsdienīgā arhitektūrā aktīvi meklē." Šīs tehnoloģijas spēja ražot gan strukturālos tērauda rāmjus, gan detalizētus dekoratīvos elementus, izmantojot vienu un to pašu aprīkojumu, vienkāršo arhitektūras izgatavošanas procesus.

Griešanas metožu piemērošana pielietojuma prasībām

Kā izvēlēties pareizo pieeju konkrētam pielietojumam? Lēmumu matricā jāievēro vairāku faktoru līdzsvars:

Lietošanas kategorija	Tipiskās tērauda markas	Būtiskie kvalitātes faktori	Ieteicamais pieeja
Automobiļu strukturālie elementi	HSLA, DP tērauds, AHSS	IZZ kontrole, metināšanai gatavas malas, precīzi pielaidi	Slāpekļa griešana, mērena ātrums, uzmanība malas kvalitātei
Suspensijas komponenti	Atsperu tērauds, mikrolēģētās klases	Nolietojumizturība, stabilas īpašības	Optimizēti parametri, lai minimizētu termisko bojājumu
Mehāniskie savienojumi	Mīkstais tērauds, nerūsējošais 304/316	Izmēru precizitāte, malas perpendikularitāte	Zemāki ātrumi precizitātei, papildus pabeigšana pēc nepieciešamības
Arhitektonisks dekoratīvs	Nerūsējošais, vēderētā tērauds, pārklātie tēraudi	Vizuāla saskaņotība, raksta sarežģītība	Parametru optimizācija izskatu prioritātei priekš ātruma
Liels ražošanas apjoms	Dažādi atkarībā no pielietojuma	Izlaidīgums, saskaņotība, izmaksu efektivitāte	Maksimālais ātrums ietvaros, kas atbilst kvalitātes specifikācijām

Patiešām daudzi gatavie produkti apvieno vairākas ražošanas procesu metodes. Rūpnieciskās lāzera griešanas mašīnas ir lieliski piemērotas plakano заготовku un profilu izgatavošanai, taču sarežģītas trīsdimensiju detaļas parasti prasa papildu operācijas. Liekšana, formēšana, stiprināšana un metināšana pārvērš lāzerizgrieztās заготовkas par gatavām sastāvdaļām.

Automobiļu ražotājiem konkrēti šī lāzerrezēšanas integrācija ar precīzu stampēšanu un formēšanas operācijām nosaka vispārējo piegādes ķēdes efektivitāti. Strādājot ar piegādātājiem, kuri piedāvā plašas iespējas — no 5 dienu ātrā prototipēšanas līdz automatizētai masveida ražošanai — tiek novērsta koordinācijas sarežģītība un paātrināts laiks līdz tirgū nonākšanai. 12 stundu cenu piedāvājumu sagatavošanas termiņš, ko nodrošina integrēti ražotāji, piemēram, Shaoyi parāda, kā optimizētas darbības nes labumu klientiem, kuriem nepieciešamas gan griešanas, gan formēšanas iespējas.

Vai nu jūsu lietojumprogrammai ir nepieciešama strukturālā integritāte automašīnu rāmjiem, precizitāte mehāniskajām montāžām vai estētiska pilnība arhitektūras instalācijām, tērauda lokšņu lāzerrezēšana pielāgojas, lai apmierinātu šīs daudzveidīgās prasības. Galvenais ir saprast, kā katras lietojumprogrammas unikālās prasības ietekmē parametru izvēli, kvalitātes specifikācijas un turpmāko apstrādes prasības — zināšanas, kas pārvērš neapstrādātas tērauda loksnes bezvainiem pabeigtos komponentos, izmantojot pilnu, optimizētu darbplūsmu.

Pilna darbplūsma no neapstrādāta tērauda līdz gataviem daļām

Jūs esat iepazinies ar lāzertechnoloģiju, parametriem un lietojumiem — bet kā tie visi savienojas reālā ražošanā? Ceļš no neapstrādātas tērauda loksnes līdz pabeigtam komponentam ietver daudz vairāk nekā vienkārši griešanu. Saskaņā ar Xometry plašo procesa vadlīniju, veiksmīgai lāzergriešanai ir nepieciešama "rūpīgi kontrolētu soļu secība, kas pārvērš digitālo dizainu fiziskā objektā."

Šīs pilnas darba plūsmas izpratne palīdz identificēt sašaurinājumus, optimizēt efektivitāti un nodrošināt kvalitāti katrā posmā. Vai nu jūs lietojat lāzeru metāla griešanas mašīnu iekšēji vai koordinējat ar ārējiem piegādātājiem, šie soļi paliek būtiski vienādi.

Priekšapstrādes materiāla sagatavošana

Pirms lāzers vispār tiek ieslēgts, vairāki kritiski sagatavošanas soļi nosaka panākumus vai neveiksmi. Saskaņā ar Aerotech ražošanas analīzi , "visa precīza lāzera materiāla apstrādes operācija tiek automatizēta un darbināta ar sofisticētām kustības vadības sistēmām"—bet automatizācija darbojas tikai tad, ja ievadi ir pareizi sagatavoti.

Šeit ir pilna darba secība tērauda lokšņu lāzergriešanai:

1. Materiāla pārbaude un verifikācija: Apstipriniet, ka tērauda klase atbilst specifikācijām, pārbaudiet biezuma vienmērīgumu visā lapā, pārbaudiet virsmas piesārņojumu, rūsu vai pārmērīgu veltnēšanas oksīdu, kas var traucēt griešanu. Pārbaudiet materiāla plakanumu — izliektas loksnes izraisa fokusa svārstības, kas pasliktina griezuma kvalitāti.
2. Programmēšana un komponēšana: Importējiet CAD failus lāzera griešanas mašīnas programmatūrā, pārbaudiet ģeometrijas integritāti (vienas līnijas bez krāsas vai slāņu problēmām) un efektīvi izkārtojiet detaļas lapā. Saskaņā ar Xometry, jums vajadzētu "pārliecināties, ka fails sastāv no vienas līnijas, bez krāsas vai slāņu problēmām, kas var traucēt griezējierīces programmatūrai." Efektīva komponēšana maksimizē materiāla izmantošanu, ņemot vērā griezuma platumu un detaļu atstarpes prasības.
3. Mašīnas iestatīšana un parametru pārbaude: Izvēlieties atbilstošus griešanas parametrus, pamatojoties uz materiāla tipu un biezumu. Tas ietver lāzera jaudu, griešanas ātrumu, fokusa attālumu un palīggāzes izvēli. Saskaņā ar nozares standartiem, "pārbaudiet, vai lāzera griešanas parametri, piemēram, lāzera jauda, ātrums, fokusa attālums, gāzes palīgierīce utt., ir piemēroti jūsu projektam un materiālam."
4. Drošības un ventilācijas pārbaude: Pārliecinieties, ka izsūkšanas un filtrācijas sistēmas darbojas pareizi. Tērauda griešana rada tvaikus un daļiņas, kuru dēļ nepieciešama pietiekama ventilācija. Šis solis ir īpaši svarīgs, apstrādājot cinkotu vai pārklātu tēraudu, kas izdala papildu tvaikus.
5. Testa griezieni un precizēšana: Veiciet parauga griezienus atlūzu materiālos, kas atbilst jūsu ražošanas krājumam. Procesa eksperti norāda: "sāciet ar ražotāja ieteikumiem konkrētajam lāzera sistēmas un griežamajam materiālam. Testa griezieni parādīs, kādas korekcijas jāveic jūsu parametros." Sloksnes projektiem var būt nepieciešamas vairākas iterācijas.
6. Griešanas veikšana: Kad parametri ir apstiprināti, loksnes metāla lāzera griešanas mašīna seko ieprogrammētajām trajektorijām. Metāla lāzera griezējs "ātri silda un iztvaicē materiālu", kamēr "gāzes palīgdarbība izpūš tvaikus un pilienus un atdzesē griezuma pēc zonas". Lielākiem uzdevumiem lāzera loksnes metāla griezējs darbojas nepārtraukti, apturēties tikai заготовки pārvietošanai vai sprauslas tīrīšanai.
7. Detaļu noņemšana un apstrāde: Pēc griešanas pabeigšanas nodrošiniet pietiekamu atdzišanas laiku pirms apstrādes. Izgrieztās detaļas var būt ar asiem malām un karstiem atlikumiem. Saskaņā ar Xometry norādījumiem, "daudzas lietas var sabojāties, ja tās tiek saliktas bez starpslāņa aizsardzības"—speciāla apstrāde novērš bojājumus pabeigtajām virsmām.
8. Apskalu noņemšana un malu apstrāde: Noņemiet visus atlikušos šķiedras, skalus vai asus malas. Metodes svārstās no manuālas slīpēšanas līdz automatizētai apskalu noņemšanas iekārtai atkarībā no apjoma un kvalitātes prasībām.
9. Kvalitātes verifikācija: Pārbaudiet izmēru precizitāti, malu kvalitāti un virsmas stāvokli atbilstoši specifikācijām. Rezultāti jādokumentē izsekojamībai, īpaši sertificētām lietojumprogrammām, piemēram, automašīnu vai aviācijas komponentiem.

Pēc griešanas pabeigšanas operācijas

Lāzergriešana reti ražo patiešām pabeigtus izstrādājumus. Saskaņā ar nozares avotiem, "svarīgas pabeigšanas procesi var ietvert: apdedzināšanu, sprieguma novēršanas operācijas, ķīmisku vai mehānisku virsmas tīrīšanu, ēdamo, pārklājumu, krāsošanu un rūpīgu iepakošanu, lai saglabātu pabeigto virsmu.”

Visbiežāk sastopamās turpmākās operācijas ietver:

• Liekšana un formēšana: Plakani lāzerar griezti загluti pārvēršas trīsdimensiju komponentos, izmantojot preses bremžu operācijas vai žāvēšanu. Uzskaitīto caurumu pozīcijas, līkumu atbrīvošanas griezumi un materiāla šķiedru orientācija — viss, kas noteikts lāzergriešanas laikā — tieši ietekmē veidošanas panākumus.
• Metināšana un montāža: Slāpekļa grieztas malas ar savām beztikslas virsmām metinātas tīri bez papildu sagatavošanas. Skābekļa grieztām malām pirms metināšanas var būt nepieciešams noslīpēt, lai noņemtu oksidāciju.
• Virsmas apstrāde: Pulverpārklājums, krāsošana, pārklāšana ar metālu vai anodēšana aizsargā gatavos izstrādājumus. Malu kvalitāte ietekmē pārklājuma lipīgumu un izskatu.
• Siltumapstrāde: Dažām lietojumprogrammām pēc griešanas un veidošanas ir nepieciešama sprieguma novēršana vai cietināšana, lai sasniegtu galīgās mehāniskās īpašības.

Lāzergriešanas integrēšana ar pilnu ražošanu

Ražotājiem, kuri ražo sarežģītus komponentus — īpaši automašīnu pielietojumos — lāzergriezējs plāksņu metālam ir tikai viena stacija plašākā ražošanas plūsmā. Reālie efektivitātes ieguvumi rodas no bezšuvju integrācijas starp griešanas, veidošanas un pabeigšanas operācijām.

Aplūkosim tipisku automašīnas šasijas komponentu: tas sākas kā plakana tērauda lapa, tiek izgriezts ar lāzeri profilā ar uzmontēšanas caurumiem un liekšanas atbrīvojumiem, pēc tam pārvietojas uz žāvēšanu vai preses bremžu operācijām trīsdimensiju veidošanai, kam seko metināšana komplektos un beigu beigās virsmas apstrāde pret koroziju.

Katra pāreja starp operācijām ievieš potenciālas kavēšanās, kvalitātes riskus un koordinācijas sarežģītību. Ražotājiem, kuriem nepieciešams gan lāzerrezēšana, gan precīzā štancēšana, bieži izrādās, ka sadarbība ar integrētiem piegādātājiem novērš šos problēmas punktus. Piemēram, Shaoyi (Ningbo) Metal Technology nodrošina plašu DFM atbalstu, kas aptver visu procesu no sākotnējā dizaina līdz gatavas produkcijas ražošanai, ātrās prototipēšanas iespējas 5 dienu laikā, kas paātrina izstrādes ciklus, kā arī 12 stundu laika ietvarā sniegtas piedāvājuma cenas, kas nodrošina projektu nepārtrauktu virzību.

Darbplūsmas efektivitātes padoms: Integrētie ražošanas partneri, kuri apkalpo vairākas procesa fāzes, novērš pārtraukumus pārejās un nodrošina vienotus kvalitātes standartus visā jūsu ražošanas secībā.

Pilnīgs darbplūsmas skatījums atklāj arī optimizācijas iespējas, kuras nav pamanāmas, ja lāzerkrāsēšanu aplūko izolēti. Materiāla izvēle ietekmē ne tikai griešanas parametrus, bet arī turpmāko formējamību. Malu kvalitātes specifikācijām vajadzētu atspoguļot metināšanas vai pārklājuma prasības, nevis patvaļīgus standartus. Apskaņošanas stratēģijas var ņemt vērā turpmākā liekšanas virzienu preferences.

Izprotot, kā katrs darbplūsmas solis saistīts ar pārējiem — no materiāla inspekcijas līdz gala kvalitātes verifikācijai — jūs pārvēršat tērauda lokšņu lāzerkrāsēšanu no izolētas operācijas par saskaņotu ražošanas sistēmu. Šis vispārējais skatījums, apvienojumā ar tehnisko zināšanu klāstu, kas izklāsts šajā rokasgrāmatā, ļauj jums pastāvīgi ražot bezvainīgas pabeigtās detaļas, kas atbilst stingrākajām specifikācijām.

Bieži uzdotie jautājumi par tērauda lokšņu lāzerkrāsēšanu

1. Kādu lāzeri man vajadzētu, lai grieztu 2 mm biezu mīksto tēraudu?

Lai grieztu 2 mm biezu zemas stiprības tērauda loksni, ideāli piemērots ir šķiedras lasers ar 1–3 kW jaudu. Šķiedras laseri lieliski darbojas uz tieviem materiāliem, sasniedzot griešanas ātrumu līdz 20 metriem minūtē ar izcilu griezuma malas kvalitāti. 2 kW šķiedras lasers efektīvi apstrādā 2 mm biezu zemas stiprības tēraudu, radot tīrus griezumus ar minimālu termiski ietekmēto zonu. Izklaides mērķiem iesācēju šķiedras laseru griezēji ar jaudu no aptuveni 1 kW var efektīvi apstrādāt tievu tēraudu, lai gan rūpnieciskās klases iekārtas nodrošina augstāku ātrumu un labāku vienmērību ražošanas uzdevumiem.

2. Cik maksā tērauda loksnes laserrezes griešana?

Lāzera griešanas izmaksas metāla plātnēm ir atkarīgas no materiāla biezuma, sarežģītības, daudzuma un malu kvalitātes prasībām. Šķiedras lāzeriem enerģijas patēriņš ir aptuveni 3,50–4,00 USD stundā, salīdzinot ar 12,73 USD CO₂ sistēmām. Izmaksas par gabalu ietver mašīnas darba laiku, materiālu, palīggāzes patēriņu un jebkādu papildu pabeigšanu. Griešana ar slāpekli bez oksīda malām maksā vairāk nekā griešana ar skābekli, jo tiek patērēts vairāk gāzes. Precīziem piedāvājumiem ražotāji, piemēram, Shaoyi, piedāvā cenu noteikšanu 12 stundu laikā individuāliem projektiem.

3. Kāda ir atšķirība starp šķiedras lāzeru un CO₂ lāzeru griešanu metālam?

Šķiedras lāzera darbības viļņa garums ir 1,06 μm, kuru metāli uzsūc efektīvāk, tādējādi tie biezumā līdz 6 mm var būt līdz 3 reizes ātrāki. CO2 lāzeri ar 10,6 μm viļņa garumu ir labāki biezākiem plātnēm virs 12 mm, radot gludāku griezuma virsmu. Šķiedras lāzeri sasniedz 30–50 % enerģijas efektivitāti pret CO2 10–15 %, ar gadskārtējām apkopes izmaksām 200–400 USD salīdzinājumā ar 1000–2000 USD. Šķiedras tehnoloģija labāk tiek galā ar atstarojošiem metāliem, piemēram, alumīniju un varu, savukārt CO2 joprojām ir konkurētspējīgs dažādu materiālu apstrādē.

4. Vai hobija lāzergriezējs spēj griezt metālu?

Lielākā daļa hobiju līmeņa CO2 lāzeru nevar griezt metālu pietiekamas jaudas un atstarojošuma dēļ. Tērauda griešanai nepieciešami šķiedras lāzeri vai jaudīgi CO2 sistēmas, kuru jauda sākas no 1 kW. Ieejas līmeņa šķiedras lāzergriezēji, kas spēj apstrādāt plānu loksnes metālu (0,5–2 mm), pastāv, taču to iegāde ir ievērojama investīcija salīdzinājumā ar tipiskām hobiju iekārtām. Nelieliem metāla griešanas projektiem tiešsaistes lāzergriešanas pakalpojumi, piemēram, OSH Cut vai SendCutSend, ir izdevīgāka alternatīva, salīdzinot ar speciālu iekārtu iegādi.

5. Kādas tērauda markas vislabāk piemērotas lāzergriešanai?

Vidēji tēraudi (S275, S355, CR4) ir vislabvēlīgākie, tīri griežot no 0,5 mm līdz 30 mm. Nerūsējošajiem tēraudiem 304 un 316 nepieciešams slāpekļa palīggāzes izmantošana, lai iegūtu bezoksīda malas, kas piemērotas metināšanai. Cinkota tērauda griešana ir efektīva, taču tāpēc, ka rodas cinka tvaiki, nepieciešama pienācīga ventilācija. Lai sasniegtu optimālus rezultātus, izvēlieties lasersagatavošanai piemērotu tēraudu ar vienmērīgu biezuma toleranci, labu plakstību un tīru virsmu, kas brīva no smagas rūpnīcas oksīdu kārtas vai piesārņojuma. Augsto stiprību zemlegēto tēraudu griešanai nepieciešama rūpīga parametru kontrole, lai saglabātu paredzētās mehāniskās īpašības.