Miloddan avvalgi asr o'rtalarida lazerni kesish texnologiyasining paydo bo'lishi, yillar davomida rivojlanib boraveradi. Uning rivojlanishining bir nechta asosiy bosqichlari quyidagilar:
Texnologik embrion bosqichi (1960 yillar)
1960 yilda birinchi amaliy lazerning ixtirosi lazer texnologiyasining tug'ilishini nishonladi. O'sha yili amerikalik olimlar avvalgi metall metall varaqlarni kesish va burg'ulash teshiklarini kesish uchun lazerlardan foydalanishga harakat qilishdi. Ushbu davrda lazerni kesish texnologiyasi asosan ilmiy tadqiqotlar va harbiy sohalarda qo'llanilgan va sanoat ishlab chiqarishda hali keng qo'llanilmagan.
Erta sanoatlashtirish (1970 yillar)
70-yillarda lazerlarning ishlashi asta-sekin yaxshilandi, ayniqsa CO2 lazerining paydo bo'lishi, sanoat konidagi lazerni kesish mumkin. 1975 yilda aerokosozlik sohasida yuqori aniqlikdagi qismlarni ishlab chiqarish kabi metall va metall bo'lmagan materiallarni qayta ishlash uchun lazerli kesishni mashinalarini kesish vositalaridan foydalanila boshlandi. Ushbu bosqichda lazerni kesish texnologiyasi hali ham yuqori xarajatlar va murakkab operatsiyalar bilan cheklangan va uning mashhurligi past edi.
Texnologik etuklik (1980 yillar)
1980-yillarda kompyuter raqami nazorati (CNC) texnologiyasi lazerni kesish texnologiyasining rivojlanishi katta targ'ibotdi. Lazerni kesish mashinalari asta-sekin avtomatlashtirish va yuqori darajada nazoratiy nazoratga erishdi va kesish tezligi va sifati sezilarli darajada yaxshilandi. Bundan tashqari, tolali lazerni tadqiq qilish va rivojlantirish lazer kesish doirasini yanada kengaytirdi. Ushbu davrda lazerni kesish avtomobilsozlik, elektron mahsulotlar va tibbiy asboblar kabi sohalarda keng qo'llanila boshlandi.
Tez rivojlanish davri (1990 yillar)
90-yillarda lazerni kesish texnologiyasi kuch va barqarorlikda katta yutuqlarga erishdi. Sanoat avtomatlashtirishga bo'lgan talab ortib borayotgan talabi, yuqori quvvatli lazerlarning paydo bo'lishi, qalin metall varaqlarni kesish mumkin edi. Shu bilan birga, lazerni kesish qiymati kichik va o'rta korxonalar uchun arzonlashtirilib, uni arzonlashtirdi. Ushbu bosqichda global lazerni kesish bozori tezda o'sdi va texnologiya asta-sekin mashhur bo'ldi.
Aqlli va turli xil davr (21-asr)
XXI asrga kirish, lazerni qisqartirish texnologiyasi aqlli va diversifikatsiyalangan rivojlanish bosqichiga kirdi. Fiber lazerlari bozorning yuqori samaradorligi, past parvarish qilishning pastligi va kuchli moslashuvchanlik bilan bozorning asosiy qismiga aylandi. Shu bilan birga, lazerni kesish uskunalari aqlli ishlab chiqarish va masofaviy monitoringga erishish uchun sun'iy razvedka, katta ma'lumotlar va buyumlar Internetlari bilan birlashtirilgan. Bundan tashqari, ultrofast Lazers rivojlanishi mikron-darajali va hatto Nanomer-darajali aniqlik va hatto Nanomer-darajali aniqlik, aerokosmik, tibbiyot, elektronika va yangi energiya sohalarida qo'llanilishini kengaytirmoqda.
Lazerlar avlodi
Lazerni kesish yassi lazer. Lazer energiyani rag'batlantiruvchi radiatsiya jarayonida yuqori intensivlik nuriga o'zgartiradi. Odatda ishlatilgan lazerlar quyidagilardan iborat:
● CO2 lazer: metall bo'lmagan materiallar va ba'zi metallarni kesish uchun javob beradi.
● Fiber lazer: metallni qayta ishlash uchun mos keladigan yuqori samaradorlik, kuchli barqarorlik.
● Qattiq lazer: masalan, ND: Yoqtiruvchi lazer, yaxshi qayta ishlash va mikro qayta ishlash uchun mos keladi.
Lazer tomonidan chiqarilgan lazer yuqori monoxromiklik, yuqori yo'nalish va yuqori energiya zichligi bor, kesish uchun asosiy yorug'likni ta'minlaydi.
Nurli fokus
Lazer nuri bu juda kichik markaziy hududni shakllantirish uchun diqqat markazida yoki optik optik uzatish tizimi orqali material yuzasiga qaratilgan. Fokusni diqqat markazida odatda o'nlab mikron va yuzlab mikronlar orasida, energiya zichligi 10 dollargacha bo'lishi mumkin. Ushbu yuqori energiya zichligi materialni qisqa vaqt ichida eriydi, bug'lanish, bug'lanish yoki hatto plazma holatini qo'zg'atadi. Belgilangan nurning to'g'riligi to'g'ridan-to'g'ri kesish sifatini aniqlaydi, shuning uchun yuqori chiqish tizimi lazer kesishning muhim qismidir.
Materiallarning termal ta'siri
Maylakatlar material yuzasida nurli lazer nuri nurlantirganda, u material bilan terma bilan reaktsiyaga ta'sir qiladi. Muayyan jarayon quyidagilarni o'z ichiga oladi:
● Engil energiyani singdirish: material yuzasi lazer energiyasini o'zlashtiradi va uni issiqlik energiyasiga aylantiradi.
● Mahalliy isitish: Yuqori energiya zichligi nurlanish nuqtasini eriting nuqtasi yoki qaynash nuqtasiga tezda qizdirishga olib keladi.
● Masoratli olib tashlash: eritilgan yoki bug'langan material kesma hosil qilish uchun kesish maydoni bilan olib tashlanadi.
Termal harakatlarning yo'liga ko'ra, lazer kesish quyidagi rejlarga bo'linadi:
● Erigan eritma: lazer materialni eritib, eritilgan material yordamchi gaz bilan puflanadi.
● Buzni bug'lash kesish: Lazer to'g'ridan-to'g'ri mikromatik mikromatik mikroavtobusga mos keladigan materialni bug'laydi.
● Oksidlanish kesish: lazer materialni isitadi va kesish samaradorligini oshirishga kislorod bilan reaktsiya qiladi.
Yordamchi gazning roli
Kislorod, azot yoki siqilgan havo kabi yordamchi gaz odatda lazer kesish davrida joriy etiladi. Uning vazifalari quyidagilardan iborat:
● Eritilgan materialni olib tashlash: yordamchi gaz toza kesma hosil qilish uchun eritilgan yoki bug'ni kesuvchi materialni uradi.
● Sovutish materiallari: Mavjudlik va kesish chetining deformatsiyasini oldini olish.
● Yashishuvni qo'llab-quvvatlash: oksidlanish kesish paytida kislorod kesishni va sifatni yaxshilash uchun kislorod material bilan reaktsiyaga ta'sir qilishi mumkin.
Turli xil materiallar va kesish talablari yordamchi gaz turini va bosimini belgilaydi. Masalan, kislorod karbon po'lat kesish uchun mos keladi, azot zanglamaydigan po'lat va alyuminiyning yuqori sifatli kesish uchun ishlatiladi.
Lazerni kesish uchun boshqarish tizimi
Zamonaviy lazerni kesish uskunalari odatda raqamli boshqaruv tizimi (CNC) tizimi bilan jihozlangan, bu yuqori aniqlik va avtomatlashtirilgan qayta ishlashga erishishi mumkin. Nazorat tizimining asosiy funktsiyalari quyidagilardan iborat:
● Traektexnni rejalashtirish: dizayn rasmlariga muvofiq lazer boshining harakat yo'lini aniq boshqaring.
● Quvvatni tartibga solish: Lazer kuchini materialga qarab sozlang va qalinligi.
● Face Faoliyatni boshqarish: Dinamik firma tizimi orqali eng yaxshi kesish ta'sirini saqlang.
Aqlli boshqaruv tizimlarining qo'llanilishi lazer kesishning aniqligi va samaradorligini oshirdi.
Kesish jarayonini shakllantirish
Lazerni kesish punkti-kam isitish va materialni olib tashlash orqali to'ldiriladi. Kesish jarayoni quyidagi bosqichlarni o'z ichiga oladi:
● Pirsing: lazer nuri avval material yuzasida kichik teshikni teshadi.
● Trekni shakllantirish: lazer boshi belgilangan trek bo'ylab harakat qiladi va asta-sekin kesishni yakunlaydi.
● Tugatish tugallanishi: kesish jarayonidan so'ng yordamchi gazni silliq kesish yuzasini shakllantirish uchun yordamchi gazni olib tashlaydi.
Lazerni kesish mashinasining asosiy tarkibiy qismlarini tanishtiring
Lazer generatori
Lazer generatori yuqori energiya lazeri nurini yaratish uchun mas'ul lazerni kesish mashinasining yadro tarkibiy qismidir. Oddiy turdagi lazerlar tola lazerlari, CO2 Lazers va disk lazerlari kiradi. Ular orasida tolalar lazerlari yuqori samaradorligi, past darajadagi xarajatlar va keng qamrovli dasturlar uchun ma'qullanadi.
● Fiber lazerlari: metall kesish uchun mos, barqaror nur sifatini ta'minlaydi.
● CO2 LASERS: Tez-tez tez-tez metall materiallarni kesish uchun javob beradi.
● Disk lazerlari: kuchli tiklanish bilan yuqori darajadagi ishlov berish uchun javob beradi.
Lazer boshi
Lazer boshi lazer nurini mazmunli energiya bilan bog'lab, material yuzasiga yo'naltiring va samarali kesilishga erishing. Lazer boshi odatda quyidagi asosiy tarkibiy qismlarni o'z ichiga oladi:
● Ob'ektiv fokus qilish: lazer nuri kesish aniqligiga ta'sir ko'rsatadigan juda muhim ahamiyatga ega ekanligini ta'minlaydi.
● Himoya linzalari: ob'ektivni ifloslantiradigan idish va changni to'g'irlash, uskunaning hayotini kengaytirishni oldini oling.
● Avtomatik yo'naltirish: turli xil qalinliklar materiallari materiallariga moslashish va ish samaradorligini oshirish uchun fokus uzunligini sozlang.
CNC tizimi
CNC tizimi - motion traektoriyasini boshqarish va lazerning boshini kesish parametrlarini boshqaradigan lazerni kesish mashinasining miyasi. Yuqori samarali CNC tizimlari quyidagi funktsiyalarga erishishi mumkin:
Axir, aniq yo'lni rejalashtirish: kesish aniqligini oshiring va material chiqindilarini kamaytiring.
● Ko'p o'q bilan bog'lanishni boshqarish: murakkab naqshlarni kesishni qo'llab-quvvatlash.
● Foydalanuvchi interfeysi optimallashtirish: parametrlar va monitorni belgilash uchun operatorlar uchun qulay.
Haydovchi tizimi
Drayv tizimi Lazerni kesish mashinasining harakatlanish tezligi va aniqligini aniqlaydi. Umumiy haydovchi tizimlariga quyidagilar kiradi:
● "Servo" motor: yuqori darajadagi harakatni boshqarish va yuqori tezlikda kesish uchun mos keladi.
● Stepper Motor: Oddiy tuzilish, o'rtacha narx, o'rta va past tezlikni kesish uchun javob beradi.
● Linear Motor: Ishlab chiqarishni yaxshilash uchun yuqori dinamik javobgarlik kunlari qo'llaniladi.
Yotoq tarkibi
To'shakning tuzilishi lazerni kesish mashinasini qo'llab-quvvatlashning asosiy qismidir va uning barqarorligi kesish ta'siriga bevosita ta'sir qiladi.
● Ganery Tergy: Keng formatda qayta ishlash uchun mos keladigan kuchli qattiqlik.
● Kanalizatsiya tuzilishi: kichik va o'rta materiallarni kesish uchun javob beradi.
● Avascomb ishchilar: lazerni aks ettirishni kamaytiring va qayta ishlash xavfsizligini oshiring.
Yordamchi gaz tizimi
Yordamchi gazning sifat tizimi keskinlikni yaxshilash uchun ishlatiladi. Umumiy gazlar tarkibiga kislorod, azot va siqilgan havo kiradi.
● Kislorod: metall oksidlanishni tezlashtiradi va kesish tezligini oshiradi.
● Azot: moddiy oksidlanishning oldini oladi va yuqori sifatli kesish uchun javob beradi.
● Siqilgan havo: Iqtisodiy va amaliy, ingichka plastinka kesish uchun mos keladi.
Sovutish tizimi
Sovutish tizimi lazer generatorining normal ishlashini va yuqori harorat sharoitida boshqa tarkibiy qismlarni ta'minlaydi.
● Suvni sovutish tizimi: yuqori quvvatli lazer uskunalarida keng sovutish ta'siri bilan keng qo'llaniladi.
● Havo sovutish tizimi: oddiy tuzilish va oson texnik xizmat bilan kichik lazer uskunalari uchun javob beradi.
Tutun va changni olib tashlash tizimi
Tutun va changni olib tashlash tizimi operatsion muhitni himoya qilishning muhim qismidir, bu chekish jarayonida hosil bo'lgan tutun va changni olib tashlash mumkin.
● Filtr moduli: atrof-muhitni muhofaza qilish va inson salomatligini himoya qilish uchun nozik zarralarni ushlaydi.
● Chiqish moslamasi: samarali shamollatish va seminarning havo sifatini ta'minlaydi.
Lazerni kesish sohasida lazer mashinasini qo'llash
Metall materiallarning samarali kesilishi
Lazer kesish metall materiallarni qayta ishlashda, ayniqsa zanglamaydigan po'lat, alyuminiy va mis kabi metallar uchun keng qo'llaniladi va juda nozik kesilgan qirralarni ta'minlaydi. Lazer mashinasi metallni kuchli lazer nuri orqali yuqori haroratgacha qizdiradi va tezda eritib, erigan metallni kesib tashlaydi. Lazerni kesish mog'or talab qilmaydi va tezda murakkab shakllarning bir qismini ishlab chiqarishi, ishlab chiqarish xarajatlari va vaqtni kamaytirishni talab qiladi.
Metall bo'lmagan materiallarni kesish
Metallarga qo'shimcha ravishda, lazer mashinalari metall bo'lmagan materiallarni kesishda keng qo'llaniladi. Lazerni kesish plastmassa, yog'och, charm va qog'oz kabi turli xil materiallarni aniq kesib tashlaydi. Ushbu metall bo'lmagan materiallarda lazerni kesish nafaqat kesish aniqligini ta'minlaydi, balki moddiy deformatsiyaga olib kelmaydi va kesish qirrali keyingi ishlov berish zarurligini kamaytiradi.
Aniq ishlov berish va murakkab shakllarni kesish
Lazerni kesish texnologiyasi yuqori aniqlikdagi kesishlarga, ayniqsa murakkab konturlarni talab qiladigan qismlar uchun erishishi mumkin. Masalan, lazer mashinalari aniq belgilar, mexanik qismlar va dekorativ naqshlar ishlab chiqarish uchun mos keladigan egri mashinalar, yumaloq teshiklarni, mikro teshiklarni va boshqa shakllarni kesib tashlashi mumkin. Lazer mashinalarining moslashuvchanligi uni mog'or ishlab chiqarish, aerolospa, avtomobilsozlik va boshqa sohalarda muhim qiladi.
