כיצד לשפר את הדיוק של עיבוד חיתוך לייזר

דיוק חיתוך הלייזר משפיע לעיתים קרובות על איכות תהליך החיתוך. אם הדיוק של מכונת חיתוך הלייזר שונה, איכות המוצר החתוך תהיה בלתי מסווגת. לכן, כיצד לשפר את דיוק מכונת חיתוך הלייזר היא הסוגיה העיקרית עבור אנשי חיתוך לייזר.

1. מהו חיתוך לייזר?
חיתוך לייזר היא טכנולוגיה המשתמשת בקרן לייזר בצפיפות הספק גבוהה כמקור חום ומבצעת חיתוך על ידי תנועה יחסית עם חומר העבודה. העיקרון הבסיסי שלה הוא: קרן לייזר בצפיפות הספק גבוהה נפלטת על ידי לייזר, ולאחר מיקוד על ידי מערכת הנתיב האופטי, היא מוקרנת אל פני חומר העבודה, כך שטמפרטורת חומר העבודה עולה באופן מיידי לטמפרטורה גבוהה מנקודת ההיתוך הקריטית או נקודת הרתיחה. במקביל, תחת פעולת לחץ קרינת הלייזר, נוצר טווח מסוים של גז בלחץ גבוה סביב חומר העבודה כדי לנשוף את המתכת המותכת או המתאדה, וניתן להפיק פולסים של חיתוך ברציפות בתוך פרק זמן מסוים. כאשר המיקום היחסי של הקרן וחומר העבודה נע, נוצר לבסוף חריץ כדי להשיג את מטרת החיתוך.
חיתוך בלייזר ללא קוצים, קמטים ודיוק גבוה, עדיף על חיתוך פלזמה. עבור תעשיות ייצור אלקטרומכניות רבות, מערכות חיתוך לייזר מודרניות עם תוכנות מיקרו-מחשב יכולות לחתוך בקלות חומרי עבודה בצורות וגדלים שונים, ולכן הן עדיפות לעתים קרובות על פני תהליכי ניקוב ולחיצה במטפסים. למרות שמהירות העיבוד שלה איטית יותר מניקוב במטפסים, היא אינה צורכת תבניות, אינה דורשת תיקון תבניות וחוסכת זמן בהחלפת תבניות, ובכך חוסכת בעלויות עיבוד ומפחיתה את עלויות המוצר. לכן, היא חסכונית יותר באופן כללי.

2. גורמים המשפיעים על דיוק החיתוך
(1) גודל נקודה
במהלך תהליך החיתוך של מכונת חיתוך הלייזר, קרן האור ממוקדת למוקד קטן מאוד על ידי עדשת ראש החיתוך, כך שהמוקד מגיע לצפיפות הספק גבוהה. לאחר מיקוד קרן הלייזר, נוצרת נקודה: ככל שהנקודה קטנה יותר לאחר מיקוד קרן הלייזר, כך דיוק עיבוד חיתוך הלייזר גבוה יותר.
(2) דיוק שולחן העבודה
דיוק שולחן העבודה קובע בדרך כלל את חזרתיות של תהליך חיתוך בלייזר. ככל שדיוק שולחן העבודה גבוה יותר, כך דיוק החיתוך גבוה יותר.
(3) עובי חומר העבודה
ככל שחומר העבודה המיועד לעיבוד עבה יותר, כך דיוק החיתוך נמוך יותר והחריץ גדול יותר. מכיוון שקרן הלייזר חרוטית, גם החריץ הוא חרוטי. החריץ של חומר דק יותר קטן בהרבה מזה של חומר עבה יותר.
(4) חומר לחומר העבודה
לחומר חומר העבודה יש ​​השפעה מסוימת על דיוק חיתוך הלייזר. באותם תנאי חיתוך, דיוק החיתוך של חומרי עבודה מחומרים שונים שונה במקצת. דיוק החיתוך של לוחות ברזל גבוה בהרבה מזה של חומרי נחושת, ומשטח החיתוך חלק יותר.

3. טכנולוגיית בקרת מיקום פוקוס
ככל שעומק המוקד של עדשת המיקוד קטן יותר, כך קוטר נקודת המוקד קטן יותר. לכן, חשוב מאוד לשלוט במיקום המוקד ביחס לפני השטח של החומר החתוך, דבר שיכול לשפר את דיוק החיתוך.

4. טכנולוגיית חיתוך וניקוב
כל טכנולוגיית חיתוך תרמי, למעט מקרים בודדים בהם היא יכולה להתחיל מקצה הפלטה, דורשת בדרך כלל ניקוב חור קטן בפלטה. בעבר, במכונת הטבעה בלייזר של חומרים מרוכבים, נעשה שימוש תחילה במחורר לניקוב חור, ולאחר מכן בלייזר התחיל החיתוך מהחור הקטן.

5. עיצוב זרבובית וטכנולוגיית בקרת זרימת אוויר
בעת חיתוך לייזר של פלדה, חמצן ואלומת לייזר ממוקדת נורים לחומר החתוך דרך הפיה, ובכך יוצרים אלומת זרימת אוויר. הדרישות הבסיסיות לזרימת האוויר הן שזרימת האוויר הנכנסת לחיתוך תהיה גדולה ומהירות גבוהה, כך שחמצון מספיק יוכל לגרום לתגובה אקסותרמית מלאה של חומר החתך; יחד עם זאת, שיהיה מספיק מומנטום כדי לפלוט את החומר המותך.