Cyflwyniad
Ym maes prosesu laser, defnyddiwyd peiriannau torri laser yn helaeth mewn llawer o ddiwydiannau oherwydd eu manteision megis manwl gywirdeb uchel, cyflymder uchel, a phrosesu nad ydynt yn gyswllt. Fodd bynnag, wrth ddelio â deunyddiau myfyriol iawn, effeithir yn sylweddol ar effaith dorri peiriannau torri laser. Mae deunyddiau myfyriol iawn, fel copr, alwminiwm, aur, arian, a'u aloion, yn peri heriau anodd yn y broses torri laser oherwydd eu myfyrdod uchel i laser a dargludedd thermol da. Mae archwiliad manwl o ddylanwad deunyddiau myfyriol iawn ar effaith dorri peiriannau torri laser yn arwyddocâd mawr ar gyfer ehangu ystod cymhwysiad technoleg torri laser, gan wella ansawdd ac effeithlonrwydd prosesu.
Nodweddion deunyddiau myfyriol iawn a'u dylanwad ar amsugno laser
Nodweddion sylfaenol deunyddiau myfyriol iawn
Mae gan ddeunyddiau myfyriol iawn wrthsefyll isel fel arfer, sy'n arwain at gyfradd amsugno isel o laser. Er enghraifft, mae copr ac alwminiwm ymhlith y brig mewn dargludedd trydanol ymhlith metelau cyffredin. Ar dymheredd yr ystafell, mae cyfradd amsugno copr coch i laser is -goch tua 5%. Ar yr un pryd, mae cyflwr wyneb deunyddiau myfyriol iawn hefyd yn cael effaith bwysig ar fyfyrio laser. Po fwyaf llyfn yr wyneb, y cryfaf yw adlewyrchiad laser. Er enghraifft, mae gallu adlewyrchol dur gwrthstaen wedi'i frwsio cyffredin yn gymharol wan, ond pan fydd yr wyneb yn cyrraedd effaith ddrych, bydd yn achosi myfyrio amlwg yn ystod prosesu laser. Yn ogystal, mae cyfradd amsugno deunyddiau i laser yn amrywio yn ôl eu taleithiau. Mae cyfradd amsugno metelau solet i laser yn isel ar y cyfan, ond bydd yn cynyddu'n sylweddol wrth ei doddi i gyflwr hylifol. Er enghraifft, pan fydd copr coch yn cael ei gynhesu i agos at ei bwynt toddi, gall y gyfradd amsugno gyrraedd tua 20%.
Nodweddion amsugno deunyddiau myfyriol iawn o dan wahanol laserau tonfedd
Mae gan wahanol ddefnyddiau gyfraddau amsugno sylweddol wahanol ar gyfer golau gwahanol donfeddi. Cymerwch gopr (Cu) ac arian (AG) fel enghreifftiau. Ar gyfer laserau ffibr â thonfedd o 1070Nm, maent yn ddeunyddiau myfyriol iawn nodweddiadol, gyda chyfradd amsugno isel iawn, yn llawer is na haearn (Fe) a dur (dur). Fodd bynnag, mae eu cyfradd amsugno yn gymharol uwch pan fydd yn agored i laserau cyflwr solid. Mae'r laser a allyrrir gan laser co₂ yn y band is -goch (10.6um fel arfer), sy'n perfformio'n dda mewn llawer o feysydd cymwysiadau diwydiannol, ond nid yw'n ddelfrydol ar gyfer prosesu metelau myfyriol iawn mewn bandiau arbennig. Mae hyn yn dangos bod dewis ffynhonnell laser briodol gyda thonfedd addas yn hanfodol ar gyfer cynyddu amsugno deunyddiau myfyriol iawn i laser a gwella'r effaith dorri.
Dylanwadau lluosog deunyddiau myfyriol iawn ar effaith dorri peiriannau torri laser
Gostyngiad mewn ansawdd torri
Problemau Dross a Burr
Wrth dorri deunyddiau myfyriol iawn, oherwydd amsugno laser yn annigonol gan y deunyddiau, nid yw'r gwres a gynhyrchir yn ystod y broses dorri yn ddigon i doddi ac anweddu'r deunyddiau yn llawn, gan arwain at ffurfio dross ar waelod yr wyneb torri. Ar yr un pryd, gall y deunyddiau sydd wedi'u toddi'n anghyflawn, o dan chwythu'r nwy ategol, ffurfio burrs ar y blaen. Er enghraifft, wrth ddefnyddio peiriant torri laser cyffredin i dorri deunyddiau copr, mae dross amlwg i'w gael yn aml ar waelod y toriad, ac mae'r burrs ar yr ymyl arloesol yn gymharol arw, yn effeithio'n ddifrifol ar wastadrwydd a llyfnder yr arwyneb torri.
Lled torri anghyson
Mae adlewyrchiad a dargludiad gwres deunyddiau myfyriol iawn i laser yn gwneud dosbarthiad egni laser ar yr wyneb deunydd yn anwastad, gan arwain at led torri anghyson. Yn ystod y broses dorri, gall sefyllfaoedd fel rhan uchaf ehangach a rhan isaf culach o'r toriad neu newidiadau lled lleol arwyddocaol ddigwydd. Mae hyn nid yn unig yn effeithio ar gywirdeb maint torri ond gall hyd yn oed arwain at sgrapio cynhyrchion ar gyfer rhai rhannau sy'n prosesu gyda gofynion uchel iawn ar gyfer cywirdeb dimensiwn.
Ehangu'r parth yr effeithir arno gan wres
Mae dargludedd thermol da deunyddiau myfyriol iawn yn achosi i'r gwres a gynhyrchir yn ystod y broses dorri laser ledaenu'n gyflym i'r ardaloedd cyfagos, gan ehangu ystod y parth yr effeithir arno gan wres. Gall strwythur a phriodweddau'r deunyddiau yn y parth yr effeithir arno gan wres newid, megis gostyngiad mewn caledwch a dirywiad mewn caledwch. Gan gymryd torri aloi alwminiwm fel enghraifft, gall ehangu'r parth yr effeithir arno gan wres arwain at ddirywiad yn priodweddau mecanyddol y deunyddiau, gan effeithio ar oes gwasanaeth y cynhyrchion.
Gostyngiad mewn effeithlonrwydd torri
Cyfradd defnyddio ynni isel a achosir gan gyfradd amsugno isel
Mae cyfradd amsugno isel deunyddiau myfyriol iawn i laser yn golygu bod llawer iawn o egni laser yn cael ei adlewyrchu ac na ellir ei ddefnyddio'n effeithiol ar gyfer torri deunyddiau, gan arwain at gyfradd defnyddio ynni isel y peiriant torri laser. Er mwyn torri deunyddiau, mae angen cynyddu'r pŵer laser neu ymestyn yr amser torri, sydd heb os yn lleihau'r effeithlonrwydd torri. Er enghraifft, wrth dorri deunyddiau copr a dur o'r un trwch, mae'r pŵer laser sy'n ofynnol ar gyfer torri deunyddiau copr yn aml yn uwch, ac mae'r cyflymder torri yn sylweddol arafach.
Cyfyngu ar gyflymder torri
Oherwydd problemau fel treiddiad anghyflawn a ffurfio dross wrth dorri deunyddiau myfyriol iawn yn laser, er mwyn sicrhau'r ansawdd torri, mae'n rhaid lleihau'r cyflymder torri. Mae cyflymder torri rhy araf nid yn unig yn ymestyn amser prosesu darn gwaith sengl ond hefyd yn lleihau'r effeithlonrwydd cynhyrchu cyffredinol. Er enghraifft, wrth dorri platiau trwchus o ddeunyddiau myfyriol iawn, gall y cyflymder torri fod yn ddim ond ffracsiwn o hynny wrth dorri deunyddiau metel cyffredin.
Mwy o wisgo offer
Difrod i'r laser a achosir gan olau wedi'i adlewyrchu
Pan fydd y laser yn arbelydru wyneb deunyddiau myfyriol iawn, bydd y rhan fwyaf o'r egni yn cael ei adlewyrchu. Gall y pelydrau golau hyn a adlewyrchir ddychwelyd i du mewn y laser a niweidio cydrannau optegol y laser, megis niweidio drychau y cyseinydd laser ac effeithio ar berfformiad y deuod laser, a thrwy hynny fyrhau oes gwasanaeth y laser. Mewn achosion difrifol, gall y golau a adlewyrchir hyd yn oed achosi i'r laser gael allbwn golau ansefydlog neu roi'r gorau i allyrru golau.
Mwy o faich ar y system ategol
Er mwyn goresgyn effeithiau andwyol deunyddiau myfyriol iawn ar dorri laser, fel rheol mae angen cynyddu cyfradd llif a phwysau'r nwy ategol i helpu i chwythu'r dross i ffwrdd a gwella'r ansawdd torri. Bydd hyn yn cynyddu'r baich ar y system nwy ategol, gan gynyddu cost gweithredu ac amlder cynnal a chadw'r offer. Ar yr un pryd, oherwydd y swm mawr o wres a gynhyrchir wrth dorri deunyddiau myfyriol iawn, mae gofynion uwch hefyd yn cael eu cyflwyno ar gyfer system oeri'r offer. Mae gweithrediad llwyth uchel tymor hir y system oeri hefyd yn dueddol o fethiannau.
Strategaethau ar gyfer ymdopi â'r heriau o dorri deunyddiau myfyriol iawn
Optimeiddio offer laser
Mabwysiadu laserau math newydd
Mae datblygu laserau math newydd ar gyfer deunyddiau myfyriol iawn yn un o'r atebion allweddol i'r broblem. Er enghraifft, mae tonfedd laserau glas fel arfer yn amrywio o 400 - 500 nm. O'i gymharu â laserau is -goch traddodiadol, mae gan ddeunyddiau myfyriol iawn gyfradd amsugno uwch ar gyfer golau glas. Mae laserau glas lled-ddargludyddion cyfres 500W a chyfres 1000W a lansiwyd gan Sefydliad Ymchwil Arloesi Technoleg Caled Guangdong yn Ardal Bae Greater Guangdong Kong-Macao Fwyaf yn perfformio'n dda yn y weldio, cladin, ac argraffu 3D o ddeunyddiau myfyriol iawn. Mewn senarios fel weldio batri lithiwm-ion a phrosesu cydrannau electronig sy'n gofyn am brosesu deunyddiau copr, dim ond un rhan o ddeg i un rhan o bump o bŵer laser is-goch confensiynol yw'r pŵer sy'n ofynnol ar gyfer defnyddio laser glas, a gellir cyflawni "weldio heb spatter". Mae'r cyflymder weldio o leiaf 8 gwaith yn gyflymach na laserau is -goch.
Optimeiddio'r pen allbwn ffibr
Mewn peiriannau laser ffibr, mae'r laser wedi'i adlewyrchu a achosir gan ddeunyddiau myfyriol iawn yn debygol o niweidio pen y cebl optegol allbwn. Mae Raycus Laser wedi mabwysiadu pen allbwn ffibr QBH newydd, gan ychwanegu cam o ddyfais stripio golau wedi'i adlewyrchu ar y sail wreiddiol, a all dynnu'r rhan fwyaf o'r laser a adlewyrchir yn y lle cyntaf. Wedi'i gyfuno â'r dyluniad afradu gwres oeri dŵr, mae'n lleihau'r effaith thermol ar y pen allbwn cebl optegol. Ar ôl profion weldio arwyneb copr caeth, gall cydrannau craidd y laser RFL-A1500D sydd â'r pen allbwn hwn ddal i gynnal tymheredd gweithredu arferol mewn amgylchedd ysgafn wedi'i adlewyrchu'n uchel, gan wirio ei berfformiad yn effeithiol.
Addasu paramedrau proses
Rheoli pŵer ac egni laser
Yn ôl nodweddion deunyddiau myfyriol iawn, gall cynyddu'r pŵer laser yn briodol gynyddu amsugno deunyddiau i laser a gwella'r effeithlonrwydd torri. Fodd bynnag, gall pŵer laser rhy uchel achosi toddi gormodol ac anweddu'r deunyddiau, gan arwain at fwy o sblasiadau a dross. Felly, mae angen rheoli'r pŵer a'r egni laser yn union i gyflawni'r effaith dorri orau wrth sicrhau'r ansawdd torri. Er enghraifft, wrth dorri deunyddiau myfyriol iawn o wahanol drwch, pennwch y pŵer laser priodol ac egni pwls trwy arbrofion i sicrhau ansawdd ac effeithlonrwydd torri da.
Optimeiddio cyflymder torri ac amlder
Mae addasu'r cyflymder torri ac amlder hefyd yn fodd pwysig i wella effaith torri deunyddiau myfyriol iawn. Os yw'r cyflymder torri yn rhy gyflym, ni all y deunyddiau amsugno'r egni laser yn llawn, ac mae problemau fel treiddiad anghyflawn a ffurfio dross yn debygol o ddigwydd. Os yw'r cyflymder torri yn rhy araf, bydd yn arwain at ehangu'r parth yr effeithir arno gan wres a dirywiad yn yr ansawdd torri. Ar yr un pryd, gall addasu amledd pwls y laser yn rhesymol reoli proses toddi ac anweddu'r deunyddiau a lleihau cynhyrchu burrs a sychs. Mewn prosesu gwirioneddol, mae angen gwneud y gorau o'r cyfuniad o gyflymder torri ac amlder trwy arbrofion yn ôl trwch, priodweddau materol y deunyddiau, a pherfformiad yr offer laser.
Cymhwyso mesurau ategol
Dewis a rheoli nwy ategol
Wrth dorri deunyddiau myfyriol iawn, gall ychwanegu nwy ategol priodol wella'r effaith dorri yn sylweddol. Mae'r nwy ategol yn adweithio'n gemegol gyda'r deunyddiau ar dymheredd uchel. Er enghraifft, pan ddefnyddir ocsigen fel y nwy ategol, gall gael adwaith cemegol ecsothermig gyda deunyddiau metel, gan chwarae rôl wrth hyrwyddo hylosgi a chynyddu'r cyflymder torri. Gall nitrogen, i raddau, wella ansawdd yr arwyneb torri ac atal ocsidiad. Yn ogystal, gall y nwy ategol hefyd helpu i chwythu'r dross yn yr ardal dorri, glanhau'r wythïen dorri, ac oeri'r ardal ger yr hollt i amddiffyn y lens sy'n ffocysu. Mae dewis y bwysedd nwy priodol a'r gyfradd llif yn hanfodol ar gyfer y broses dorri. Mae angen paru gwahanol baramedrau nwy ategol ar wahanol ddeunyddiau myfyriol iawn a thrwch torri.
Pretreatment wyneb o ddeunyddiau
Gall perfformio pretreatment arwyneb ar ddeunyddiau myfyriol iawn, megis ymlediad tywod a garw, leihau adlewyrchiad wyneb y deunyddiau a chynyddu eu cyfradd amsugno laser. Trwy ragflaenu wyneb, mae strwythurau congrwm ceugrwm bach yn cael eu ffurfio ar wyneb y deunydd. Pan fydd y laser yn arbelydru, mae'r golau'n cael ei adlewyrchu a'i wasgaru sawl gwaith yn y strwythurau confecs ceugrwm hyn, gan gynyddu'r cyfle i'r deunyddiau amsugno'r laser. Er enghraifft, ar ôl torri tywod y plât alwminiwm, mae ei gyfradd amsugno laser yn cynyddu'n sylweddol, ac mae'r effaith dorri wedi'i gwella'n sylweddol.
Nghasgliad
Oherwydd eu priodweddau ffisegol unigryw, mae deunyddiau myfyriol iawn yn cael nifer o effeithiau negyddol ar effaith dorri peiriannau torri laser, gan gynnwys gostyngiad mewn ansawdd torri, gostyngiad mewn effeithlonrwydd torri, a mwy o wisgo offer. Fodd bynnag, trwy optimeiddio offer laser, megis mabwysiadu laserau math newydd ac optimeiddio pennau allbwn ffibr; Addasiad rhesymol paramedrau proses, gan reoli'r pŵer laser, egni, cyflymder torri ac amlder yn union; A chymhwyso mesurau ategol effeithiol, megis dewis nwyon ategol priodol a pherfformio pretreatment arwyneb ar ddeunyddiau, mae'n bosibl goresgyn y problemau torri a achosir gan ddeunyddiau myfyriol iawn i raddau a chael effaith dorri gymharol ddelfrydol.
Gyda datblygiad ac arloesedd parhaus technoleg, credir y bydd mwy o ddatblygiadau arloesol yn cael eu cyflawni ym maes torri laser deunyddiau myfyriol iawn yn y dyfodol, gan ehangu ymhellach ystod cymhwysiad technoleg torri laser a hyrwyddo datblygiad diwydiannau cysylltiedig.
-- rayther laser jack sun --