วิธีปรับปรุงความแม่นยำของการตัดด้วยเลเซอร์

ความแม่นยำในการตัดด้วยเลเซอร์มักส่งผลต่อคุณภาพของกระบวนการตัด หากความแม่นยำของเครื่องตัดเลเซอร์เบี่ยงเบนไป คุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่ตัดจะไม่มีคุณสมบัติเหมาะสม ดังนั้นการปรับปรุงความแม่นยำของเครื่องตัดด้วยเลเซอร์จึงเป็นประเด็นหลักสำหรับผู้ประกอบวิชาชีพตัดด้วยเลเซอร์

1. การตัดด้วยเลเซอร์คืออะไร?
การตัดด้วยเลเซอร์เป็นเทคโนโลยีที่ใช้ลำแสงเลเซอร์ความหนาแน่นกำลังสูงเป็นแหล่งความร้อน และทำการตัดโดยการเคลื่อนที่สัมพันธ์กับชิ้นงาน หลักการพื้นฐานของมันคือ: ลำแสงเลเซอร์ความหนาแน่นกำลังสูงจะถูกปล่อยออกมาโดยเลเซอร์ และหลังจากถูกโฟกัสโดยระบบเส้นทางแสงแล้ว ก็จะถูกฉายรังสีไปที่พื้นผิวของชิ้นงาน เพื่อให้อุณหภูมิของชิ้นงานเพิ่มขึ้นเป็น อุณหภูมิที่สูงกว่าจุดหลอมเหลวหรือจุดเดือดวิกฤต ในเวลาเดียวกัน ภายใต้การกระทำของแรงดันการแผ่รังสีเลเซอร์ ก๊าซแรงดันสูงจำนวนหนึ่งจะถูกสร้างขึ้นรอบๆ ชิ้นงานเพื่อเป่าโลหะที่หลอมละลายหรือกลายเป็นไอออกไป และพัลส์การตัดสามารถส่งออกได้อย่างต่อเนื่องภายในระยะเวลาหนึ่ง เมื่อตำแหน่งสัมพัทธ์ของลำแสงและชิ้นงานเคลื่อนที่ รอยกรีดจะเกิดขึ้นในที่สุดเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการตัด
การตัดด้วยเลเซอร์ไม่มีเสี้ยน ริ้วรอย และมีความแม่นยำสูง ซึ่งดีกว่าการตัดพลาสม่า สำหรับอุตสาหกรรมการผลิตเครื่องกลไฟฟ้าจำนวนมาก ระบบตัดด้วยเลเซอร์สมัยใหม่พร้อมโปรแกรมไมโครคอมพิวเตอร์สามารถตัดชิ้นงานที่มีรูปร่างและขนาดต่างๆ ได้อย่างง่ายดาย ดังนั้นจึงมักนิยมใช้มากกว่ากระบวนการเจาะและอัดแม่พิมพ์ แม้ว่าความเร็วในการประมวลผลจะช้ากว่าการเจาะด้วยแม่พิมพ์ แต่ก็ไม่ใช้แม่พิมพ์ ไม่จำเป็นต้องซ่อมแซมแม่พิมพ์ และประหยัดเวลาในการเปลี่ยนแม่พิมพ์ จึงช่วยประหยัดต้นทุนการประมวลผลและลดต้นทุนผลิตภัณฑ์ ดังนั้นจึงประหยัดกว่าโดยทั่วไป

2. ปัจจัยที่ส่งผลต่อความแม่นยำในการตัด
(1) ขนาดสปอต
ในระหว่างกระบวนการตัดของเครื่องตัดด้วยเลเซอร์ ลำแสงจะถูกโฟกัสไปที่โฟกัสที่เล็กมากด้วยเลนส์ของหัวตัด เพื่อให้โฟกัสมีความหนาแน่นของพลังงานสูง หลังจากที่ลำแสงเลเซอร์ถูกโฟกัส จุดจะถูกสร้างขึ้น: ยิ่งจุดเล็กลงหลังจากลำแสงเลเซอร์ถูกโฟกัส ความแม่นยำในการประมวลผลการตัดด้วยเลเซอร์ก็จะยิ่งสูงขึ้น
(2) ความแม่นยำของโต๊ะทำงาน
ความแม่นยำของโต๊ะทำงานมักจะกำหนดความสามารถในการทำซ้ำของกระบวนการตัดด้วยเลเซอร์ ยิ่งความแม่นยำของโต๊ะทำงานสูงเท่าใด ความแม่นยำในการตัดก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น
(3) ความหนาของชิ้นงาน
ยิ่งชิ้นงานที่จะแปรรูปมีความหนามากเท่าใด ความแม่นยำในการตัดก็จะยิ่งต่ำลงและรอยสลิตก็จะมากขึ้นเท่านั้น เนื่องจากลำแสงเลเซอร์มีรูปทรงกรวย ช่องสลิทจึงเป็นรูปทรงกรวยด้วย รอยกรีดของวัสดุที่บางกว่าจะมีขนาดเล็กกว่าของวัสดุที่หนากว่ามาก
(4) วัสดุชิ้นงาน
วัสดุชิ้นงานมีอิทธิพลบางประการต่อความแม่นยำในการตัดด้วยเลเซอร์ ภายใต้สภาวะการตัดเดียวกัน ความแม่นยำในการตัดของชิ้นงานจากวัสดุที่แตกต่างกันจะแตกต่างกันเล็กน้อย ความแม่นยำในการตัดแผ่นเหล็กนั้นสูงกว่าวัสดุทองแดงมากและพื้นผิวการตัดก็เรียบเนียนกว่า

3. เทคโนโลยีการควบคุมตำแหน่งโฟกัส
ยิ่งความลึกโฟกัสของเลนส์โฟกัสเล็กลง เส้นผ่านศูนย์กลางจุดโฟกัสก็จะยิ่งเล็กลง ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญมากในการควบคุมตำแหน่งของโฟกัสที่สัมพันธ์กับพื้นผิวของวัสดุที่ตัด ซึ่งสามารถปรับปรุงความแม่นยำในการตัดได้

4. เทคโนโลยีการตัดและการเจาะ
เทคโนโลยีการตัดด้วยความร้อนใดๆ ยกเว้นในบางกรณีที่สามารถเริ่มจากขอบของเพลต โดยทั่วไปจะต้องมีการเจาะรูเล็กๆ ในเพลต ก่อนหน้านี้ ในเครื่องคอมโพสิตปั๊มด้วยเลเซอร์ จะมีการเจาะรูก่อน จากนั้นจึงใช้เลเซอร์เพื่อเริ่มตัดจากรูเล็กๆ

5. การออกแบบหัวฉีดและเทคโนโลยีการควบคุมการไหลของอากาศ
เมื่อตัดเหล็กด้วยเลเซอร์ ออกซิเจนและลำแสงเลเซอร์โฟกัสถูกยิงไปยังวัสดุที่ตัดผ่านหัวฉีด ซึ่งทำให้เกิดลำแสงไหลเวียนของอากาศ ข้อกำหนดพื้นฐานสำหรับการไหลเวียนของอากาศคือกระแสลมที่เข้าสู่รอยบากควรมีขนาดใหญ่และความเร็วควรสูง เพื่อให้ออกซิเดชันที่เพียงพอสามารถทำปฏิกิริยาคายความร้อนของวัสดุในรอยบากได้เต็มที่ ในเวลาเดียวกันก็มีโมเมนตัมเพียงพอที่จะดีดวัสดุที่หลอมละลายออกมา