Lazer ilk olarak 1970'lerde kesim için kullanıldı. Modern endüstriyel üretim hattında lazer kesim, sac, plastik, cam, seramik, yarı iletkenler, tekstil, ahşap ve kağıt ve diğer malzemelerin işlenmesinde daha yaygın olarak kullanılmaktadır.
Önümüzdeki birkaç yıl içinde, lazer kesimin hassas işleme ve mikro işleme alanında uygulanması da önemli bir büyüme sağlayacaktır.
Lazer Kesim
Odaklanmış lazer ışını iş parçasına çarptığında, malzemeyi eritmek veya buharlaştırmak için ışınlanan alanın sıcaklığı keskin bir şekilde yükselecektir. Lazer ışını iş parçasına girdiğinde kesme işlemi başlar: lazer ışını malzemeyi eritirken kontur çizgisi boyunca hareket eder. Genellikle, eriyiği kesikten uzağa üflemek için bir hava jeti kullanılır ve kesilen parça ile plaka çerçevesi arasında neredeyse odaklanmış lazer ışını kadar geniş olan dar bir boşluk bırakılır.
Alev kesme
Alevle kesme, kesme gazı olarak oksijen kullanılarak yumuşak çelik kesilirken kullanılan standart bir işlemdir. Oksijen 6 bara kadar basınçlandırılır ve ardından kesiye üflenir. Orada, ısıtılmış metal oksijenle reaksiyona girer: yanmaya ve oksitlenmeye başlar. Kimyasal reaksiyon, lazer ışınının kesme işlemine yardımcı olmak için büyük miktarda (lazer enerjisinin beş katına kadar) enerji açığa çıkarır.
Füzyon Kesim
Eriyik kesme, metal keserken kullanılan başka bir standart işlemdir. Seramik gibi diğer eriyebilir malzemeleri kesmek için de kullanılabilir.
Kesici gaz olarak azot veya argon kullanılır ve kesiden 2-20 bar basınçta gaz üflenir. Argon ve nitrojen inert gazlardır, yani insizyondaki erimiş metal ile reaksiyona girmezler, sadece dibe üflerler. Aynı zamanda, soy gaz, kesici kenarı hava oksidasyonundan koruyabilir.
Basınçlı Hava Kesimi
İnce plakaları kesmek için basınçlı hava da kullanılabilir. Ensizyondaki erimiş metali üflemek için 5-6 bar'a kadar hava basıncı yeterlidir. Havanın yaklaşık %80'i nitrojen olduğundan, basınçlı havayla kesme temelde bir füzyonla kesmedir.
Plazma Destekli Kesim
Parametreler doğru seçilirse, plazma destekli eritme ve kesme kesisinde plazma bulutları görünecektir. Plazma bulutu, iyonize metal buharı ve iyonize kesme gazından oluşur. Plazma bulutu CO2 lazerin enerjisini emer ve onu iş parçasına dönüştürür, böylece iş parçasına daha fazla enerji bağlanır ve malzeme daha hızlı erir ve daha hızlı kesme ile sonuçlanır. Bu nedenle bu kesme işlemine yüksek hızlı plazma kesme de denir.
Plazma bulutu aslında katı lazere karşı şeffaftır, bu nedenle plazma destekli eritme ve kesme işlemi yalnızca CO2 lazer kullanabilir.
Buharlaşma Kesimi
Buharlaştırma kesimi, malzemeyi buharlaştırarak, çevredeki malzemeler üzerindeki termal etkiyi mümkün olduğunca en aza indirir. Yukarıdaki etki, ince plastik filmler ve ahşap, kağıt ve köpük gibi demlenebilen malzemeler gibi düşük ısı ve yüksek absorpsiyona sahip malzemeleri buharlaştırmak için sürekli CO2 lazer işleme kullanılarak elde edilebilir.
Ultra kısa darbeli lazerler, bu teknolojinin diğer malzemelere uygulanmasına izin verir. Metaldeki serbest elektronlar lazeri emer ve şiddetli bir şekilde ısınır. Lazer darbesi erimiş parçacıklar ve plazma ile reaksiyona girmez, malzeme doğrudan süblimleşir ve çevredeki malzemelere ısı şeklinde enerji aktarmak için zaman yoktur. Pikosaniye darbesi malzemeyi kestiğinde, belirgin bir termal etki, erime ve çapak oluşumu yoktur.
Parametreler: işleme sürecini ayarlayın
Birçok parametre lazer kesim sürecini etkiler, bazıları lazerin ve takım tezgahının teknik performansına bağlıdır, diğerleri ise değişkendir.
Polarizasyon Derecesi
Polarizasyon derecesi, lazer ışığının yüzde kaçının dönüştürüldüğünü gösterir. Tipik polarizasyon derecesi genellikle %90 civarındadır. Bu, yüksek kaliteli kesim için yeterlidir.
Odak Çapı
Odak çapı, insizyonun genişliğini etkiler ve odaklama merceğinin odak uzaklığı değiştirilerek odak çapı değiştirilebilir. Daha küçük bir odak çapı, daha dar bir kesi anlamına gelir.
Odak Konumu
Odak konumu, iş parçasının yüzeyindeki ışının çapını ve güç yoğunluğunu ve insizyonun şeklini belirler.
Lazer Gücü
Lazer gücü, işleme tipine, malzeme tipine ve kalınlığına uygun olmalıdır. Güç, iş parçasındaki güç yoğunluğunun işleme eşiğini aşacak kadar yüksek olmalıdır.
Çalışma modu
Sürekli mod, esas olarak, standart metal ve plastik konturlarını milimetreden santimetreye kadar kesmek için kullanılır. Perforasyonu eritmek veya kesin bir kontur oluşturmak için düşük frekanslı darbeli bir lazer kullanılır.
Hız kesmek
Lazer gücü ve kesme hızı birbiriyle uyumlu olmalıdır. Çok hızlı veya çok yavaş kesme hızları, pürüzlülüğün ve çapak oluşumunun artmasına neden olur.
Nozul Çapı
Nozulun çapı, nozuldan püskürtülen gazın akışını ve şeklini belirler. Malzeme ne kadar kalın olursa, gaz jetinin çapı o kadar büyük olur ve buna bağlı olarak memenin çapı da o kadar büyük olur.
Gaz Saflığı ve Basıncı
Oksijen ve azot genellikle kesme gazları olarak kullanılır. Saflık ve hava basıncı kesme etkisini etkiler.
Oksijen alevli kesme kullanırken, gaz saflığının %99,95'e ulaşması gerekir. Çelik levha ne kadar kalınsa, kullanılan gaz basıncı o kadar düşük olur.
Eritme ve kesme için nitrojen kullanıldığında, gaz saflığının %99,95'e (ideal olarak %99,999) ulaşması gerekir ve kalın çelik levhaları eritmek ve kesmek için daha yüksek hava basıncı gerekir.
Teknik veri sayfası
Lazer kesimin ilk aşamasında, kullanıcılar deneme işletimi yoluyla işleme parametrelerinin ayarına kendileri karar vermelidir. Artık olgun işleme parametreleri, kesme sisteminin kontrol cihazında saklanmaktadır. Her malzeme türü ve kalınlığı için ilgili veriler vardır. Teknik parametre tablosu, bu teknolojiye aşina olmayanların bile lazer kesim ekipmanını sorunsuz bir şekilde çalıştırmasını sağlar.
Lazer Kesim Kalite Değerlendirme Faktörleri
Lazer kesim kenarlarının kalitesini değerlendirmek için birçok kriter vardır. Çapak şekli, çöküntü ve tanecik gibi standartlar çıplak gözle değerlendirilebilir; dikeylik, pürüzlülük ve kesim genişliği özel aletlerle ölçülmelidir. Malzeme birikimi, korozyon, ısıdan etkilenen alan ve deformasyon da lazer kesimin kalitesini ölçmek için önemli faktörlerdir.
Geniş Beklentiler
Lazer kesimin devam eden başarısı diğer birçok şirketin ötesindedir. Bu eğilim bugün de devam ediyor. Gelecekte, lazer kesimin uygulama beklentileri giderek daha geniş hale gelecektir.
Lazer Kesim
Odaklanmış lazer ışını iş parçasına çarptığında, malzemeyi eritmek veya buharlaştırmak için ışınlanan alanın sıcaklığı keskin bir şekilde yükselecektir. Lazer ışını iş parçasına girdiğinde kesme işlemi başlar: lazer ışını malzemeyi eritirken kontur çizgisi boyunca hareket eder. Genellikle, eriyiği kesikten uzağa üflemek için bir hava jeti kullanılır ve kesilen parça ile plaka çerçevesi arasında neredeyse odaklanmış lazer ışını kadar geniş olan dar bir boşluk bırakılır.
Alev kesme
Alevle kesme, kesme gazı olarak oksijen kullanılarak yumuşak çelik kesilirken kullanılan standart bir işlemdir. Oksijen 6 bara kadar basınçlandırılır ve ardından kesiye üflenir. Orada, ısıtılmış metal oksijenle reaksiyona girer: yanmaya ve oksitlenmeye başlar. Kimyasal reaksiyon, lazer ışınının kesme işlemine yardımcı olmak için büyük miktarda (lazer enerjisinin beş katına kadar) enerji açığa çıkarır.
Füzyon Kesim
Eriyik kesme, metal keserken kullanılan başka bir standart işlemdir. Seramik gibi diğer eriyebilir malzemeleri kesmek için de kullanılabilir.
Kesici gaz olarak azot veya argon kullanılır ve kesiden 2-20 bar basınçta gaz üflenir. Argon ve nitrojen inert gazlardır, yani insizyondaki erimiş metal ile reaksiyona girmezler, sadece dibe üflerler. Aynı zamanda, soy gaz, kesici kenarı hava oksidasyonundan koruyabilir.
Basınçlı Hava Kesimi
İnce plakaları kesmek için basınçlı hava da kullanılabilir. Ensizyondaki erimiş metali üflemek için 5-6 bar'a kadar hava basıncı yeterlidir. Havanın yaklaşık %80'i nitrojen olduğundan, basınçlı havayla kesme temelde bir füzyonla kesmedir.
Plazma Destekli Kesim
Parametreler doğru seçilirse, plazma destekli eritme ve kesme kesisinde plazma bulutları görünecektir. Plazma bulutu, iyonize metal buharı ve iyonize kesme gazından oluşur. Plazma bulutu CO2 lazerin enerjisini emer ve onu iş parçasına dönüştürür, böylece iş parçasına daha fazla enerji bağlanır ve malzeme daha hızlı erir ve daha hızlı kesme ile sonuçlanır. Bu nedenle bu kesme işlemine yüksek hızlı plazma kesme de denir.
Plazma bulutu aslında katı lazere karşı şeffaftır, bu nedenle plazma destekli eritme ve kesme işlemi yalnızca CO2 lazer kullanabilir.
Buharlaşma Kesimi
Buharlaştırma kesimi, malzemeyi buharlaştırarak, çevredeki malzemeler üzerindeki termal etkiyi mümkün olduğunca en aza indirir. Yukarıdaki etki, ince plastik filmler ve ahşap, kağıt ve köpük gibi demlenebilen malzemeler gibi düşük ısı ve yüksek absorpsiyona sahip malzemeleri buharlaştırmak için sürekli CO2 lazer işleme kullanılarak elde edilebilir.
Ultra kısa darbeli lazerler, bu teknolojinin diğer malzemelere uygulanmasına izin verir. Metaldeki serbest elektronlar lazeri emer ve şiddetli bir şekilde ısınır. Lazer darbesi erimiş parçacıklar ve plazma ile reaksiyona girmez, malzeme doğrudan süblimleşir ve çevredeki malzemelere ısı şeklinde enerji aktarmak için zaman yoktur. Pikosaniye darbesi malzemeyi kestiğinde, belirgin bir termal etki, erime ve çapak oluşumu yoktur.
Parametreler: işleme sürecini ayarlayın
Birçok parametre lazer kesim sürecini etkiler, bazıları lazerin ve takım tezgahının teknik performansına bağlıdır, diğerleri ise değişkendir.
Polarizasyon Derecesi
Polarizasyon derecesi, lazer ışığının yüzde kaçının dönüştürüldüğünü gösterir. Tipik polarizasyon derecesi genellikle %90 civarındadır. Bu, yüksek kaliteli kesim için yeterlidir.
Odak Çapı
Odak çapı, insizyonun genişliğini etkiler ve odaklama merceğinin odak uzaklığı değiştirilerek odak çapı değiştirilebilir. Daha küçük bir odak çapı, daha dar bir kesi anlamına gelir.
Odak Konumu
Odak konumu, iş parçasının yüzeyindeki ışının çapını ve güç yoğunluğunu ve insizyonun şeklini belirler.
Lazer Gücü
Lazer gücü, işleme tipine, malzeme tipine ve kalınlığına uygun olmalıdır. Güç, iş parçasındaki güç yoğunluğunun işleme eşiğini aşacak kadar yüksek olmalıdır.
Çalışma modu
Sürekli mod, esas olarak, standart metal ve plastik konturlarını milimetreden santimetreye kadar kesmek için kullanılır. Perforasyonu eritmek veya kesin bir kontur oluşturmak için düşük frekanslı darbeli bir lazer kullanılır.
Hız kesmek
Lazer gücü ve kesme hızı birbiriyle uyumlu olmalıdır. Çok hızlı veya çok yavaş kesme hızları, pürüzlülüğün ve çapak oluşumunun artmasına neden olur.
Nozul Çapı
Nozulun çapı, nozuldan püskürtülen gazın akışını ve şeklini belirler. Malzeme ne kadar kalın olursa, gaz jetinin çapı o kadar büyük olur ve buna bağlı olarak memenin çapı da o kadar büyük olur.
Gaz Saflığı ve Basıncı
Oksijen ve azot genellikle kesme gazları olarak kullanılır. Saflık ve hava basıncı kesme etkisini etkiler.
Oksijen alevli kesme kullanırken, gaz saflığının %99,95'e ulaşması gerekir. Çelik levha ne kadar kalınsa, kullanılan gaz basıncı o kadar düşük olur.
Eritme ve kesme için nitrojen kullanıldığında, gaz saflığının %99,95'e (ideal olarak %99,999) ulaşması gerekir ve kalın çelik levhaları eritmek ve kesmek için daha yüksek hava basıncı gerekir.
Teknik veri sayfası
Lazer kesimin ilk aşamasında, kullanıcılar deneme işletimi yoluyla işleme parametrelerinin ayarına kendileri karar vermelidir. Artık olgun işleme parametreleri, kesme sisteminin kontrol cihazında saklanmaktadır. Her malzeme türü ve kalınlığı için ilgili veriler vardır. Teknik parametre tablosu, bu teknolojiye aşina olmayanların bile lazer kesim ekipmanını sorunsuz bir şekilde çalıştırmasını sağlar.
Lazer Kesim Kalite Değerlendirme Faktörleri
Lazer kesim kenarlarının kalitesini değerlendirmek için birçok kriter vardır. Çapak şekli, çöküntü ve tanecik gibi standartlar çıplak gözle değerlendirilebilir; dikeylik, pürüzlülük ve kesim genişliği özel aletlerle ölçülmelidir. Malzeme birikimi, korozyon, ısıdan etkilenen alan ve deformasyon da lazer kesimin kalitesini ölçmek için önemli faktörlerdir.
Geniş Beklentiler
Lazer kesimin devam eden başarısı diğer birçok şirketin ötesindedir. Bu eğilim bugün de devam ediyor. Gelecekte, lazer kesimin uygulama beklentileri giderek daha geniş hale gelecektir.
