लेसर कटिंग मशीनचे तत्त्व आणि फायद्यांचे पुनरावलोकन करा

लेझर कटिंग मशीन उच्च कटिंग गुणवत्ता आणि उच्च कटिंग कार्यक्षमतेमुळे शिक्षण, लष्करी आणि औद्योगिक क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणात वापरली जाते. लेझर कटिंग मशीन मेटल आणि नॉनमेटल कापू शकते आणि हॅनचे सुपर एनर्जी लेसर कटिंग मशीन मुख्यतः मेटल मटेरियल कापण्यासाठी वापरले जाते, तर लेसर कटिंग मशीनचे तत्त्व काय आहे?

लेसर कटिंग मशीनचे तत्व - परिचय

लेझर कटिंग मशीन तंत्रज्ञान जेव्हा लेझर बीम मेटल प्लेटच्या पृष्ठभागावर आदळते तेव्हा सोडलेली ऊर्जा वापरते. मेटल प्लेट वितळते आणि स्लॅग वायूने ​​उडून जातो. लेसर पॉवर इतकी केंद्रित असल्यामुळे, मेटल प्लेटच्या इतर भागांमध्ये फक्त थोड्या प्रमाणात उष्णता हस्तांतरित केली जाते, परिणामी कमी किंवा विकृत होत नाही. जटिल आकाराचे ब्लँक्स लेसरद्वारे अगदी अचूकपणे कापले जाऊ शकतात आणि कट ब्लँक्सला पुढील प्रक्रियेची आवश्यकता नाही.

लेसर स्त्रोत सामान्यतः 500-5000 वॅट्सच्या कार्य शक्तीसह कार्बन डायऑक्साइड लेसर बीम वापरतो. ही उर्जा पातळी अनेक घरगुती इलेक्ट्रिक हीटर्सच्या आवश्यकतेपेक्षा कमी आहे. लेसर बीम एका लहान भागात लेन्स आणि रिफ्लेक्टरद्वारे केंद्रित आहे. ऊर्जेच्या उच्च एकाग्रतेमुळे मेटल प्लेट वितळण्यासाठी जलद स्थानिक गरम होते.

16 मिमी पेक्षा कमी स्टेनलेस स्टील लेसर कटिंग उपकरणाद्वारे कापले जाऊ शकते आणि लेसर बीममध्ये ऑक्सिजन जोडून 8-10 मिमी जाडी असलेले स्टेनलेस स्टील कापले जाऊ शकते, परंतु ऑक्सिजन कटिंगनंतर कटिंग पृष्ठभागावर एक पातळ ऑक्साईड फिल्म तयार होईल. कटिंगची जास्तीत जास्त जाडी 16 मिमी पर्यंत वाढविली जाऊ शकते, परंतु कटिंग भागांची परिमाण त्रुटी मोठी आहे.

उच्च-टेक लेझर तंत्रज्ञान म्हणून, त्याच्या स्थापनेपासून, विविध सामाजिक गरजांनुसार विविध उद्योगांसाठी योग्य लेसर उत्पादने विकसित करत आहे, जसे की लेसर प्रिंटर, लेझर ब्युटी मशीन, लेझर मार्किंग सीएनसी लेझर कटिंग मशीन, लेसर कटिंग मशीन आणि इतर उत्पादने. . देशांतर्गत लेझर उद्योग उशिरा सुरू झाल्यामुळे, ते तंत्रज्ञान संशोधन आणि विकासामध्ये काही विकसित देशांपेक्षा मागे पडले आहेत. सध्या, देशांतर्गत लेसर उत्पादने उत्पादक लेसर उत्पादने तयार करतात, काही प्रमुख सुटे भाग, जसे की लेसर ट्यूब, ड्राइव्ह मोटर्स, गॅल्व्हनोमीटर आणि फोकस लेन्स, अजूनही आयात केले जातात. त्यामुळे खर्चात वाढ होऊन ग्राहकांवर बोजा वाढला आहे.

अलिकडच्या वर्षांत, देशांतर्गत लेसर तंत्रज्ञानाच्या प्रगतीसह, संपूर्ण मशीनचे R&D आणि उत्पादन आणि काही भाग हळूहळू परदेशी प्रगत उत्पादनांच्या जवळ गेले आहेत. काही बाबींमध्ये, ते परदेशी उत्पादनांपेक्षाही चांगले आहे. जेगरच्या फायद्यांव्यतिरिक्त, ते अजूनही देशांतर्गत बाजारपेठेवर वर्चस्व गाजवते. तथापि, अचूक प्रक्रिया आणि उपकरणे, स्थिरता आणि सहनशक्तीच्या बाबतीत, परदेशी प्रगत उत्पादनांचे अजूनही परिपूर्ण फायदे आहेत.

लेझर कटिंग मशीनचे तत्त्व - तत्त्व.

लेझर कटिंग मशीनमध्ये, मुख्य काम लेझर ट्यूब आहे, म्हणून लेसर ट्यूब समजून घेणे आपल्यासाठी आवश्यक आहे.

लेसर उपकरणांमध्ये लेझर ट्यूबचे महत्त्व आपल्या सर्वांना माहीत आहे. चला सर्वात सामान्य लेसर ट्यूब्सचा न्याय करूया. CO2 लेसर ट्यूब.

लेसर ट्यूबची रचना कठोर काचेची बनलेली आहे, म्हणून ती एक नाजूक आणि ठिसूळ सामग्री आहे. CO2 लेसर ट्यूब समजून घेण्यासाठी, आपण प्रथम लेसर ट्यूबची रचना समजून घेतली पाहिजे. यासारखे कार्बन डायऑक्साइड लेसर एक स्तरित स्लीव्ह स्ट्रक्चर वापरतात आणि सर्वात आतला थर डिस्चार्ज ट्यूब असतो. तथापि, CO2 लेसर डिस्चार्ज ट्यूबचा व्यास स्वतः लेसर ट्यूबपेक्षा जाड आहे. डिस्चार्ज ट्यूबची जाडी प्रकाश स्पॉटच्या आकारामुळे होणाऱ्या विवर्तन प्रतिक्रियेच्या प्रमाणात असते आणि डिस्चार्ज ट्यूबची लांबी देखील डिस्चार्ज ट्यूबच्या आउटपुट पॉवरशी संबंधित असते. नमुन्याचे प्रमाण.

लेसर कटिंग मशीनच्या ऑपरेशन दरम्यान, लेसर ट्यूब मोठ्या प्रमाणात उष्णता निर्माण करेल, ज्यामुळे कटिंग मशीनच्या सामान्य ऑपरेशनवर परिणाम होईल. म्हणून, लेसर कटिंग मशीन स्थिर तापमानात सामान्यपणे कार्य करू शकते याची खात्री करण्यासाठी लेसर ट्यूब थंड करण्यासाठी विशिष्ट भागात वॉटर कूलर आवश्यक आहे. 200W लेसर CW-6200 वापरू शकतो आणि कूलिंग क्षमता 5.5 KW आहे. 650W लेसर CW-7800 वापरते आणि कूलिंग क्षमता 23KW पर्यंत पोहोचू शकते.

लेसर कटिंग मशीनचे तत्व - कटिंग वैशिष्ट्ये.

लेझर कटिंगचे फायदे:.

फायदा 1 - उच्च कार्यक्षमता.

लेसरच्या ट्रान्समिशन वैशिष्ट्यांमुळे, लेसर कटिंग मशीन सामान्यत: एकाधिक संख्यात्मक नियंत्रण वर्कटेबलसह सुसज्ज असते आणि संपूर्ण कटिंग प्रक्रिया पूर्णपणे डिजिटल नियंत्रित केली जाऊ शकते. ऑपरेशनच्या प्रक्रियेत, फक्त एनसी प्रोग्राम बदलून, ते वेगवेगळ्या आकारांसह भागांच्या कटिंगवर लागू केले जाऊ शकते, जे द्विमितीय कटिंग आणि त्रि-आयामी कटिंग दोन्ही लक्षात घेऊ शकते.

फायदा 2 - जलद.

1200W लेसर कटिंग 2mm जाडी कमी कार्बन स्टील प्लेट, कटिंग गती 600cm/min पर्यंत. 5mm जाड पॉलीप्रॉपिलीन राळ बोर्डची कटिंग गती 1200cm/min पर्यंत पोहोचू शकते. लेसर कटिंग दरम्यान सामग्री क्लॅम्प आणि निराकरण करण्याची आवश्यकता नाही.

फायदा 3 - चांगली कटिंग गुणवत्ता.

1: लेझर कटिंग स्लिट पातळ आणि अरुंद आहे, स्लिटच्या दोन्ही बाजू कट पृष्ठभागाच्या समांतर आणि लंब आहेत आणि कट केलेल्या भागाची मितीय अचूकता पोहोचू शकते± 0.05 मिमी.

2： कटिंग पृष्ठभाग गुळगुळीत आणि सुंदर आहे आणि पृष्ठभाग खडबडीत फक्त दहा मायक्रॉन आहे. अगदी लेसर कटिंग देखील शेवटची प्रक्रिया म्हणून वापरली जाऊ शकते आणि प्रक्रिया न करता भाग थेट वापरले जाऊ शकतात.

3： लेसरद्वारे सामग्री कापल्यानंतर, उष्णता प्रभावित क्षेत्राची रुंदी खूपच लहान असते आणि स्लिटच्या जवळ असलेल्या सामग्रीची कार्यक्षमता जवळजवळ अप्रभावित असते आणि वर्कपीसची विकृती लहान असते, कटिंग अचूकता जास्त असते, भूमिती आकार स्लिट चांगला आहे आणि स्लिटचा क्रॉस-सेक्शन आकार तुलनेने गुळगुळीत आहे. नियमित आयत. लेसर कटिंग, ऑक्सिसेटिलीन कटिंग आणि प्लाझ्मा कटिंग पद्धतींची तुलना तक्ता 1 मध्ये दर्शविली आहे. कटिंग सामग्री 6.2 मिमी जाडी कमी-कार्बन स्टील प्लेट आहे.

फायदा IV - गैर-संपर्क कटिंग.

लेसर कटिंग दरम्यान, वेल्डिंग टॉर्च आणि वर्कपीस यांच्यात थेट संपर्क नाही आणि कोणतेही साधन परिधान नाही. वेगवेगळ्या आकारांसह भागांवर प्रक्रिया करण्यासाठी, "टूल" बदलणे आवश्यक नाही, परंतु केवळ लेसरचे आउटपुट पॅरामीटर्स. लेसर कटिंग प्रक्रियेमध्ये कमी आवाज, लहान कंपन आणि लहान प्रदूषण आहे.

फायदा 5 - अनेक साहित्य कापले जाऊ शकतात.

ऑक्सिसिटिलीन कटिंग आणि प्लाझ्मा कटिंगच्या तुलनेत, लेझर कटिंगमध्ये धातू, नॉन-मेटल, मेटल मॅट्रिक्स आणि नॉन-मेटलिक मॅट्रिक्स कंपोझिट मटेरियल, लेदर, लाकूड आणि फायबर इत्यादींसह अनेक प्रकारची सामग्री असते.

लेसर कटिंग मशीनचे तत्व - कटिंग पद्धत.

सानुकूल कट.

याचा अर्थ असा की उपचारित सामग्री काढून टाकणे मुख्यतः सामग्रीचे बाष्पीभवन करून चालते.

बाष्पीभवन कटिंग प्रक्रियेदरम्यान, फोकस केलेल्या लेसर बीमच्या कृती अंतर्गत वर्कपीसच्या पृष्ठभागाचे तापमान वाष्पीकरणाच्या तापमानापर्यंत वेगाने वाढते आणि मोठ्या प्रमाणात सामग्रीची वाफ होते आणि तयार होणारी उच्च-दाब असलेली वाफ सुपरसोनिक वेगाने बाहेरून फवारली जाते. त्याच वेळी, लेसर क्रिया क्षेत्रात एक "छिद्र" तयार होतो आणि लेसर बीम अनेक वेळा छिद्रामध्ये परावर्तित होतो, ज्यामुळे लेसरमध्ये सामग्रीचे शोषण वेगाने वाढते.

उच्च वेगाने उच्च-दाब स्टीम इंजेक्शनच्या प्रक्रियेत, वर्कपीस कापले जाईपर्यंत स्लिटमधील वितळणे त्याच वेळी स्लिटमधून उडून जाते. अंतर्गत बाष्पीभवन कटिंग मुख्यतः सामग्रीचे वाष्पीकरण करून चालते, त्यामुळे उर्जा घनतेची आवश्यकता खूप जास्त आहे, जी सामान्यत: प्रति चौरस सेंटीमीटर 108 वॅट्सपेक्षा जास्त असावी.

बाष्पीकरण कटिंग ही काही कमी प्रज्वलन बिंदू सामग्री (जसे की लाकूड, कार्बन आणि काही प्लास्टिक) आणि रीफ्रॅक्टरी सामग्री (जसे की सिरॅमिक्स) कापण्यासाठी लेसर कटिंगची एक सामान्य पद्धत आहे. स्पंदित लेसरसह सामग्री कापताना वाष्पीकरण कटिंग देखील वापरली जाते.

II प्रतिक्रिया हळुवार कटिंग

मेल्ट कटिंगमध्ये, जर सहाय्यक हवेचा प्रवाह केवळ कटिंग सीममधील वितळलेल्या सामग्रीला उडवून देत नाही, तर उष्णता बदलण्यासाठी वर्कपीसवर देखील प्रतिक्रिया देऊ शकतो, ज्यामुळे कटिंग प्रक्रियेत आणखी एक उष्णता स्त्रोत जोडला जातो, अशा कटिंगला प्रतिक्रियात्मक म्हणतात. कटिंग वितळणे. सामान्यतः, वर्कपीससह प्रतिक्रिया देऊ शकणारा वायू ऑक्सिजन किंवा ऑक्सिजन असलेले मिश्रण आहे.

जेव्हा वर्कपीसच्या पृष्ठभागाचे तापमान इग्निशन पॉइंट तापमानापर्यंत पोहोचते, तेव्हा एक मजबूत ज्वलन एक्झोथर्मिक प्रतिक्रिया होईल, ज्यामुळे लेसर कटिंगची क्षमता मोठ्या प्रमाणात सुधारू शकते. कमी कार्बन स्टील आणि स्टेनलेस स्टीलसाठी, ज्वलन एक्झोथर्मिक अभिक्रियाद्वारे प्रदान केलेली ऊर्जा 60% आहे. टायटॅनियम सारख्या सक्रिय धातूंसाठी, ज्वलनाद्वारे प्रदान केलेली ऊर्जा सुमारे 90% आहे.

म्हणून, लेसर बाष्पीकरण कटिंग आणि सामान्य मेल्टिंग कटिंगच्या तुलनेत, रिऍक्टिव्ह मेल्टिंग कटिंगला कमी लेसर पॉवर घनता आवश्यक आहे, जी बाष्पीभवन कटिंगच्या केवळ 1/20 आणि मेल्टिंग कटिंगच्या 1/2 आहे. तथापि, प्रतिक्रियात्मक वितळणे आणि कटिंगमध्ये, अंतर्गत ज्वलन प्रतिक्रिया सामग्रीच्या पृष्ठभागावर काही रासायनिक बदल घडवून आणेल, ज्यामुळे वर्कपीसच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम होईल.

Ⅲ मेल्टिंग कटिंग

लेसर कटिंगच्या प्रक्रियेत, लेसर बीमसह समाक्षीय असलेली सहायक ब्लोइंग सिस्टीम जोडल्यास, कटिंग प्रक्रियेत वितळलेले पदार्थ काढून टाकणे केवळ सामग्रीच्या बाष्पीभवनावरच अवलंबून नाही, तर मुख्यतः उच्च वाष्पाच्या प्रभावावर अवलंबून असते. कटिंग सीमपासून वितळलेल्या पदार्थांना सतत फुंकण्यासाठी सहाय्यक वायु प्रवाहाचा वेग, अशा कटिंग प्रक्रियेला मेल्टिंग कटिंग म्हणतात.

वितळण्याच्या आणि कापण्याच्या प्रक्रियेत, वर्कपीसचे तापमान यापुढे बाष्पीभवन तापमानापेक्षा जास्त गरम करण्याची आवश्यकता नाही, त्यामुळे आवश्यक लेसर उर्जा घनता मोठ्या प्रमाणात कमी केली जाऊ शकते. सामग्री वितळणे आणि बाष्पीकरणाच्या सुप्त उष्णतेच्या गुणोत्तरानुसार, वितळण्यासाठी आणि कापण्यासाठी आवश्यक लेसर उर्जा बाष्पीभवन कटिंग पद्धतीच्या केवळ 1/10 आहे.

Ⅳ लेझर स्क्राइबिंग

ही पद्धत प्रामुख्याने यासाठी वापरली जाते: अर्धसंवाहक साहित्य; सेमीकंडक्टर मटेरियल वर्कपीसच्या पृष्ठभागावर उथळ खोबणी काढण्यासाठी उच्च पॉवर घनतेसह लेसर बीम वापरला जातो. ही खोबणी अर्धसंवाहक सामग्रीची बंधनकारक शक्ती कमकुवत करत असल्याने, ती यांत्रिक किंवा कंपन पद्धतींनी खंडित केली जाऊ शकते. लेसर स्क्राइबिंगची गुणवत्ता पृष्ठभागावरील ढिगारा आणि उष्णता प्रभावित क्षेत्राच्या आकारानुसार मोजली जाते.

Ⅴ कोल्ड कटिंग

ही एक नवीन प्रक्रिया पद्धत आहे, जी अलिकडच्या वर्षांत अल्ट्राव्हायोलेट बँडमध्ये उच्च-शक्तीच्या एक्सायमर लेसरच्या उदयासह प्रस्तावित आहे. त्याचे मूळ तत्त्व: अल्ट्राव्हायोलेट फोटॉनची ऊर्जा अनेक सेंद्रिय पदार्थांच्या बंधनकारक ऊर्जेसारखी असते. अशा उच्च-ऊर्जा फोटॉन्सचा वापर सेंद्रिय पदार्थांच्या बंधनकारक बंधांना मारण्यासाठी आणि तो तोडण्यासाठी करा. जेणेकरून कापण्याचा हेतू साध्य होईल. या नवीन तंत्रज्ञानामध्ये विशेषत: इलेक्ट्रॉनिक उद्योगात मोठ्या प्रमाणावर अनुप्रयोगाची शक्यता आहे.

Ⅵ थर्मल ताण कटिंग

लेसर बीमच्या गरम अंतर्गत, ठिसूळ पदार्थ त्यांच्या पृष्ठभागावर मोठा ताण निर्माण करण्यास प्रवण असतात, ज्यामुळे लेसरने व्यवस्थित आणि जलद पद्धतीने गरम केलेल्या तणावाच्या बिंदूंद्वारे फ्रॅक्चर होऊ शकते. अशा कटिंग प्रक्रियेला लेसर थर्मल स्ट्रेस कटिंग म्हणतात. थर्मल स्ट्रेस कटिंगची यंत्रणा अशी आहे की स्पष्ट तापमान ग्रेडियंट तयार करण्यासाठी लेसर बीम ठिसूळ सामग्रीचे विशिष्ट क्षेत्र गरम करते.

जेव्हा वर्कपीसच्या पृष्ठभागाचे तापमान जास्त असते तेव्हा विस्तार होतो, तर वर्कपीसच्या आतील थराचे खालचे तापमान विस्तारास अडथळा आणते, परिणामी वर्कपीसच्या पृष्ठभागावर ताणतणाव आणि आतील स्तरावर रेडियल एक्सट्रुजन ताण येतो. जेव्हा हे दोन ताण वर्कपीसच्या फ्रॅक्चर मर्यादेपेक्षा जास्त असतात. वर्कपीसवर क्रॅक दिसून येतील. क्रॅक बाजूने workpiece ब्रेक करा. थर्मल स्ट्रेस कटिंगचा वेग m/s आहे. ही कटिंग पद्धत काच, सिरॅमिक्स आणि इतर साहित्य कापण्यासाठी योग्य आहे.

सारांश: लेझर कटिंग मशीन हे एक कटिंग तंत्रज्ञान आहे जे लेसर वैशिष्ट्ये आणि लेन्स वापरते जे सामग्रीच्या पृष्ठभागावर वितळण्यासाठी किंवा बाष्पीभवन करण्यासाठी ऊर्जा केंद्रित करण्यासाठी केंद्रित करते. हे चांगले कटिंग गुणवत्ता, वेगवान गती, एकाधिक कटिंग सामग्री, उच्च कार्यक्षमता इत्यादी फायदे प्राप्त करू शकते.