Pri výrobe foriem, reklamných tabúľ, hardvérového príslušenstva, billboardov, automobilových evidenčných čísel a iných výrobkov tradičné procesy korózie nielenže spôsobujú znečistenie životného prostredia, ale aj nízku účinnosť. Tradičné procesné aplikácie, ako je obrábanie, kovový šrot a chladiace kvapaliny, môžu tiež spôsobiť znečistenie životného prostredia. Hoci sa účinnosť zlepšila, presnosť nie je vysoká a nie je možné vyrezávať ostré uhly. V porovnaní s tradičnými metódami hlbokého rezania kovov má laserové hlboké rezanie kovov výhody ako je neznečisťovanie, vysoká presnosť a flexibilný obsah rezania, čo umožňuje splniť požiadavky zložitých procesov rezania.
Medzi bežné materiály na hlboké rezanie kovov patrí uhlíková oceľ, nehrdzavejúca oceľ, hliník, meď, drahé kovy atď. Inžinieri vykonávajú vysokoúčinný výskum parametrov hlbokého rezania pre rôzne kovové materiály.
Analýza skutočného prípadu:
Testovacia platforma Carmanhaas 3D Galvo Head s objektívom (F=163/210) vykonáva test hlbokého rezania. Veľkosť gravírovania je 10 mm × 10 mm. Nastavte počiatočné parametre gravírovania, ako je uvedené v tabuľke 1. Zmeňte procesné parametre, ako je miera rozostrenia, šírka impulzu, rýchlosť, interval plnenia atď., použite tester hlbokého rezania na meranie hĺbky a nájdite procesné parametre s najlepším efektom rezania.
Tabuľka 1 Počiatočné parametre hlbokého rezania
Z tabuľky parametrov procesu vidíme, že existuje mnoho parametrov, ktoré majú vplyv na konečný efekt hlbokého gravírovania. Na zistenie vplyvu každého parametra procesu na výsledok použijeme metódu riadiacich premenných a teraz si ich jeden po druhom rozoberieme.
01 Vplyv rozostrenia na hĺbku rezby
Najprv použite vláknový laserový zdroj Raycus s výkonom 100 W, model RFL-100M, na vygravírovanie počiatočných parametrov. Vykonajte gravírovací test na rôznych kovových povrchoch. Gravírovanie opakujte 100-krát počas 305 sekúnd. Zmeňte rozostrenie a otestujte vplyv rozostrenia na efekt gravírovania rôznych materiálov.
Obrázok 1 Porovnanie vplyvu rozostrenia na hĺbku rezania materiálu
Ako je znázornené na obrázku 1, môžeme získať nasledujúce údaje o maximálnej hĺbke zodpovedajúcej rôznym stupňom rozostrenia pri použití RFL-100M na hlboké gravírovanie do rôznych kovových materiálov. Z vyššie uvedených údajov vyplýva, že hlboké gravírovanie na kovovom povrchu si vyžaduje určité rozostrenie, aby sa dosiahol najlepší gravírovací efekt. Rozostrenie pre gravírovanie hliníka a mosadze je -3 mm a rozostrenie pre gravírovanie nehrdzavejúcej ocele a uhlíkovej ocele je -2 mm.
02 Vplyv šírky impulzu na hĺbku rezu
Prostredníctvom vyššie uvedených experimentov sa dosiahla optimálna miera rozostrenia RFL-100M pri hlbokom gravírovaní s rôznymi materiálmi. Použite optimálnu mieru rozostrenia, zmeňte šírku impulzu a zodpovedajúcu frekvenciu v počiatočných parametroch a ostatné parametre zostanú nezmenené.
Je to hlavne preto, že každá šírka impulzu laseru RFL-100M má zodpovedajúcu základnú frekvenciu. Keď je frekvencia nižšia ako zodpovedajúca základná frekvencia, výstupný výkon je nižší ako priemerný výkon a keď je frekvencia vyššia ako zodpovedajúca základná frekvencia, špičkový výkon sa zníži. Gravírovací test vyžaduje najväčšiu šírku impulzu a maximálnu kapacitu, takže testovacia frekvencia je základná frekvencia a príslušné testovacie údaje budú podrobne opísané v nasledujúcom teste.
Základná frekvencia zodpovedajúca každej šírke impulzu je: 240 ns, 10 kHz, 160 ns, 105 kHz, 130 ns, 119 kHz, 100 ns, 144 kHz, 58 ns, 179 kHz, 40 ns, 245 kHz, 20 ns, 490 kHz, 10 ns, 999 kHz. Vykonajte gravírovací test s vyššie uvedeným impulzom a frekvenciou, výsledok testu je znázornený na obrázku 2.
Obrázok 2 Porovnanie vplyvu šírky impulzu na hĺbku gravírovania
Z grafu je vidieť, že keď RFL-100M gravíruje, s klesajúcou šírkou impulzu sa zodpovedajúcim spôsobom znižuje aj hĺbka gravírovania. Hĺbka gravírovania každého materiálu je najväčšia pri 240 ns. Je to spôsobené najmä poklesom energie jedného impulzu v dôsledku zníženia šírky impulzu, čo následne znižuje poškodenie povrchu kovového materiálu, čo má za následok zmenšovanie hĺbky gravírovania.
03 Vplyv frekvencie na hĺbku gravírovania
Pomocou vyššie uvedených experimentov sa dosiahla najlepšia miera rozostrenia a šírka impulzu RFL-100M pri gravírovaní s rôznymi materiálmi. Použite najlepšiu mieru rozostrenia a šírku impulzu tak, aby zostala nezmenená, zmeňte frekvenciu a otestujte vplyv rôznych frekvencií na hĺbku gravírovania. Výsledky testov sú znázornené na obrázku 3.
Obrázok 3 Porovnanie vplyvu frekvencie na hlboké rezanie materiálu
Z grafu je vidieť, že keď laser RFL-100M gravíruje rôzne materiály, so zvyšujúcou sa frekvenciou sa hĺbka gravírovania každého materiálu zodpovedajúcim spôsobom znižuje. Pri frekvencii 100 kHz je hĺbka gravírovania najväčšia a maximálna hĺbka gravírovania čistého hliníka je 2,43 mm, mosadze 0,95 mm, nehrdzavejúcej ocele 0,55 mm a uhlíkovej ocele 0,36 mm. Hliník je najcitlivejší na zmeny frekvencie. Pri frekvencii 600 kHz nie je možné na hliníkový povrch vykonávať hlboké gravírovanie. Zatiaľ čo mosadz, nehrdzavejúca oceľ a uhlíková oceľ sú menej ovplyvnené frekvenciou, vykazujú tiež trend znižovania hĺbky gravírovania so zvyšujúcou sa frekvenciou.
04 Vplyv rýchlosti na hĺbku gravírovania
Obrázok 4 Porovnanie vplyvu rýchlosti rezania na hĺbku rezania
Z grafu je vidieť, že so zvyšujúcou sa rýchlosťou gravírovania sa hĺbka gravírovania zodpovedajúcim spôsobom znižuje. Pri rýchlosti gravírovania 500 mm/s je hĺbka gravírovania každého materiálu najväčšia. Hĺbky gravírovania hliníka, medi, nehrdzavejúcej ocele a uhlíkovej ocele sú: 3,4 mm, 3,24 mm, 1,69 mm a 1,31 mm.
05 Vplyv rozstupu výplní na hĺbku gravírovania
Obrázok 5 Vplyv hustoty výplne na účinnosť gravírovania
Z grafu je zrejmé, že pri hustote plnenia 0,01 mm sú hĺbky gravírovania hliníka, mosadze, nehrdzavejúcej ocele a uhlíkovej ocele maximálne a hĺbka gravírovania sa znižuje so zväčšujúcou sa medzerou plnenia; medzera plnenia sa zväčšuje od 0,01 mm. Pri 0,1 mm sa čas potrebný na dokončenie 100 gravírovaní postupne skracuje. Keď je medzera plnenia väčšia ako 0,04 mm, rozsah skrátenia sa výrazne skracuje.
Na záver
Prostredníctvom vyššie uvedených testov môžeme získať odporúčané procesné parametre pre hlboké rezanie rôznych kovových materiálov pomocou RFL-100M:
Čas uverejnenia: 11. júla 2022