Вы когда-нибудь задумывались, как обеспечить первоклассное качество лазерной резки? В этой статье описаны девять основных стандартов для оценки точности и эффективности лазерной резки. Вы научитесь оценивать такие факторы, как шероховатость, перпендикулярность, ширина реза и многое другое. Понимая эти критерии, вы сможете оценивать и улучшать работу своего станка лазерной резки, что приведет к лучшим результатам и эффективности ваших проектов по металлообработке. Узнайте о ключевых показателях, определяющих превосходное качество лазерной резки.
Качество станка лазерной резки в основном определяется качеством резки, что является самым прямым способом оценки станка. При покупке станка лазерной резки новые клиенты обычно просят показать образец процесса резки, выполняемого станком.
См. также:
Скорость резки лазерная резка оборудование важно для клиентов. Кроме того, им следует обратить внимание на качество резки образца.
Как же оценить качество лазерной резки и на что обратить внимание? Позвольте мне рассказать вам об этом подробнее.
Важно помнить о следующих девяти стандартах.
При лазерной резке на кромке среза образуются характерные вертикальные полосы, глубина и частота которых определяют шероховатость поверхности. Интенсивность и рисунок этих линий напрямую зависят от качества резки и шероховатости поверхности.
Более светлые, менее выраженные полосы свидетельствуют о более гладкой поверхности резания, что приводит к более низким значениям шероховатости (Ra). Такая гладкая поверхность, как правило, желательна для большинства применений, поскольку она повышает как эстетическую привлекательность, так и функциональные характеристики.
Шероховатость поверхности существенно влияет не только на внешний вид режущей кромки, но и на ее трибологические свойства, включая характеристики трения, износостойкость и возможность сцепления материалов. Более гладкая поверхность обычно имеет более низкий коэффициент трения и повышенную износостойкость, что может иметь решающее значение для деталей, подверженных динамическому контакту или требующих точной подгонки.
В большинстве случаев лазерной резки минимизация шероховатости поверхности является основной задачей для достижения оптимального качества деталей. Следовательно, более светлые и равномерные полосы свидетельствуют о высоком качестве резки. Факторы, влияющие на образование этих полос, включают мощность лазера, скорость резки, давление вспомогательного газа и свойства материала.
Для количественной оценки и контроля шероховатости производители часто используют измерения шероховатости поверхности (например, значения Ra, Rz) и могут указывать допустимые диапазоны в зависимости от требований приложения. Передовые системы лазерной резки могут оптимизировать параметры в режиме реального времени для поддержания постоянного качества поверхности при различной толщине и составе материала.
Когда толщина листового металла превышает 10 мм, перпендикулярность режущей кромки становится критически важной как для точности размеров, так и для последующих операций обработки. Свойственное лазерному лучу расхождение по мере его распространения от фокальной точки существенно влияет на качество резки толстых материалов.
При прохождении луча через материал он расходится, что приводит к изменению ширины пропила (ширины реза). Это расхождение может привести к коническому резу, когда ширина в верхней или нижней части реза больше, в зависимости от положения фокуса относительно поверхности материала. Например, если фокус установлен на верхней поверхности, ширина пропила обычно увеличивается к нижней части реза.
Отклонение от истинной перпендикулярности может составлять от долей миллиметра до нескольких миллиметров, в зависимости от толщины материала и параметров лазера. Это отклонение количественно выражается в виде допуска на перпендикулярность или квадратность, часто в процентах от толщины материала или в абсолютном значении.
Достижение высокой перпендикулярности очень важно по нескольким причинам:
Для оптимизации перпендикулярности при резке толстого сечения:
Тщательно контролируя эти параметры, можно добиться перпендикулярности режущей кромки в пределах ±0,05 мм для многих толстостенных деталей, что значительно повышает общее качество деталей и снижает необходимость в последующей обработке.
Ширина пропила, обычно называемая шириной реза, играет решающую роль в точности лазерной резки и качестве деталей. Хотя обычно она не оказывает существенного влияния на общее качество резки, она становится критическим фактором при изготовлении деталей с высокоточными контурами или сложными элементами.
Ширина пропила напрямую влияет на минимальный внутренний диаметр, достижимый в очерченных формах. При увеличении толщины листа ширина пропила обычно увеличивается из-за расхождения лазерного луча и увеличения времени взаимодействия с материалом. Эта зависимость между толщиной материала и шириной пропила должна тщательно учитываться в прецизионных приложениях.
Для поддержания неизменно высокой точности при различной толщине материала и ширине реза необходимо оптимизировать несколько факторов:
См. также:
При резке толстых листов на высоких скоростях расплавленный металл, образующийся под действием лазерного луча, не скапливается в пропиле под вертикальным лучом. Вместо этого он выбрасывается из нижней части пропила, следуя за движением лазера. Это явление происходит из-за высокого давления вспомогательного газа и импульса быстро движущегося расплавленного металла.
В результате на кромке реза образуются характерные изогнутые полосы, повторяющие траекторию движущегося лазерного луча. Эти полосы, часто называемые линиями волочения, могут влиять на качество реза и точность размеров заготовки.
Для смягчения этой проблемы крайне важно реализовать стратегию динамического управления скоростью подачи. В частности, снижение скорости подачи к концу процесса резки может значительно минимизировать образование этих кривых линий. Такое замедление позволяет лучше удалять расплав и уменьшает задержку между верхней и нижней частями реза, в результате чего образуются более прямые, параллельные полосы и улучшается качество кромок.
Для достижения оптимальных результатов воспользуйтесь следующими приемами:
Образование заусенцев - критический фактор, который существенно влияет на качество и эффективность операций лазерной резки. Эти нежелательные выступы материала вдоль кромки реза не только влияют на точность размеров и качество поверхности заготовки, но и требуют дополнительных этапов постобработки, что потенциально увеличивает время и стоимость производства.
Серьезность и степень образования заусенцев являются первостепенными факторами при оценке качества резки. Заусенцы обычно классифицируются по их размеру, форме и расположению:
На образование заусенцев при лазерной резке влияют несколько факторов:
Минимизация образования заусенцев имеет решающее значение для получения высококачественных срезов и снижения требований к последующей обработке. Этого можно достичь с помощью:
Перед началом процесса перфорации система лазерной резки наносит на поверхность заготовки специальное покрытие против брызг. Эта тонкая маслянистая пленка служит защитным барьером от налипания расплавленного материала.
Во время резки высокоэнергетический лазерный луч испаряет материал заготовки, образуя смесь газообразных и твердых частиц. Чтобы сохранить качество резки и предотвратить загрязнение, коаксиально лазерному лучу направляется вспомогательный газ высокого давления (обычно азот или кислород, в зависимости от материала). Эта газовая струя служит двум целям: она выводит расплавленный материал из пропила и обеспечивает окисление или инертное экранирование.
Однако силовое выталкивание парообразного и расплавленного материала может привести к нежелательному отложению на поверхности заготовки. Такое осаждение может происходить как в направлении вверх (на верхней поверхности), так и в направлении вниз (на нижней поверхности), что может повлиять на качество обработки поверхности и точность размеров. Характер и степень осаждения зависят от таких факторов, как свойства материала, параметры резки и динамика потока вспомогательного газа.
Для смягчения этих эффектов могут потребоваться оптимизированные параметры резки, надлежащее управление потоком газа и методы очистки после процесса для достижения желаемого качества и точности поверхности деталей, вырезанных лазером.
Углубления на поверхности и коррозия могут существенно повлиять на качество и целостность режущей кромки, ухудшив как функциональные характеристики, так и эстетический вид заготовки.
Впадины, часто возникающие в результате неравномерного распределения давления или износа инструмента, могут создавать локальные концентрации напряжений и неточности размеров. Эти недостатки могут привести к преждевременному усталостному разрушению или неправильной посадке компонентов в узлах. Коррозия, химическая или гальваническая, разрушает поверхность материала, снижая его прочность и потенциально инициируя распространение трещин.
Чтобы смягчить эти проблемы, можно принять ряд превентивных мер:
При лазерной резке область, прилегающая к разрезу, подвергается значительному термическому воздействию, что приводит к микроструктурным изменениям в металле. Эта область термического воздействия известна как зона термического влияния (HAZ).
Интенсивное, локализованное тепло от лазерного луча вызывает быстрые циклы нагрева и охлаждения, которые могут вызывать различные металлургические превращения. Например, в сталях такая термоциклическая обработка может привести к образованию мартенсита, твердой и хрупкой фазы, эффективно упрочняющей материал вблизи края реза. И наоборот, в некоторых алюминиевых сплавах тепло может вызвать локальное размягчение из-за растворения упрочняющих преципитатов.
Величина HAZ, часто измеряемая в микрометрах, зависит от нескольких факторов, включая мощность лазера, скорость резки, свойства материала и толщину. Минимизация HAZ имеет решающее значение для сохранения механических свойств и точности размеров вырезанной детали. В передовых системах лазерной резки используется точный контроль параметров лазера и вспомогательных газов для оптимизации качества резки при минимизации тепловых эффектов.
Понимание и управление тепловой зоной очень важно для получения высококачественных резов и обеспечения структурной целостности деталей, вырезанных лазером, особенно в тех случаях, когда требуются жесткие допуски или особые свойства материала.
Быстрый локальный нагрев при лазерной резке может вызывать тепловые напряжения, потенциально приводящие к деформации детали. Это явление особенно критично в прецизионном производстве, где сложные детали и тонкие соединительные секции могут иметь ширину всего несколько миллиметров. Тепловой градиент, создаваемый лазерным лучом, может вызвать дифференциальное расширение и сжатие, что приведет к короблению, изгибу или деформации заготовки.
Чтобы смягчить эти тепловые эффекты и сохранить точность размеров, можно использовать несколько стратегий:
Как основатель MachineMFG, я посвятил более десяти лет своей карьеры металлообрабатывающей промышленности. Мой обширный опыт позволил мне стать экспертом в области производства листового металла, механической обработки, машиностроения и станков для обработки металлов. Я постоянно думаю, читаю и пишу об этих предметах, постоянно стремясь оставаться на переднем крае своей области. Позвольте моим знаниям и опыту стать преимуществом для вашего бизнеса.
RU 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
KO