Лазер гагнуурын машин хэрхэн ажилладаг вэ?

Лазер гагнуур нь металл эд ангиудыг өндөр нарийвчлалтайгаар холбоход орчин үеийн үйлдвэрлэлд өргөн хэрэглэгддэг дэвшилтэт технологи юм. Аж үйлдвэрүүд автоматжуулалт, өндөр нарийвчлалтай үйлдвэрлэл рүү шилжихийн хэрээр лазер гагнуурын машин нь өндөр хурд, дулааны гажуудал бага, дээд зэргийн чанарыг санал болгож, зайлшгүй шаардлагатай хэрэгсэл болжээ.

Үндсэндээ лазер гагнуур нь материалыг хайлуулж, хайлуулахын тулд төвлөрсөн гэрлийн цацрагийг ашигладаг техник юм. Ихэнхдээ контакт, өндөр механик хүч хэрэглэдэг уламжлалт гагнуурын аргуудаас ялгаатай нь лазер гагнуур нь контактгүй, өндөр хяналттай процесс юм. Үүний үр дүнд илүү цэвэр, илүү нарийвчлалтай, хурдан гагнуур хийх бөгөөд энэ нь автомашин, сансар огторгуй, электроник, эмнэлгийн төхөөрөмж болон бусад салбарт хэрэглэхэд тохиромжтой.

Лазер гагнуурын машины ажиллах зарчим

Лазер гагнуурын машин нь материалыг хайлуулах, хайлуулахын тулд төвлөрсөн, өндөр энергитэй лазер туяаг ашиглах зарчмаар ажилладаг. Энэ процесс нь хурдан бөгөөд нарийн бөгөөд дулааны нөлөөлөлд өртөх хамгийн бага бүсийг үүсгэдэг тул цэвэр, нарийвчлалтай гагнуур хийх шаардлагатай програмуудад тохиромжтой. Энэ технологи хэрхэн ажилладагийг ойлгохын тулд лазер үүсгэхээс эхлээд гагнуурын эцсийн үүсэх хүртэлх үйл явцын үндсэн үе шатуудыг задалъя.

Лазер үүсгэх ба дамжуулах

Лазер гагнуурын машин бүрийн гол цөм нь түүний лазерын эх үүсвэр юм. Лазерын эх үүсвэрийн үүрэг бол өндөр төвлөрч, зорилтот ажлын хэсэг рүү чиглэсэн уялдаатай гэрлийн туяа үүсгэх явдал юм. Хэрэглээ, материалын төрөл, шаардагдах гаралтын хүч зэргээс хамааран хэд хэдэн төрлийн лазерын эх үүсвэрийг ашигладаг.

1. Шилэн лазер

Шилэн лазер нь орчин үеийн лазер гагнуурын машинд, ялангуяа өндөр нарийвчлалтай, өндөр хурдтай үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд хамгийн өргөн хэрэглэгддэг. Эдгээр лазерууд нь итербиум гэх мэт газрын ховор элементээр баяжуулсан оптик утаснуудаар дамжуулан цацраг үүсгэдэг. Дараа нь лазер туяа нь эрчим хүчний алдагдал багатай утасаар дамждаг бөгөөд үүний үр дүнд:

• Өндөр цацрагийн чанар

• Маш сайн төвлөрөх чадвар

• Эрчим хүчний хэмнэлт

• Бага засвар үйлчилгээ

Найдвартай, өргөтгөх боломжтой тул шилэн лазер нь робот болон автоматжуулсан гагнуурын системд тохиромжтой.

2. CO₂ лазер

CO₂ лазер нь хийн холимог (ихэвчлэн нүүрстөрөгчийн давхар исэл, азот, гелий) ашиглан хэт улаан туяаны лазер гэрлийг үүсгэдэг. Эдгээр лазерууд нь хуванцар, мод, керамик зэрэг металл бус материалыг зүсэх, гагнахад үр дүнтэй байдаг. Гэсэн хэдий ч лазер гагнуурын хувьд толин тусгалаар дамжих боломжтой бол тэдгээрийг зузаан металл материалд ашигладаг.

CO₂ лазер нь өндөр чадлын түвшинг санал болгодог боловч нарийн хэрэглээний хувьд дараахь шалтгааны улмаас хязгаарлалттай байдаг.

• Илүү том цацрагийн цэгийн хэмжээ

• Толин тусгал ашиглан цацрагийн цогц хүргэлт

• Шилэн лазертай харьцуулахад өндөр засвар үйлчилгээ

3. Nd:YAG лазер

Nd:YAG (Neodymium-aded Ittrium Aluminium Garnet) лазер нь уламжлалт байдлаар алдартай байсан. лазер гагнуурын машин .  тасралтгүй болон импульсийн горимд ажиллах чадвартай тул Тэд мөн шилэн кабелиар дамжуулан туяа дамжуулах уян хатан байдлыг санал болгосон. Гэсэн хэдий ч илүү сайн цахилгааны үр ашиг, үйл ажиллагааны зардал багатай шилэн лазерууд өсөхийн хэрээр Nd:YAG лазерууд илүү дэвшилтэт технологид шилжсэн.

Цацрагийн дамжуулалт ба төвлөрөл

Үүссэний дараа лазер туяаг гагнуурын талбайд хүргэх шаардлагатай. Энэ нь ихэвчлэн дараах байдлаар хийгддэг:

• Шилэн лазер дахь шилэн кабель

• CO₂ лазер систем дэх толь ба линз

Дараа нь цацрагийг нарийн линз ашиглан ажлын хэсгийн жижиг хэсэг рүү чиглүүлнэ. Энэхүү төвлөрсөн энерги нь ойр орчмын бүсэд нөлөөлөхгүйгээр үндсэн материалыг хайлахад хангалттай эрчимтэй орон нутгийн халаалтыг бий болгодог.

Материалыг төвлөрүүлэх, халаах, хайлуулах

Лазер гагнуурын машинаас гаргаж авсан туяа нь асар их энергийг тодорхой байршилд хүргэж, материалыг хурдан халааж, хайлсан усан сан үүсгэдэг. Энэхүү хайлсан усан сан нь лазерыг хөдөлгөх эсвэл гагнуурын зам дагуу чиглүүлэх үед үений дагуу явдаг.

Гагнуур нь хэр гүн, үр дүнтэй нэвтэрч байгааг хэд хэдэн хүчин зүйл тодорхойлдог.

Лазерын хүч : Илүү их хүч нь гүн нэвтэрч, гагнуурын хурдыг хурдасгадаг.

Фокусын цэгийн хэмжээ : Жижиг толбоны хэмжээ нь эрчим хүчний нягтралыг нэмэгдүүлж, илүү сайн хайлах боломжийг олгоно.

Гагнуурын хурд : Илүү хурдан хурд нь дулааны орцыг бууруулж, нэвтрэлт болон ирмэгийн хэлбэрт нөлөөлдөг.

Материалын төрөл ба тусгал : Хөнгөн цагаан, зэс зэрэг металлууд нь лазерын гэрлийг тусгадаг бөгөөд илүү их энерги эсвэл тусгай долгионы урт шаарддаг.

Лазер туяа урагшлах тусам хайлсан усан сан хурдан хөрж, хатуурч, өндөр бат бэх гагнуурын давхарга үүсгэдэг. Халаалт, хөргөлтийн хурд нь гажуудлыг багасгаж, материалын бүтцийн бүрэн бүтэн байдлыг хадгалдаг.

Лазер гагнуурын машин дахь гагнуурын үйл явцын үе шатууд

А-ийн функциональ байдал Лазер гагнуурын машиныг  алхам алхмаар шалгаж үзэхэд илүү сайн үнэлж болно. Материал бэлтгэхээс эхлээд хатуурах хүртэлх үе шат бүр нь тогтвортой, өндөр чанартай гагнуур хийхэд маш чухал юм.

1. Материалын байршил

Лазер гагнуурын ажилд материалын зөв байрлал чухал. Гагнуурын процесс эхлэхээс өмнө лазер туяа нь холбоос дээр яг чиглэгдсэн эсэхийг баталгаажуулахын тулд ажлын хэсгүүдийг нарийн тохируулах шаардлагатай. Тохиргооноос хамааран үүнийг дараах байдлаар хийж болно.

• Өндөр нарийвчлалтай бэхэлгээ

• CNC удирдлагатай хүснэгтүүд

• Робот гар

• Алсын хараагаар удирддаг системүүд

Автоматжуулсан орчинд, машины харааны камер нь бодит цаг хугацаанд хазайлтыг илрүүлж, засч залруулж, нарийн төвөгтэй эсвэл хувьсах геометрийн хувьд ч зөв тэгш байдлыг хангадаг.

2. Лазер туяаны цацраг ба хяналт

Материалыг зөв байрлуулсаны дараа лазер гагнуурын машин лазерыг идэвхжүүлдэг. Машины хяналтын систем нь толин тусгал эсвэл шилэн кабелийг ашиглан цацрагийг холбоос руу чиглүүлдэг. Энэ үе шатанд эгзэгтэй параметрүүдийг бодит цагийн хяналтанд оруулдаг, тухайлбал:

• Лазерын цахилгаан гаралт : Хүргэгдэж буй эрчим хүчний хэмжээг заана.

• Импульсийн давтамж (импульсийн горимд) : Секундэд эрчим хүчний тэсрэлтүүдийн тоо.

• Аяллын хурд : Лазер нь үе мөчөөр хөдөлж буй хурд.

• Фокусын уртын тохируулга : Гагнуурын гадаргуу дээр цацрагийг голчлон байлгана.

Нарийвчилсан лазер гагнуурын машинууд нь материал эсвэл орчин өөрчлөгдсөн ч тогтвортой гагнуурыг хангахын тулд эдгээр хувьсагчдыг шууд тохируулдаг хаалттай хэлхээний санал хүсэлтийн системтэй.

3. Хайлуулах, хөргөх, гагнуур үүсэх

Лазерын туяа нь холбоостой шүргэлцэх үед металыг хайлуулах хангалттай дулааныг бий болгож, хайлсан гагнуурын цөөрөм үүсгэдэг. Гагнуурын гүн ба өргөнийг лазерын параметрүүд болон материалын шинж чанараар хянадаг.

Лазер урагшлах тусам:

• Хайлсан усан сангийн арын ирмэг нь хөргөж, хатуурдаг.

• Хоёр материалыг байнга нийлүүлдэг хатуу гагнуурын давхарга үүсдэг.

• Энэ процесс нь гагнуурын техник, хэрэглээ зэргээс шалтгаалан тасралтгүй горим эсвэл импульсийн интервалд тохиолдож болно.

Лазер гагнуурын хөргөлтийн хурд нь ихэвчлэн маш хурдан байдаг бөгөөд энэ нь:

• Нарийн бичил бүтэц

• Хамгийн бага дулаанд өртсөн бүсүүд (HAZ)

• Сайжруулсан механик хүч чадал

Лазер гагнуурын аргын төрлүүд

Лазер гагнуурын машин нь янз бүрийн хэрэглээнд тохирсон хэд хэдэн горимд ажиллах боломжтой.

1. Тасралтгүй долгион (CW) гагнуур

Энэ горимд лазер нь байнгын гэрлийн туяа ялгаруулдаг тул урт, тасралтгүй гагнуур хийхэд тохиромжтой. Энэ нь ихэвчлэн өндөр хурдны үйлдвэрлэлийн шугамд, ялангуяа автомашины үйлдвэрлэлд ашиглагддаг. CW гагнуур нь ихэвчлэн 1000Вт-аас 6000Вт хүртэл өндөр хүч шаарддаг.

2. Импульсийн лазер гагнуур

Энэ арга нь лазерын энергийг богино, өндөр эрчимтэй импульсээр ялгаруулдаг. Энэ нь дулаанд мэдрэмтгий нимгэн материал эсвэл жижиг эд ангиудыг гагнахад хамгийн тохиромжтой. Импульсийн гагнуурыг ихэвчлэн дараахь зүйлд ашигладаг.

• Электроник

• Үнэт эдлэл

• Эмнэлгийн хэрэгсэл

Энд эрчим хүчний түвшин хамаагүй бага, ихэвчлэн 50W-аас 500W хооронд байдаг.

3. Түлхүүрийн нүхний гагнуур ба дамжуулалтын гагнуур

• Түлхүүрийн нүхний гагнуур (гүн нэвтрэлт) : Лазерын өндөр хүч нь материалыг ууршуулж, 'түлхүүрийн нүх' гэж нэрлэгддэг нарийн, гүн нүх үүсгэдэг. Энэ нь гагнуурыг материалын гүн рүү нэвтрэх боломжийг олгодог. Энэ нь зузаан материал болон бүтцийн хэрэглээнд тохиромжтой.

• Дамжуулах гагнуур (гадаргууг хайлуулах) : Лазер нь зөвхөн гадаргууг халааж, гүехэн хайлалтыг үүсгэдэг. Энэ нь хамгийн бага дулааны гажуудал чухал байдаг нимгэн металл болон нарийн хэрэглээнд тохиромжтой.

Нарийвчлал ба хяналт

Лазер гагнуурыг бусдаас ялгаруулдаг зүйл нь зөвхөн хурд, дулаанаар бус, харин түүний санал болгож буй нарийвчлал, хяналт юм.

Лазерын хүч, импульсийн давтамж, фокусын тохируулга

• Лазерын хүч : Ажлын хэсэгт хэр их энерги хүргэхийг тодорхойлно. Илүү их хүч нь илүү гүн гагнуур хийх эсвэл илүү хурдан ажиллах боломжийг олгодог боловч хэт их нь материалыг шатаах эсвэл гажуудуулдаг.

• Импульсийн давтамж : Импульсийн гагнуурын үед энэ нь секундэд хэдэн эрчим хүчний тэсрэлт өгөхийг тодорхойлдог. Илүү өндөр давтамж нь илүү жигд, жигд гагнуур үүсгэдэг.

• Фокусын тохируулга : Фокусын цэг нь гагнуурын гадаргуу дээр яг таарч байх ёстой. Буруу байрлалтай фокус нь нийлэгжилт муу эсвэл үе мөчний сулралд хүргэдэг.

Автомат удирдлага, харааны систем

Орчин үеийн лазер гагнуурын машинууд нь бодит цагийн хяналт, автомат эргэх холбоо, машины харааны системээр тоноглогдсон. Эдгээр технологи нь дараахь зүйлийг баталгаажуулдаг.

• Нарийвчлалтай байрлал

• Тогтвортой гагнуурын чанар

• Согогийг илрүүлэх, засах

• Хүний алдаа багассан

Нарийвчилсан тохиргоонд гагнуурын параметрүүдийг автоматаар оновчтой болгож, чанар, үр ашгийг улам сайжруулахын тулд хиймэл оюун ухаан болон машин сургалтыг ашиглаж байна.

Дүгнэлт

Лазер гагнуур нь өндөр эрчим хүч, нарийн удирдлага, ухаалаг автоматжуулалтыг хослуулсан орчин үеийн инженерчлэлийн гайхамшиг юм. Лазер туяа үүсгэхээс эхлээд цэвэр, удаан эдэлгээтэй гагнуур үүсгэх хүртэл процесс нь хурд, нарийвчлал, бат бөх байдлын үүднээс бүтээгдсэн. Цахилгаан бараа, автомашин эсвэл дээд зэрэглэлийн үйлдвэрлэлд ашигласан эсэхээс үл хамааран түүний олон талт байдал, нарийвчлал нь үүнийг зайлшгүй шийдэл болгодог.

Хэрэв та лазер гагнуурын технологийг судлах эсвэл найдвартай лазер гагнуурын машинд хөрөнгө оруулалт хийх гэж байгаа бол Гуандун Пудян автоматжуулалтын технологийн ХХК-тай холбогдохыг зөвлөж байна. Гагнуурын дэвшилтэт шийдлээр мэргэшсэн итгэмжлэгдсэн үйлдвэрлэгчийн хувьд Pudian нь мэргэжилтний зааварчилгаа, таны хэрэгцээнд нийцсэн өндөр хүчин чадалтай тоног төхөөрөмжийг санал болгодог. Дэлгэрэнгүй мэдээллийг авахын тулд тэдний вэб сайтад зочилно уу эсвэл өнөөдөр багтайгаа холбогдоно уу.