هناك نوعان من تقنيات القطع بالليزر: الأول هو الليزر النبضي للمواد المعدنية ، والثاني هو الليزر المستمر للمواد غير المعدنية. هذا الأخير هو مجال تطبيق مهم لتقنية القطع بالليزر.
العديد من التقنيات الرئيسية لآلة القطع بالليزر هي التكنولوجيا المتكاملة للضوء والآلة والكهرباء. في آلة القطع بالليزر ، تؤثر معلمات شعاع الليزر وأداء الماكينة ودقتها ونظام التحكم العددي بشكل مباشر على كفاءة وجودة القطع بالليزر. خاصة بالنسبة للأجزاء ذات الدقة العالية في القطع أو السماكة الكبيرة ، يجب إتقان التقنيات الرئيسية التالية وحلها:
تكنولوجيا التحكم في موضع التركيز البؤري
تتمثل إحدى مزايا القطع بالليزر في كثافة الطاقة العالية للشعاع ، بشكل عام 10 واط / سم 2. نظرًا لأن كثافة الطاقة تتناسب عكسًا مع المنطقة ، فإن قطر النقطة البؤرية يكون صغيرًا قدر الإمكان لإنتاج شق ضيق ؛ في الوقت نفسه ، يتناسب قطر النقطة البؤرية أيضًا مع العمق البؤري للعدسة. كلما كان العمق البؤري لعدسة التركيز أصغر ، كلما كان قطر النقطة البؤرية أصغر. ومع ذلك ، هناك بقع في القطع ، والعدسة قريبة جدًا من قطعة العمل لتتلف العدسة. لذلك ، فإن البعد البؤري 5&مثل ؛ ~ 7.5&مثل ؛ (127 ~ 190 مم) يستخدم على نطاق واسع في التطبيقات الصناعية العامة لآلة القطع بالليزر CO2 عالية الطاقة. قطر النقطة البؤرية الفعلي يتراوح بين 0.1 ~ 0.4 مم. للقطع عالي الجودة ، يرتبط العمق البؤري الفعال أيضًا بقطر العدسة والمادة التي يتم قطعها. على سبيل المثال ، قطع الفولاذ الكربوني بـ 5&مثل ؛ العدسة ، يكون العمق البؤري داخل 2 % من البعد البؤري ، وهو حوالي 5 ملم. لذلك ، من المهم للغاية التحكم في موضع النقطة المحورية بالنسبة لسطح المادة المراد قطعها. مع الأخذ في الاعتبار عوامل مثل جودة القطع وسرعة القطع ، فإن المبدأ هو أفضل مادة معدنية 6 مم ، ويكون التركيز على السطح ؛ الفولاذ الكربوني 6 مم ، يكون التركيز فوق السطح ؛ الفولاذ المقاوم للصدأ 6 مم ، يكون التركيز تحت السطح. يتم تحديد الأبعاد المحددة من خلال التجارب.
هناك ثلاث طرق سهلة لتحديد المركز البؤري في الإنتاج الصناعي:
(1) طريقة الطباعة: يتم تحريك رأس القطع من أعلى إلى أسفل ، ويتم طباعة شعاع الليزر على اللوحة البلاستيكية ، ويكون التركيز على البقعة ذات قطر الطباعة الأصغر.
(2) طريقة اللوحة المائلة: استخدم لوحة بلاستيكية موضوعة بشكل غير مباشر بزاوية على المحور الرأسي لسحبها أفقيًا للعثور على أصغر نقطة في شعاع الليزر كمركز.
(3) طريقة الشرارة الزرقاء: قم بإزالة الفوهة ، وتفجير الهواء ، وضرب الليزر النبضي على لوحة الفولاذ المقاوم للصدأ ، وجعل رأس القطع يتحرك من أعلى إلى أسفل ، حتى يتم التركيز على أكبر شرارة زرقاء.
بالنسبة لآلة القطع لمسار الضوء الطائر ، نظرًا لزاوية تباين الحزمة ، يختلف طول المسار البصري للنهاية القريبة والنهاية البعيدة للقطع ، ويختلف حجم الشعاع قبل التركيز. كلما زاد قطر الشعاع الساقط ، قل قطر البقعة البؤرية. من أجل تقليل تغيير حجم البؤرة الناجم عن تغيير حجم الشعاع قبل التركيز ، توفر الشركات المصنعة لأنظمة القطع بالليزر في الداخل والخارج بعض الأجهزة الخاصة للمستخدمين للاختيار:
(1) أنبوب ضوء متوازي. هذه طريقة شائعة الاستخدام ، وهي إضافة ميزاء إلى نهاية إخراج ليزر ثاني أكسيد الكربون لتوسيع الحزمة. بعد أن يتمدد الشعاع ، يصبح قطر الحزمة أكبر وتصبح زاوية التباعد أصغر ، بحيث تكون الأطراف القريبة والبعيدة لنطاق عمل القطع حجم الشعاع قبل التركيز هو نفسه تقريبًا.
(2) أضف محورًا سفليًا مستقلًا للعدسة المتحركة إلى رأس القطع ، وهو جزءان مستقلان من المحور Z يتحكم في المسافة بين الفوهة وسطح المادة (الوقوف). عندما يتحرك جدول أداة الآلة أو يتحرك المحور البصري ، تتحرك الحزمة من الطرف القريب إلى المحور F البعيد في نفس الوقت ، بحيث يظل قطر بقعة الحزمة كما هو في منطقة المعالجة بأكملها بعد تركيز الحزمة. كما هو مبين في الشكل 2.
(3) التحكم في ضغط الماء لعدسة التركيز (عادة نظام تركيز عاكس معدني). إذا أصبح حجم الحزمة قبل التركيز أصغر وأصبح قطر النقطة البؤرية أكبر ، فسيتم التحكم في ضغط الماء تلقائيًا لتغيير انحناء التركيز لجعل قطر النقطة البؤرية أصغر.
(4) أضف نظام مسار بصري لتعويض الاتجاه x و y على آلة قطع المسار البصري الطائر. أي عندما يتم زيادة المسار البصري في الطرف البعيد من القطع ، يتم تقصير المسار البصري للتعويض ؛ على العكس من ذلك ، عندما يتم تقليل المسار البصري عند الطرف القريب من القطع ، يتم زيادة المسار البصري للتعويض للحفاظ على اتساق طول المسار البصري.
