Laserlõikamistehnoloogiat on kahte tüüpi: impulsslaserlõikus, mis sobib metallmaterjalidele, ja pidevlaine laserlõikus, mis sobib mittemetalliliste materjalide jaoks. Viimane kujutab endast laserlõikamistehnoloogia olulist rakendusala.
Laserlõikusmasinad põhinevad integreeritud tehnoloogiatel, mis ühendavad optika, mehaanika ja elektroonika. Laserkiire parameetrid koos masina ja selle CNC-süsteemi jõudluse ja täpsusega määravad otseselt lõikamise tõhususe ja kvaliteedi. Eriti suurt täpsust nõudvate või märkimisväärse paksusega osade lõikamisel tuleb valdada ja käsitleda järgmisi võtmetehnoloogiaid:
Fookusasendi juhtimise tehnoloogia
Laserlõikamise üks eeliseid on kiire energiatihedus, mis on tavaliselt 10 W/cm². Kuna energiatihedus on pindalaga pöördvõrdeline, peaks fookuspunkti läbimõõt olema võimalikult väike, et tekitada kitsas lõhe; aga fookuspunkti läbimõõt on samuti otseselt proportsionaalne objektiivi teravustamissügavusega. Väiksema fookussügavuse tulemuseks on väiksem fookuspunkti läbimõõt. Kuid lõikamine tekitab pritsmeid ja läätse asetamine toorikule liiga lähedale võib seda kahjustada; Seetõttu kasutavad tööstuslikud suure võimsusega CO2 laserlõikusmasinad tavaliselt fookuskaugusi vahemikus 5–7,5 tolli (127–190 mm). Tegelik fookuspunkti läbimõõt on tavaliselt vahemikus 0,1 kuni 0,4 mm. Kvaliteetse lõikamise jaoks sõltub efektiivne teravustamise sügavus ka objektiivi läbimõõdust ja lõigatavast materjalist. Näiteks süsinikterase lõikamisel 5-tollise objektiiviga on fookussügavus, mis on määratletud vahemikuna ±2% fookuskaugusest, ligikaudu 5 mm. Seetõttu on fookuspunkti asukoha kontrollimine materjali pinna suhtes ülioluline. Arvestades selliseid tegureid nagu lõikamise kvaliteet ja kiirus, on üldreegel järgmine: 6 mm metallmaterjali puhul on fookus seatud pinnale; 6 mm süsinikterase puhul on fookus seatud pinnast kõrgemale; ja 6 mm roostevaba terase puhul on fookus seatud pinna alla. Täpsed mõõtmed määratakse katsetamise teel.
Tööstusliku tootmise fookuspositsiooni määramiseks on kolm lihtsat meetodit:
(1) Trükimeetod: liigutage lõikepead vertikaalselt alla ja suunake laserkiir plastplaadile; punkt, kus trükitud märgi läbimõõt on väikseim, tähistab fookuspunkti.
(2) Kaldplaadi meetod: asetage plastplaat vertikaaltelje suhtes nurga alla ja liigutage seda horisontaalselt; punkt, kus laserkiire märk on väikseim, näitab fookuspunkti.
(3) Sinise sädeme meetod: eemaldage otsik, puhuge õhku ja laske impulsslaser roostevabast terasest plaadile, liigutades samal ajal lõikepead vertikaalselt allapoole; punkt, kus sinine säde on kõige intensiivsem, näitab fookuspunkti.
Lendava optikaga lõikemasinate puhul põhjustab valgusvihu lahknemise nurk optilise tee pikkuse erinevusi, kui lõikate lähiotsas ja kaugemas otsas, mille tulemuseks on erinevused kiires suuruses enne teravustamist. Suurem langeva kiire diameeter annab väiksema fookuspunkti läbimõõdu. Et minimeerida fookuspunkti suuruse kõikumisi, mis on põhjustatud teravustamiseelsete kiirte mõõtmete muutumisest, pakuvad laserlõikussüsteemide tootjad spetsiaalseid seadmeid:
(1) Kollimaator (kiire laiendaja): see on levinud meetod, mis hõlmab kollimaatori paigaldamist CO2 laseri väljundisse kiirte laiendamiseks. Kiire laienemine suurendab kiire läbimõõtu ja vähendab lahknemisnurka, tagades, et teravustamiseelsed kiired mõõtmed jäävad lõikevahemiku lähi- ja kaugemates otstes suhteliselt ühtlaseks.
(2) Lõikepeal oleva sõltumatu liigutatava läätse telje lisamine: see telg töötab koos mehhanismiga, mis kontrollib düüsi ja materjali pinna kaugust (eralduskaugust)... Z-telg koosneb kahest üksteisest sõltumatust komponendist. Masina laua või optilise telje liikumisel liigub kiir lähimast otsast kaugemasse otsa; F-telg liigub samaaegselt tagamaks, et fokuseeritud kiire punkti läbimõõt jääb ühtlaseks kogu töötlemisala ulatuses, nagu on näidatud joonisel 2.
(3) Kontrollige teravustamisoptika (tavaliselt metallist peegeldava teravustamissüsteemi) veesurvet. Kui kiire suurus enne teravustamist väheneb – põhjustades fookuspunkti läbimõõdu suurenemise –, reguleerib süsteem automaatselt veesurvet, et muuta teravustamiselemendi kumerust, vähendades seeläbi fookuspunkti läbimõõtu.
(4) Kaasata kompenseeriva optilise tee süsteem X- ja Y-suunas lendava optika lõikemasinate jaoks. Täpsemalt, kompensatsioonitee lühendatakse, kui optilise tee pikkus kaugemasse otsa suureneb, ja pikeneb, kui tee lähiotsani väheneb, säilitades seeläbi konstantse optilise tee kogupikkuse.
