Hay dos tipos de tecnología de corte por láser: el primero es láser pulsado para materiales metálicos, y el segundo es láser continuo para materiales no metálicos. Este último es un importante campo de aplicación de la tecnología de corte por láser.
Varias tecnologías clave de la máquina de corte por láser son la tecnología integrada de luz, máquina y electricidad. En la máquina de corte por láser, los parámetros del rayo láser, el rendimiento y la precisión de la máquina y el sistema de control numérico afectan directamente la eficiencia y la calidad del corte por láser. Especialmente para piezas con alta precisión de corte o gran espesor, se deben dominar y resolver las siguientes tecnologías clave:
Tecnología de control de posición de enfoque
Una de las ventajas del corte por láser es la alta densidad de energía del haz, generalmente 10W/cm2. Dado que la densidad de energía es inversamente proporcional al área, el diámetro del punto focal es lo más pequeño posible para producir una hendidura estrecha; al mismo tiempo, el diámetro del punto focal también es proporcional a la profundidad focal de la lente. Cuanto menor sea la profundidad focal de la lente de enfoque, menor será el diámetro del punto focal. Sin embargo, hay salpicaduras en el corte, y la lente está demasiado cerca de la pieza de trabajo para dañar la lente. Por lo tanto, la distancia focal de 5 "~ 7.5" (127 ~ 190 mm) es ampliamente utilizada en aplicaciones industriales de máquinas de corte por láser de CO2 de alta potencia en general. El diámetro real del punto focal está entre 0.1 ~ 0.4mm. Para un corte de alta calidad, la profundidad focal efectiva también está relacionada con el diámetro de la lente y el material que se está cortando. Por ejemplo, cortando acero al carbono con una lente de 5 ", la profundidad focal está dentro de + 2% de la distancia focal, que es de aproximadamente 5 mm. Por lo tanto, es muy importante controlar la posición del punto focal en relación con la superficie del material a cortar. Teniendo en cuenta factores como la calidad de corte y la velocidad de corte, el principio es El material metálico superior de 6 mm, el enfoque está en la superficie; el acero al carbono de 6 mm, el foco está por encima de la superficie; el acero inoxidable de 6 mm, el foco está debajo de la superficie. Las dimensiones específicas están determinadas por experimentos.
Hay tres maneras fáciles de determinar la posición focal en la producción industrial:
(1) Método de impresión: el cabezal de corte se mueve de arriba a abajo, y el rayo láser se imprime en la placa de plástico, y el punto con el diámetro de impresión más pequeño es el foco.
(2) Método de placa inclinada: Use una placa de plástico colocada oblicuamente en ángulo con el eje vertical para tirar de ella horizontalmente para encontrar el punto más pequeño del rayo láser como foco.
(3) Método de chispa azul: retire la boquilla, sople el aire, golpee el láser de pulso en la placa de acero inoxidable, haga que el cabezal de corte se mueva de arriba a abajo, hasta que la chispa azul más grande sea el foco.
Para la máquina de corte de la trayectoria de la luz voladora, debido al ángulo de divergencia del haz, la longitud de la trayectoria óptica del extremo cercano y el extremo lejano del corte son diferentes, y el tamaño del haz antes de enfocar es diferente. Cuanto mayor sea el diámetro del haz incidente, menor será el diámetro del punto focal. Con el fin de reducir el cambio del tamaño del punto focal causado por el cambio del tamaño del haz antes de enfocar, los fabricantes de sistemas de corte por láser en el hogar y en el extranjero proporcionan algunos dispositivos especiales para que los usuarios elijan:
(1) Tubo de luz paralelo. Este es un método comúnmente utilizado, que consiste en agregar un colimador al extremo de salida del láser de CO2 para la expansión del rayo. Después de que el haz se expande, el diámetro del haz se hace más grande y el ángulo de divergencia se vuelve más pequeño, de modo que los extremos proximal y distal del rango de trabajo de corte El tamaño del haz antes de enfocar es casi el mismo.
(2) Agregue un eje inferior independiente de la lente móvil al cabezal de corte, que son dos partes independientes del eje Z que controla la distancia entre la boquilla y la superficie del material (stand off). Cuando la mesa de la máquina herramienta se mueve o el eje óptico se mueve, el haz se mueve desde el extremo proximal hasta el eje F distal al mismo tiempo, de modo que el diámetro del punto del haz permanece igual en toda el área de procesamiento después de enfocar el haz. Como se muestra en la Figura 2.
(3) Controle la presión del agua de la lente de enfoque (generalmente un sistema de enfoque reflectante de metal). Si el tamaño del haz antes de enfocar se hace más pequeño y el diámetro del punto focal se hace más grande, la presión del agua se controla automáticamente para cambiar la curvatura del foco para hacer que el diámetro del punto focal sea más pequeño.
(4) Agregue el sistema de ruta óptica de compensación de dirección x e y en la máquina de corte de trayectoria óptica voladora. Es decir, cuando se aumenta la trayectoria óptica en el extremo distal del corte, se acorta la trayectoria óptica de compensación; por el contrario, cuando la ruta óptica en el extremo proximal del corte disminuye, la ruta óptica de compensación se incrementa para mantener la longitud de la ruta óptica consistente.
