Ved anvendelse af forme, skilte, hardwaretilbehør, billboards, nummerplader og andre produkter vil traditionelle korrosionsprocesser ikke kun forårsage miljøforurening, men også lav effektivitet. Traditionelle procesapplikationer såsom bearbejdning, metalskrot og kølemidler kan også forårsage miljøforurening. Selvom effektiviteten er blevet forbedret, er nøjagtigheden ikke høj, og skarpe vinkler kan ikke udskæres. Sammenlignet med traditionelle metaldybskæringsmetoder har lasermetaldybskæring fordelene ved forureningsfri, høj præcision og fleksibelt udskæringsindhold, som kan opfylde kravene til komplekse udskæringsprocesser.
Almindelige materialer til dyb udskæring i metal omfatter kulstofstål, rustfrit stål, aluminium, kobber, ædelmetaller osv. Ingeniører udfører højeffektiv parameterundersøgelse af dyb udskæring for forskellige metalmaterialer.
Analyse af den faktiske sag:
Testplatformudstyr Carmanhaas 3D Galvo-hoved med linse (F=163/210) udfører dybdeskæringstest. Graveringsstørrelsen er 10 mm × 10 mm. Indstil de indledende parametre for gravering som vist i tabel 1. Skift procesparametrene, såsom mængden af defokus, pulsbredde, hastighed, fyldningsinterval osv., brug dybdeskæringstesteren til at måle dybden, og find procesparametrene med den bedste udskæringseffekt.
Tabel 1 Indledende parametre for dyb udskæring
Gennem procesparametertabellen kan vi se, at der er mange parametre, der har indflydelse på den endelige dybdegraveringseffekt. Vi bruger kontrolvariabelmetoden til at finde processen for hver procesparameters effekt på effekten, og nu vil vi annoncere dem en efter en.
01 Effekten af defokus på udskæringsdybde
Brug først Raycus fiberlaserkilden, effekt: 100 W, model: RFL-100M til at gravere de indledende parametre. Udfør graveringstesten på forskellige metaloverflader. Gentag graveringen 100 gange i 305 sekunder. Skift defokuseringen, og test effekten af defokuseringen på graveringseffekten af forskellige materialer.
Figur 1 Sammenligning af effekten af defokusering på dybden af materialeudskæring
Som vist i figur 1 kan vi få følgende om den maksimale dybde svarende til forskellige defokuseringsniveauer, når vi bruger RFL-100M til dybgravering i forskellige metalmaterialer. Ud fra ovenstående data konkluderes det, at dyb udskæring på metaloverfladen kræver en vis defokusering for at opnå den bedste graveringseffekt. Defokuseringen for gravering af aluminium og messing er -3 mm, og defokuseringen for gravering af rustfrit stål og kulstofstål er -2 mm.
02 Effekten af pulsbredde på udskæringsdybde
Gennem ovenstående eksperimenter opnås den optimale defokusmængde af RFL-100M i dybgravering med forskellige materialer. Brug den optimale defokusmængde, ændr pulsbredden og den tilsvarende frekvens i de indledende parametre, og andre parametre forbliver uændrede.
Dette skyldes primært, at hver pulsbredde på RFL-100M-laseren har en tilsvarende grundfrekvens. Når frekvensen er lavere end den tilsvarende grundfrekvens, er udgangseffekten lavere end den gennemsnitlige effekt, og når frekvensen er højere end den tilsvarende grundfrekvens, vil peakeffekten falde. Graveringstesten skal bruge den største pulsbredde og maksimale kapacitet til testning, så testfrekvensen er grundfrekvensen, og de relevante testdata vil blive beskrevet detaljeret i den følgende test.
Grundfrekvensen svarende til hver pulsbredde er: 240 ns, 10 kHz, 160 ns, 105 kHz, 130 ns, 119 kHz, 100 ns, 144 kHz, 58 ns, 179 kHz, 40 ns, 245 kHz, 20 ns, 490 kHz, 10 ns, 999 kHz. Udfør graveringstesten med ovenstående puls og frekvens. Testresultatet er vist i figur 2.
Figur 2 Sammenligning af effekten af pulsbredde på graveringsdybde
Det kan ses ud fra diagrammet, at når RFL-100M graverer, falder graveringsdybden tilsvarende, når pulsbredden falder. Graveringsdybden for hvert materiale er størst ved 240 ns. Dette skyldes primært faldet i den enkelte pulsenergi på grund af reduktionen af pulsbredden, hvilket igen reducerer skaden på metalmaterialets overflade, hvilket resulterer i, at graveringsdybden bliver mindre og mindre.
03 Frekvensens indflydelse på graveringsdybde
Gennem ovenstående eksperimenter opnås den bedste defokusmængde og pulsbredde for RFL-100M ved gravering med forskellige materialer. Brug den bedste defokusmængde og pulsbredde til at forblive uændret, juster frekvensen, og test effekten af forskellige frekvenser på graveringsdybden. Testresultaterne er vist i figur 3.
Figur 3 Sammenligning af frekvensens indflydelse på materialets dybskæring
Det kan ses ud fra diagrammet, at når RFL-100M-laseren graverer forskellige materialer, falder graveringsdybden for hvert materiale tilsvarende, når frekvensen stiger. Når frekvensen er 100 kHz, er graveringsdybden størst, og den maksimale graveringsdybde for rent aluminium er 2,43 mm, 0,95 mm for messing, 0,55 mm for rustfrit stål og 0,36 mm for kulstofstål. Blandt dem er aluminium det mest følsomme over for frekvensændringer. Når frekvensen er 600 kHz, kan dybgravering ikke udføres på overfladen af aluminium. Mens messing, rustfrit stål og kulstofstål er mindre påvirket af frekvens, viser de også en tendens til faldende graveringsdybde med stigende frekvens.
04 Hastighedens indflydelse på graveringsdybden
Figur 4 Sammenligning af effekten af udskæringshastighed på udskæringsdybde
Det kan ses ud fra diagrammet, at når graveringshastigheden stiger, falder graveringsdybden tilsvarende. Når graveringshastigheden er 500 mm/s, er graveringsdybden for hvert materiale den største. Graveringsdybderne for aluminium, kobber, rustfrit stål og kulstofstål er henholdsvis: 3,4 mm, 3,24 mm, 1,69 mm, 1,31 mm.
05 Effekten af fyldningsafstand på graveringsdybde
Figur 5 Effekten af fyldningstæthed på graveringseffektivitet
Det kan ses ud fra diagrammet, at når fyldningstætheden er 0,01 mm, er graveringsdybderne for aluminium, messing, rustfrit stål og kulstofstål alle maksimale, og graveringsdybden falder, efterhånden som fyldningsgabet øges; fyldningsafstanden øges fra 0,01 mm til 0,1 mm, og den tid, der kræves for at fuldføre 100 graveringer, forkortes gradvist. Når fyldningsafstanden er større end 0,04 mm, reduceres forkortningstidsintervallet betydeligt.
Afslutningsvis
Gennem ovenstående tests kan vi få de anbefalede procesparametre til dyb udskæring af forskellige metalmaterialer ved hjælp af RFL-100M:
Opslagstidspunkt: 11. juli 2022