Procesní parametry pro laserové řezání
Proces řezání laserem ovlivňuje celá řada parametrů, některé závisí na technickém výkonu laserového zdroje, zatímco jiné jsou proměnlivé. Dnes se zaměřujeme na parametry procesu ovlivňující paprsek a ohnisko při řezání laserem:
Princip řezání laserem
Řezání laserem zahrnuje zaostření- laseru s vysokým výkonem na povrch obrobku, aby se roztavil nebo odpařil. Za pomoci řezného plynu je roztavená struska odfukována, když řezná hlava prochází povrchem obrobku, a vytváří zářez, který odděluje materiál.
Výstupní výkon a režim laseru
1. Výstupní výkon laseru
Výstupní výkon laseru přímo ovlivňuje výkon laserového řezacího stroje. Obecně platí, že s rostoucí tloušťkou desky je vyžadován vyšší výkon laseru. Pro řezání stejného materiálu při stejné tloušťce umožňuje vyšší výstupní výkon laseru vyšší řezné rychlosti a hladší řezné hrany. Jakmile je však určen výstupní výkon, musí být řezná rychlost optimalizována pro konkrétní materiál a tloušťku, aby bylo dosaženo nejlepších výsledků. Jak příliš rychlé, tak příliš pomalé rychlosti mohou nepříznivě ovlivnit výsledky řezání laserem.
2. Režim laserového výstupu
Distribuce kvality laserového paprsku je rozdělena do jednoho-režimu a více-režimu. Jediný-režim nastává, když se hustota energie paprsku soustředí do jednoho ohniska, zatímco více-režim existuje, když dva nebo více bodů vykazují maximální hustotu energie. Při řezání má zaostřený bod významný vliv na kvalitu řezu. Jedno-režimové lasery se vyznačují jemnějším vláknovým jádrem, vynikající kvalitou paprsku ve srovnání s více-režimovými lasery a gaussovskou distribucí energie se špičkovou hustotou ve středu. Trojrozměrné{10}}zobrazení připomíná ostrý, zaoblený vrchol.
Multimódové lasery se vyznačují silnějším vláknovým jádrem, což má za následek nižší kvalitu paprsku ve srovnání s jednorežimovými lasery-. Jejich distribuce energie je v celém místě rovnoměrnější, s trojrozměrným-obrázkem připomínajícím obrácený pohár. Strmost hran naznačuje, že distribuce s více režimy je výrazně strmější než distribuce s jedním-režimem.
Jedno{0}}režimové lasery vynikají ve zpracování tenkých plechů, zatímco multi{1}}režimové lasery fungují lépe na silnějších materiálech. Srovnávání těchto dvou nemá smysl, protože představují odlišné konfigurace vláknového laseru-podobně jako vozidla: sedany vyhovují dálnicím, zatímco SUV zvládají terén-. Přesto sedany mohou brázdit hory a SUV mohou navigovatsilnice.Výběr jednoho-režimu nebo více{1}}režimu tedy zcela závisí na konkrétních požadavcích koncového uživatele na zpracování-.
Velikost zaostření, hloubka ostrosti a poloha zaostření
1. Velikost a hloubka zaostření
Při řezání laserem poloha zaostření výrazně ovlivňuje výsledky řezání. Různé materiály nebo tloušťky vyžadují při řezání laserem odpovídající polohy zaostření.
Při řezání laserem jsou velikost ohniska a hloubka zaostření rozhodujícími faktory ovlivňujícími kvalitu a efektivitu řezání. Čočka s krátkým -ostřením vytváří relativně malý průměr bodu a krátkou hloubku ostrosti, což má za následek vysokou hustotu výkonu v ohnisku. To umožňuje vysokou-rychlost řezání tenkých materiálů s vynikající přesností. Naopak objektiv s dlouhým -ostřením poskytuje větší průměr ohniska, ale delší hloubku ostrosti. Pokud je zachována dostatečná hustota výkonu, je tato konfigurace vhodnější pro řezání silnějších obrobků.
2. Typický vztah mezi polohou zaostření a řeznou plochou
Při řezání tenkých desek je ohnisko obecně umístěno na povrchu obrobku. U tlustých desek ohnisko typicky proniká přibližně 1/3 až 1/4 tloušťky desky a nachází se v záporném rozsahu rozostření. Při řezání uhlíkové oceli je ohnisko umístěno nad povrchem desky. Jak se tloušťka desky zvětšuje, ohnisko se pohybuje dále od povrchu a nachází se v kladném rozsahu rozostření.