Laserlõike õhukest lehtmetalli: kuidas vältida kõverdumist ja soojuslikku deformatsiooni

Õhuke lehtmetall on see koht, kus kiudlaser näeb kõige võimsamana ja käitub kõige ebatäpsemalt. 0,5–2 mm paksuses süsinikteras, roostevabas terases või alumiiniumis on tsükliaeg väga lühike – paksu plaat tundub aeglasena, kuni detail inspektsioonil selgelt kõverdununa ilmub või keskel lõikekohas laudade pealt üles tõuseb.

Põhjus ei ole harva masin. Õhuke lehtmetall omab peaaegu nullset soojusmassi ja väga vähe soojuse eemaldamise teid. Kitsad lõikeservad, lühikesed tsükliajad ja kõrgel kiirusel toimuvad läbimised pumbuvad pidevalt energiat metalli, mis ei suuda seda piisavalt kiiresti eemaldada.

Kõverdumine (tasapinnasest kõrvale paindumine) ja soojuslik moonduvus (kohalik kokkutõmbumine) on protsessi tasakaalustamise väljakutsed. See üldine juhend käsitleb tõestatud vastumeetmeid – alates mikroühendustest ja läbipõksumisstrateegiatest kuni abi gaasi valikuni ja parameetrite järjestamiseni.

Miks õhuke leht metallist moondub: kolm mehhanismi

Selle mehhanismi tuvastamine, mis teie lõikes domineerib, näitab teile, millist vastumeetodit tuleb esmalt rakendada.

Õhukeste paksuste materjali käitumine

Õhukeste paksuste käitumine sõltub väga sulamist. Madala juhtivusega metallid keskendavad energiat lõikejoonele, mis parandab lõikekvaliteeti, kuid põhjustab deformeerumist. Kõrgel juhtivusel metallidel soojeneb enne lõikamist ümbritsev leht.

• Mild / süsinikteras (mõõdukas–kõrge kõverdumise kalduvus): Pange tähele hapnikuabi. Eksotermiline reaktsioon lisab juba nõrgale sektsioonile tugevat soojust.

• Rostivaba teras – 304 / 316 (kõrge kõverdumise tõenäosus): Madal soojusjuhtivus lokaliseerib soojust, mistõttu sageli ilmnevad sulamisjääk ja deformatsioon koos.

• Alumiinium (mõõdukas kõverdumise tõenäosus, raske taastada): Soovituslik juhtivus levitab soojust plokis, kuid alumiiniumit ei saa pärast painutamist lihtsalt sirgelt tagasi panna.

• Kattega / tsinkitud teras (kõrge kõverdumise tõenäosus): Katted muudavad laseri neelamist ja eraldavad suitsu otse lõikekohta.

Paigutus ja mikroühendused: osade kinnitamine üksteisega

Liikumise vastu kõige tõhusam kontroll on osa eraldumise takistamine seni, kuni lõikamine on lõpetatud osa, mis on endiselt kinnitatud skeletile, ei saa pöörduvaid liigutusi teha, elastsete omadusteta olla ega kukkuda voodrisse.

• Mikroühendused (sildid / ühendusribad): Jäta väike lõikamata sidekoe riba, mis hoiab osa kokku käsitsemisel, murdub puhtalt käega ilma serva rebimata ja lisab minimaalset soojust.

Soovituslikud algparameetrid mikroühenduste jaoks

• 0,5 – 0,8 mm paksus: ~0,2–0,4 mm ühenduse laius | 3–4 ühendust detaili kohta (pikkade servade ja nurkade kohal)

• 0,8 – 1,2 mm paksus: ~0,4–0,6 mm ühenduse laius | 3–5 ühendust detaili kohta (ümberringi ümberjoone, mitte kunagi ainult ühel küljel)

• 1,2 – 2,0 mm paksus: ~0,5–0,8 mm ühenduse laius | 4–6 ühendust detaili kohta (ka kitsaste ristlõikega ribade ja soonude lähedal)

Lõikekäskude reeglid, millest on oluline järeldada:

1. Sisemine enne välist: Lõika aukud, sooned ja sisemised profiilid siis, kui detail on veel täielikult toetatud.

2. Eralda naabrid ajas ja ruumis: Tagant-tagasi lõigatud profiilid tihendavad soojusenergiat nende vahelises ribas.

3. Kaitse skeletti: Hoiasta väga õhukesed paigutused lõikamata ümbermõõdul või jämedamas välimises rihmas.

4. Välimine kontuur viimasena: See on läbimine, mis vabastab jääkpinge.

Punkti- ja sisselõikestrateegiad õhukestele materjalidele

Purts on paigutatud punkt täieliku energiasisendi jaoks. Õhukesel leheplaadil väikseim soojamõju tsoon on see, mida te ei tee kunagi.

• Ääre algus: Parim siis, kui detailid sobivad lehepiirile (jätab avatud sissejuhatava märgi).

• Müraala purts: Vaikimisi valik õhukeste tootmisneste jaoks (nõuab teie CAM-tarkvaras välja-detaili purtsumise toetust).

• Pulsitud / ramp-purts: Ideaalne siis, kui välja-detaili purtsumine on võimatu; lisab veidi tsükli aega, kuid takistab plahvatusi.

• Täispinge purts: Ainult paksema materjali jaoks (0,5–1 mm paksuse materjali täispinge purtsumine põhjustab tugevat deformatsiooni).

Juhtiva disaini nõuanded:

• Hoia juhtivad jooned lühike . Pikk, kaldus juhtiv joon, mis on mõeldud 6 mm paksusele lehele, lisab 1 mm paksusele materjalile tarbetu soojendusläbimise.

• Lähene materjali jäätme poolelt . Juhtiva joone märk valmis detaili sees on alati püsiv vigasus.

• Lõpeta lõikejoon ja tõsta kiirgus eemaldatavalt kontuurist enne kiirguse peatumist – ära kunagi paiguta kiirgust juba lõigatud alale või toetamata vahele.

Abigas: väljatõmbamine, jahutamine ja soojusenergia sisend

Abigasel on kahesugune ülesanne õhukese materjali korral: sulatunud materjali väljatõmbamine ja lõikekaava jahtutamine see teine ülesanne muudab gaasi valiku oluliseks vahendiks deformeerumise vältimiseks.

Märkus: Kontrollige rõhu väärtusi oma masina tootja spetsifikatsioonide järgi – regulaatori rõhk ei ole tegelikult lõike tingimustes pihustis kehtiv rõhk. Veenduge, et teie gaasivarustus oleks täielikult puhas ja kuiv, et kaitsta optikat.

Kiire parameetrite kohandamise juhend

Kui tekib deformatsioon, kasutage seda suunajuhendit oma protsessiakna kohandamiseks (püüdes saavutada minimaalset soojusenergia sisendit ühiku lõikepikkuse kohta):

• Sümptom: Kõverdumine või paagist riputamine —— Tõstke kiirust täieliku lõike aknas; alandage keskmist võimsust; suurendage järjestuste vahekaugust.

• Sümptom: Kõrgendatud servadel kõrvale kaldumine —— Tõsta kiirust; vähenda tippvõimsust; lisada pausid läbimiste vahel.

• Sümptom: Nurgad ümarduvad või põletuvad —— Kasutada nurga kontrolli või vähendatud võimsust; aeglustada kiiruse muutusi astmeliselt.

• Sümptom: Õhukesed ühendused moonutuvad —— Paigutada uuesti nii, et ühendused lõigataks viimasena; lisada mikroühendusi; vähendada võimsust ja tõsta kiirust ühenduste kohal.

KKK

Kas deformatsioon on märgiks sellest, et minu kiulaser on liiga vähe võimsusega või valesti joondatud?

Tavaliselt mitte ükki. Deformatsioon 0,5–2 mm paksustel materjalidel sõltub peamiselt soojusetasakaalust ja paigutusjärjestusest. Isegi täiesti õigesti joondatud seade põhjustab õhukesi osi painduma, kui paigutusjärjestus on halb ja mikroühendusi pole.

Kas õhukese lehe deformatsiooni saab täielikult vältida?

Ei. Mõni liikumine on omane, kuna lõike käigus vabaneb originaallehe sees säilitatud jääkpinge. Reaalne eesmärk on hoida moonutumist rangelt osa tolerantsides, kasutades mikroühendusi, optimeeritud järjestust ja väiksemat soojusenergia sisendit.

Kas mikroühendused aeglustavad tootmist liiga palju?

Nad lisavad veidi lõikepikkust ja lihtsa de-tabbingu sammu, mis tasub end täielikult ära, vältides jäätmeid ja käsitlemisega seotud kahjustusi. Mõni hästi paigutatud ühendus on palju odavam kui terve kumeraks kõverdenud partii.

Kas ma peaksin vahetama hapnikust lämmastikku õhukese tavalise terase lõikamiseks?

See sõltub teie kvaliteedinõuetest. Hapnikuabi lisab reaktsioonikuumust, mis põhjustab suuremat deformeerumist. Inertne kõrgsuruline lämmastik annab tasasema detaili ja heleda, oksiidivaba serva – kuid kõrgema gaasi kuluga ja võimalikult väiksema kiirusega. Testige mõlemat oma konkreetsele paksusel enne tootmiskäigu alustamist.

Valmis optimeerima oma õhukese lehe laserlõikamist?

Õhuke leht on väga tundlik seadistusvigade suhtes, kuid kui teie protsess on korralikult seadistatud, muutub see kiireimaks ja kasumlikumaks tööks, mida teie kiudlaser saab teha.

Täpsuskattekujundiste, näiteks korpuste, kinnitusriba, paneelide ja kappide (0,5–2 mm paksus) valmistamiseks on vajalikud tugev kiirte kvaliteet väikese võimsusega, kõrgsurveline gaasijuhtimine ja täiustatud paigutusprogramm.

Rääkige rakendusinseneriga
Saadake meile oma materjalide sortid, paksusvahemik ja kõige rangedamad tasasuse tolerantsid. Meie insenerite meeskond analüüsib teie protsessiakna ja korraldab proovilõike teie enda materjalil.