Lāzera griešana plānā metāla loksnē: kā novērst izliekšanos un siltuma izkropļojumus

Plānas metāla lokšņu griešana ir tāda vieta, kur šķiedras lāzers izskatās visspēcīgākais un tomēr rīkojas vismazāk paredzami. Parastā tērauda, nerūsējošā tērauda vai alumīnija lokšņās ar biezumu 0,5–2 mm ātrās cikla laikas liek biezākām plātnēm izskatīties lēnām — līdz brīdim, kad detaļa nonāk inspekcijā redzami izliekta vai pacelās no sloksnēm vidū nestā.

Pamatcēlonis reti ir paša mašīna. Plānai lokšņu metālam gandrīz nav termiskās masas un ļoti maz ceļu, pa kuriem siltums var izvadīties. Šauras griezuma joslas, īsi cikli un augsta ātruma griezumi nepārtraukti ievada enerģiju metālā, kas nevar to izvadīt pietiekami ātri.

Deformācija (izliekšanās ārpus plaknes) un siltuma izkropļojums (lokalizēta sarukšana) ir procesa līdzsvara problēmas. Šis visaptverošais ceļvedis ietver pierādītus pretlīdzekļus — no mikro savienojumiem un caurduršanas stratēģijām līdz palīgdegvielas izvēlei un parametru secībai.

Kāpēc tievās loksnes izkropļojas: trīs mehānismi

To, kurš mehānisms dominē jūsu griezumā, nosaka, kuru pretlīdzekli jāpiemēro pirmo.

Materiāla uzvedība plānās biezumos

Plānās biezumos materiāls uzvedas ļoti atšķirīgi atkarībā no sakausējuma. Zemu vadītspēju metāli koncentrē enerģiju griezuma šuvē, kas ir lieliski griezuma kvalitātei, bet grūti deformācijas ziņā. Augstu vadītspēju metāli iepriekš uzsilda apkārtējo loksni.

• Mīkstā / oglekļa tērauda (vidēja–augsta izliekšanās tendence): Uzmanieties par skābekļa palīdzību. Eksotermiskā reakcija pievieno intensīvu siltumu jau tievai sekcijai.

• Nerūsējošais tērauds – 304 / 316 (augsta izkropļošanās tendence): Zema siltumvadītspēja lokalizē siltumu, tādējādi bieži vien drosa un izkropļojumi rodas vienlaikus.

• Alumīnijs (vidēja tendence, grūti atjaunot): Vadītspēja izplatīs siltumu uz nestu, taču alumīniju nevar viegli iztaisnot, kad tas ir saliekts.

• Pārklāts / cinkots tērauds (augsta tendence): Pārklājumi maina lāzera absorbciju un izdala tvaikus tieši griezuma spraugā.

Nestēšana un mikro savienojumi: daļu noturēšana pievienotā stāvoklī

Viena efektīvākā kontroles metode kustības novēršanai ir novērst daļas atdalīšanos, kamēr griešana nav pabeigta daļa, kas joprojām ir piestiprināta pie skeleta, nevar locīties, atsperoties vai nokrist gultnē.

• Mikrosavienojumi (atloki/tilti): Atstājiet mazu neizgrieztu saistaudi, kas notur visu apstrādes laikā, rokām viegli pārtraucas bez malu plīsumiem un pievada minimālu siltumu.

Ieteicamie sākotnējie parametri mikrosavienojumiem

• 0,5 – 0,8 mm biezumam: ~0,2–0,4 mm savienojuma platums | 3–4 savienojumi katrā daļā (gar garajām malām un stūriem)

• 0,8 – 1,2 mm biezumam: ~0,4–0,6 mm savienojuma platums | 3–5 savienojumi katrā daļā (pa perimetru, nekad tikai vienā pusē)

• 1,2 – 2,0 mm biezumam: ~0,5–0,8 mm savienojuma platums | 4–6 savienojumi katrā daļā (arī tuvumā šaurajām starpsienām un slotiem)

Griešanas pasūtījuma noteikumi, kas ir svarīgi:

1. Iekšpuse pirms ārpuses: Griežiet caurumus, slotus un iekšējos profilus, kamēr detaļa vēl pilnībā atbalstīta.

2. Atdaliet kaimiņus laikā un telpā: Profilus, kas griezti viens otram pretī, koncentrē siltumu starp tiem esošajā loksnes daļā.

3. Aizsargājiet skeletu: Ļoti plānus izkārtojumus turiet neapgrieztā perimetra vai smagākā ārējā režģa uzpūtē.

4. Ārējais kontūrs pēdējā kārtā: Šis ir griezuma passes, kas atbrīvo palikušo sasprindzinājumu.

Pierce un ievadīšanas stratēģijas plānai izejvielai

Pierce ir stacionārs punkts ar pilnu enerģijas ievadi. Uz plānas loksnes, mazākais siltuma ietekmētais zonas apgabals ir tas, ko jūs vispār neveidojat.

• Malas starts: Vislabāk, kad detaļas var novietot blakus loksnes malai (atstāj atvērtu ievada atzīmi).

• Atkritumu zonas pierce: Noklusētais risinājums plānām ražošanas loksnes izvietojumiem (prasa CAM programmatūrā atbalstu ārpus detaļas pierce veidošanai).

• Pulsējošais / pakāpeniskais pierce: Ideāls tad, ja ārpus detaļas pierce veidošana nav iespējama; nedaudz palielina cikla laiku, bet novērš izblāzienus.

• Pilnas jaudas pierce: Tikai biezākajam diapazona galam (0,5–1 mm biezumā pilnas jaudas pierce izraisa smagus deformācijas).

Ievada dizaina padomi:

• Uzturiet ievadus īslaicīgs . Garie, slīpie ievadi, kas paredzēti 6 mm biezumam, pievieno nevajadzīgu karsto griezumu 1 mm biezumam.

• Pietuvinieties no atkritumu puses . Ievada zīme iekšpusē pabeigtajā profilā ir pastāvīgs defekts.

• Izvediet un paceliet no kontūras pirms staru apstājas — nekad nepalieciet virs jau sagrieztas vietas vai neatbalstītas joslas.

Palīgdzīslis: izsviediens, dzesēšana un siltuma ievade

Palīgdzīslim divas funkcijas plānā materiālā: šķidrā materiāla izsviediens un griezuma dzesēšana šī otrā funkcija padara gāzu izvēli par būtisku faktoru, lai novērstu deformāciju.

Piezīme: Pārbaudiet spiedienus atbilstoši jūsu mašīnas ražotāja specifikācijām — regulatora spiediens nav faktiskais sprauslas spiediens griešanas apstākļos. Pārliecinieties, ka jūsu gāzes padeve ir pilnīgi tīra un sausa, lai aizsargātu optisko sistēmu.

Ātra parametru pielāgošanas vadlīnija

Ja rodas deformācija, izmantojiet šo virziena vadlīniju, lai pielāgotu savu procesa logu (mērķis ir minimālākais siltuma ievads uz vienu vienību griešanas garumā):

• Simptoms: Locīšanās vai detaļu izkārtojuma viļņošanās —— Paaugstiniet ātrumu pilnīgās griešanas logā; samaziniet vidējo jaudu; palieliniet secības attālumu.

• Simptoms: Novirziena nobīde gar garajām malām —— Palieliniet ātrumu; samaziniet maksimālo jaudu; pievienojiet pauzes starp griezuma veikšanu.

• Simptoms: Stūri noapaļojas vai sadeg —— Izmantojiet stūru vadību vai samazinātu jaudu; ātruma izmaiņas palēniniet pakāpeniski.

• Simptoms: Sīkas tīkla struktūras deformējas —— Pārkārtojiet izgriezumu plānu tā, lai tīkla struktūras tiktu izgrieztas pēdējās; pievienojiet mikro-savienojumus; samaziniet jaudu un palieliniet ātrumu caur tīkla struktūru.

BKJ

Vai izliekšanās ir pazīme, ka mans šķiedras lasers ir nepietiekami jaudīgs vai nepareizi izlīdzināts?

Parasti neviens no abiem. Izliekšanās 0,5–2 mm biezumā galvenokārt ir saistīta ar siltuma līdzsvaru un izgriezumu plāna secību. Pilnīgi izlīdzināta iekārta ar slikti secvenētu izgriezumu plānu un bez mikro-savienojumiem joprojām izlieks plānus detaļu gabalus.

Vai izliekšanos plānā loksnē var pilnībā novērst?

Nē. Dažas izmaiņas ir raksturīgas, kad griezums atbrīvo reziduālo spriegumu, kas iepriekš bija iestrēdzis sākotnējā loksnē. Reālistisks mērķis ir ierobežot deformāciju stingri iekšējās detaļas precizitātes robežās, izmantojot mikro-savienojumus, optimizētu secību un samazinātu siltuma pievadi.

Vai mikro-savienojumi pārāk daudz palēnina ražošanu?

Tie pievieno nelielu griezuma garumu un vienkāršu atdalīšanas soli, kas viegli attaisno sevi, novēršot atkritumus un bojājumus apstrādē. Daži pareizi izvietoti savienojumi ir daudz lētāki nekā vesels izliekts partijas komplekts.

Vai man vajadzētu pāriet no skābekļa uz slāpekli plānu mīksto tēraudu griešanai?

Tas ir atkarīgs no jūsu kvalitātes prasībām. Skābekļa palīgierīce pievada reakcijas siltumu, kas izraisa lielāku deformāciju. Inertais augsspiediena slāpeklis nodrošina plakanāku detaļu un spīdīgu, oksīdu brīvu malu — tomēr ar augstākām gāzes izmaksām un iespējams zemāku ātrumu. Pirms pārejas uz ražošanu, abus variantus izmēģiniet ar jūsu konkrēto biezumu.

Gatavs optimizēt savu plāno loksnes lasersagriešanu?

Plānā loksne ir nežēlīga pret iestatīšanas kļūdām, taču, kad jūsu process ir precīzi nokonfigurēts, tas kļūst par visātrāko un visrentablāko darbu, ko jūsu šķiedras lasers var veikt.

Precīziem loksnes metāla komponentiem – piemēram, korpusiem, stiprinājumiem, paneliem un skapjiem ar biezumu no 0,5 līdz 2 mm – panākšanai nepieciešama izcilas kvalitātes staru strūkla zemā jaudā, augsspiediena gāzes piegāde un moderna iekšējās izvietošanas programmatūra.

Piesakieties lietojumprogrammu inženierim
Nosūtiet mums savu materiālu kvalitātes klases, biezuma diapazonu un stingrākās plakanuma pieļaujamās novirzes. Mūsu inženieru komanda izpētīs jūsu procesa logu un organizēs paraugu griezumus uz jūsu pašu materiāla.