Metodat e Kontrollit të Zonës së Nxehtësisë së Ndryshuar për Makinat e Markimit me Laser

Një makinë e markimit me laser është një pajisje që përdor një rreze me dentsitet të lartë energjie për të krijuar shenja të përhershme në sipërfaqen e materialeve. Gjatë procesit të markimit, laseri gjeneron nxehtësi në sipërfaqen e materialit dhe zonën rrethuese të tij, duke formuar një zonë të ndikuar nga nxehtësia (HAZ). HAZ mund të shkaktojë ndryshim ngjyre, djegje ose tension lokal, duke i bërë dëm cilësisë së markimit. Kjo artikull analizon HAZ-në nga tre aspekte: mekanizmi i formimit, faktorët e ndikimit dhe metodat e kontrollit.

1. Mekanizmi i Formimit të Zonës së Ndryshuar nga Nxehtësia

Gjatë shënjimit me laser, rrezja e lazerit përqendrohet në sipërfaqen e punës përmes një sistemi fokusimi. Materialet e absorbshme të energjisë së lazerit ngrohen shpejt dhe përjetojnë avullizim lokal ose shkrirje. Zona rrethuese që nuk avullizohet plotësisht përjeton ngritje temperature si pasojë e përcjelljes së nxehtësisë, duke formuar zonën e ndikuar nga nxehtësia. Karakteristikat kryesore të ZNN-së përfshijnë:

Varësia nga madhësia e flluskës: Flluskët më të mëdhenj të lazerit shpërndajnë nxehtësinë mbi një zonë më të gjerë, duke rezultuar me një ZNN më të madhe.

Përcjellshmëria termike e materialit: Metale me përcjellshmëri termike të lartë shpërndajnë nxehtësinë shpejt, duke rezultuar me një ZNN më të madhe, ndërsa materiale me përcjellshmëri termike të ulët e kufizojnë nxehtësinë, duke rezultuar me një ZNN më të vogël.

Energjia dhe zgjatja e impulsit: Impulsed me fuqi të lartë, me gjatësi të gjatë, ose mënyrat me valë të vazhdueshme tentojnë të rrisin difuzimin e nxehtësisë.

2. Faktorët që Ndikojnë në Madhësinë e Zonës së Ndalur nga Nxehtësia

Forca Larg
Fuqia më e lartë rezulton në absorbim më të madh energjie, ngritje më të shpejtë të temperaturës së sipërfaqes dhe difuzim më të gjerë të nxehtësisë, duke e bërë ZNN-në më të madhe.

Gjerësia e impulsit dhe shkalla e përsëritjes
Lazeret me impulse të shkurtër koncentrojnë energjinë, duke kufizuar nxehtësinë në pikën fokale dhe minimizuar ZONËN e Ndalur nga Nxehtësia (HAZ). Impuls të gjatë ose shkallë të lartë përsëritjesh mund të akumulojnë nxehtësi, çka rrit ZONËN e Ndalur nga Nxehtësia.

Madhësia e fijes dhe pozicioni i fokusit
Fijet e vogla dhe të fokusuar saktësisht koncentrojnë nxehtësinë, prodhuar shenja të qarta. Fijet e mëdha ose desfokusi shpërndajnë nxehtësinë dhe e rrisin ZONËN e Ndalur nga Nxehtësia.

Shpejtësi e Skenimit
Skanimi i ngadalshëm bën që lazeri të qëndrojë më gjatë në të njëjtën zonë, duke rritur akumulimin e nxehtësisë. Skanimi më i shpejtë zvogëlon rritjen lokale të temperaturës dhe zvogëlon ZONËN e Ndalur nga Nxehtësia.

Larg Vetit e Materialeve
Përcjellshmëria termike, shkalla e thithjes dhe pika e shkrirjes së materialit ndikojnë direkt në difuzimin e nxehtësisë. Për shembull, alumin dhe bakri kanë përcjellshmëri termike të lartë dhe një ZONË të Madhe të Ndalur nga Nxehtësia, ndërsa plastikët dhe keramikat kanë një ZONË më të vogël të Ndalur nga Nxehtësia.

3. Metodat për Kontrollin e Zonës së Ndalur nga Nxehtësia

Optimizoni fuqinë e lazerit dhe parametrat e impulsit
Rregulloni fuqinë, gjerësinë e impulsit dhe shkallën e përsëritjes sipas vetive të materialit për të përqendruar energjinë në pikën fokale pa difuzim teprë. Impuls të shkurtër me fuqi maksimale efektivisht zvogëlon Zonën e Dëmtimit nga Nxehtësia (HAZ).

Rregulloni sistemin e fokusimit
Zgjidhni një thjerrëze me gjatësi fokale të përshtatshme dhe sigurohuni që pika fokale të jetë saktësisht në sipërfaqen e materialit për të parandaluar shpërndarjen e nxehtësisë. Madhësi më të vogla të foltit zvogëlojnë HAZ.

Rrisni shpejtësinë e skanimet
Rrisni shpejtësinë e skanerëve galvanometrik ose fazave XY për të zvogëluar kohën e qëndrimit të laserit, duke minimizuar grumbullimin lokal të nxehtësisë.

Shënim me kalime hapatore ose të shumëfishta
Për materiale të errëta ose të trasha, përdorni kalime të shumëfishta me energji të ulët për të grumbulluar ngadalë nxehtësinë pa krijuar një HAZ tepër të madhe.

Ftohje ndihmëse
Përdorni fryrje ajri ose ftohje me ujë gjatë shënjimit për të hequr nxehtësinë nga sipërfaqja dhe për të kontrolluar difuzimin e nxehtësisë.

Zgjidhni gjatësinë e valës së duhur të laserit
Materialet absorbojnë gjatësi valore të ndryshme në mënyrë të ndryshme. Zgjedhja e një gjatësie valore të përshtatshme përmirëson efikasitetin e shënjimit dhe zvogëlon difuzimin e nxehtësisë, duke kontrolluar kështu Zonën e Nxehtësisë së Ndikuar (HAZ).

Zona e Nxehtësisë së Ndikuar është një fenomen i pakundërshtueshëm në shënimin me laser. Megjithatë, duke optimizuar fuqinë e lazerit, parametrat e impulsit, sistemin e fokusimit, shpejtësinë e skanimi dhe duke aplikuar masa për ftohje, madhësia e HAZ mund të kontrollohet efektivisht, duke siguruar cilësinë e shënjimit. Kontrolli i HAZ-së përmirëson jo vetëm qartësinë dhe saktësinë e shënjimit, por gjithashtu zvogëlon deformimin e materialit dhe dëmtimin e sipërfaqes, çka e bën atë një teknologji kyçe për shënimin me laser me saktësi të lartë.