Při použití forem, reklamních cedulí, hardwarového příslušenství, billboardů, registračních značek automobilů a dalších produktů způsobují tradiční korozní procesy nejen znečištění životního prostředí, ale také nízkou účinnost. Tradiční procesní aplikace, jako je obrábění, kovový odpad a chladicí kapaliny, mohou také způsobovat znečištění životního prostředí. Přestože se účinnost zlepšila, přesnost není vysoká a nelze vyřezávat ostré úhly. Ve srovnání s tradičními metodami hlubokého řezání kovů má laserové hluboké řezání kovů výhody jako je neznečištění, vysoká přesnost a flexibilní obsah řezby, což splňuje požadavky složitých řezbářských procesů.
Mezi běžné materiály pro hluboké řezbářství kovů patří uhlíková ocel, nerezová ocel, hliník, měď, drahé kovy atd. Inženýři provádějí vysoce účinný výzkum parametrů hlubokého řezbářství pro různé kovové materiály.
Analýza skutečného případu:
Testovací platforma Carmanhaas 3D Galvo Head s čočkou (F=163/210) provádí test hlubokého řezání. Velikost gravírování je 10 mm × 10 mm. Nastavte počáteční parametry gravírování, jak je uvedeno v tabulce 1. Změňte procesní parametry, jako je míra rozostření, šířka pulzu, rychlost, interval plnění atd., použijte tester hlubokého řezání k změření hloubky a najděte procesní parametry s nejlepším efektem řezání.
Tabulka 1 Počáteční parametry hlubokého řezání
Z tabulky procesních parametrů vidíme, že existuje mnoho parametrů, které ovlivňují konečný efekt hlubokého gravírování. Pomocí metody řídicích proměnných zjistíme vliv každého procesního parametru na daný efekt a nyní si je jeden po druhém rozebereme.
01 Vliv rozostření na hloubku řezby
Nejprve použijte vláknový laserový zdroj Raycus, výkon 100 W, model RFL-100M, k vygravírování počátečních parametrů. Proveďte gravírovací test na různých kovových površích. Gravírování opakujte 100krát po dobu 305 sekund. Změňte rozostření a otestujte vliv rozostření na efekt gravírování různých materiálů.
Obrázek 1 Porovnání vlivu rozostření na hloubku řezání materiálu
Jak je znázorněno na obrázku 1, můžeme získat následující údaje o maximální hloubce odpovídající různým stupňům rozostření při použití RFL-100M pro hluboké gravírování do různých kovových materiálů. Z výše uvedených údajů vyplývá, že hluboké gravírování na kovovém povrchu vyžaduje určité rozostření pro dosažení nejlepšího efektu gravírování. Rozostření pro gravírování hliníku a mosazi je -3 mm a rozostření pro gravírování nerezové oceli a uhlíkové oceli je -2 mm.
02 Vliv šířky pulzu na hloubku řezby
Prostřednictvím výše uvedených experimentů bylo dosaženo optimálního stupně rozostření RFL-100M při hlubokém gravírování s různými materiály. Použijte optimální stupeň rozostření, změňte šířku pulzu a odpovídající frekvenci v počátečních parametrech a ostatní parametry zůstaňte nezměněny.
Je to hlavně proto, že každá šířka pulzu laseru RFL-100M má odpovídající základní frekvenci. Pokud je frekvence nižší než odpovídající základní frekvence, výstupní výkon je nižší než průměrný výkon, a pokud je frekvence vyšší než odpovídající základní frekvence, špičkový výkon se sníží. Gravírovací test vyžaduje pro testování největší šířku pulzu a maximální kapacitu, takže testovací frekvence je základní frekvence a příslušná testovací data budou podrobně popsána v následujícím testu.
Základní frekvence odpovídající každé šířce pulzu je: 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. Proveďte gravírovací test s výše uvedeným pulzem a frekvencí, výsledek testu je znázorněn na obrázku 2.
Obrázek 2 Porovnání vlivu šířky pulzu na hloubku gravírování
Z grafu je patrné, že když RFL-100M gravíruje, s klesající šířkou pulzu se odpovídajícím způsobem snižuje i hloubka gravírování. Hloubka gravírování každého materiálu je největší při 240 ns. To je způsobeno především poklesem energie jednoho pulzu v důsledku zmenšení šířky pulzu, což následně snižuje poškození povrchu kovového materiálu, a tím i zmenšování hloubky gravírování.
03 Vliv frekvence na hloubku gravírování
Prostřednictvím výše uvedených experimentů bylo dosaženo nejlepšího rozostření a šířky pulzu RFL-100M při gravírování do různých materiálů. Použijte nejlepší rozostření a šířku pulzu tak, aby zůstaly nezměněny, změňte frekvenci a otestujte vliv různých frekvencí na hloubku gravírování. Výsledky testů jsou znázorněny na obrázku 3.
Obrázek 3 Porovnání vlivu frekvence na hluboké řezání materiálu
Z grafu je patrné, že když laser RFL-100M gravíruje různé materiály, s rostoucí frekvencí se hloubka gravírování každého materiálu odpovídajícím způsobem snižuje. Při frekvenci 100 kHz je hloubka gravírování největší a maximální hloubka gravírování čistého hliníku je 2,43 mm, mosazi 0,95 mm, nerezové oceli 0,55 mm a uhlíkové oceli 0,36 mm. Z nich je hliník nejcitlivější na změny frekvence. Při frekvenci 600 kHz nelze na hliníkový povrch provádět hluboké gravírování. Mosaz, nerezová ocel a uhlíková ocel jsou sice frekvencí méně ovlivněny, ale také vykazují trend snižování hloubky gravírování se zvyšující se frekvencí.
04 Vliv rychlosti na hloubku gravírování
Obrázek 4 Porovnání vlivu rychlosti řezby na hloubku řezby
Z grafu je patrné, že s rostoucí rychlostí gravírování se hloubka gravírování odpovídajícím způsobem snižuje. Při rychlosti gravírování 500 mm/s je hloubka gravírování každého materiálu největší. Hloubky gravírování hliníku, mědi, nerezové oceli a uhlíkové oceli jsou: 3,4 mm, 3,24 mm, 1,69 mm a 1,31 mm.
05 Vliv rozteče plnění na hloubku gravírování
Obrázek 5 Vliv hustoty náplně na účinnost gravírování
Z grafu je patrné, že při hustotě plnění 0,01 mm je hloubka gravírování u hliníku, mosazi, nerezové oceli a uhlíkové oceli maximální a hloubka gravírování se snižuje s rostoucí mezerou plnění; mezera plnění se zvětšuje od 0,01 mm. Při 0,1 mm se čas potřebný k dokončení 100 gravírování postupně zkracuje. Pokud je mezera plnění větší než 0,04 mm, rozsah doby zkrácení se výrazně zkracuje.
Na závěr
Prostřednictvím výše uvedených testů můžeme získat doporučené procesní parametry pro hluboké řezbářství různých kovových materiálů pomocí RFL-100M:
Čas zveřejnění: 11. července 2022