Laseritehnoloogia

Punktiiv? Kujutage ette, et kujundeid lõigatakse metallist välja võimsa tšempiga.

Laserlõikamine? See kasutab väga täpselt fokuseeritud valguskiirt, et metalli erakordselt täpselt läbi lõigata. Õige lõikeviisi valimine on teie ettevõttele oluline.

Mis on punktiiv?

Punktiimine kasutab kontrollitud mehaanilist jõudu, et eemaldada materjali lehtmetallist. Punktiimispress surub kõvaks tehtud terasest vormi läbi töödeta allika suure kiirusega. See protsess võimaldab sekundites puhtalt luua augud, pilud ja keerulised kujundid.

Kaasaegsed punktiimispressid kasutavad hüdraulilisi või mehaanilisi süsteeme. Ülemine vorm (tihvt) liigub materjali sisse, samal ajal kui alumine vorm (vormiplokk) toetab töödeta allikat. Materjali eraldumine toimub siis, kui tihvt tungib ligikaudu 30–40% lehe paksusest.

Punktiimispressid on saadaval erinevates konfiguratsioonides, lihtsatest ühestamatsioonilistest seadmetest kuni keeruliste tornisüsteemideni. Tornpressid suudavad automaatselt pöörata mitme tööriista, võimaldades kiiresti mustrite loomist ilma vajaduseta vorme käsitsi vahetada. CNC-juhtimissüsteemid paigutavad töödeta allika täpselt, tagades korduvuse ja täpsuse.

Kuidas punktiimine töötab?

Punchimisprotsess eemaldab materjali süstemaatiliselt lõikepinge kaudu. Operaator paigutab lehtmetalli pressilauale, joondades selle juhtsüsteemiga. Punch liigub alla kontrollitud kiirusega, tavaliselt vahemikus 100 kuni 500 lööki minutis.

Punchimine toimub kolmes erinevas etapis:

Sissetungietapp: punch puudutab materjali ja alustab selle sisse tungimist.

Lõikeetapp: materjal murdub, kui punch jõuab kriitilise sügavuseni.

Eraldumisetapp: punch taganeb, samal ajal hoiab strippimisplaat materjali kinni jäämasta.

Tööriista valik määrab aukude kvaliteedi ja tootmise efektiivsuse. Hästi hooldatud, teravad tööriistad annavad puhtad augud minimaalse kantiga. Surveava (punchi ja survestiku vahe) peaks vastama materjali paksusele ja tüübile optimaalsete tulemuste saavutamiseks.

Millised on punchimise eelised?

Punchimine pakub mitmeid eeliseid, mistõttu see on teatud töötlemisülesannete jaoks parim valik. Peamised eelised on:

• Suur kiirus: Kaasaegsed tõukpressid, nagu torretipressid, suudavad töödelda 500 kuni 1000 auku minutis – oluliselt kiiremini kui laserlõikamine – võimaldades kiiresti toota suuri hulki detaile.

• Maksumajanduslikkus suurte partide puhul: Tõukimine on eriti maksumajanduslik suurtootmises. Esialgsete tööriistade kulut järgneb väga madal ühiku hind. Lisaks eemaldatakse ainult vajalik metall, minimeerides materjali kaotust.

• Kujundamise mitmekülgsus: Tõukimine ei piirdu ainult augude tegemisega. See võib ühe sammuga luua ka sügavad kohad, ventilatsiooniluugid, reljeefid ja teisi kujundatud elemente. Mõned tööriistad suudavad teha mitmeid toiminguid samaaegselt, vähendades töötlemise aega.

• Jätkuvus ja korduvus: Iga detail on identne. Kuna kasutatakse mehaanilist jõudu ilma soojuse tekitamiseta, ei muutu metalli sisemine struktuur termiliselt. See suudab hõlpsasti säilitada detaili geomeetria ±0,002 tolli piires.

Mis on tõukimise puudused?

Hoolimata sellest mitmetest eelistest on perforeerimisel mõned piirangud, mida tuleb arvestada:

• Suured algkulutused tööriistadele: Perforeerimistööriistad võivad olla kallid. Spetsiaalsed surutisvormid konkreetsete mustrite jaoks võivad maksma 500 kuni 5000 dollarit, olenevalt suurusest ja keerukusest. Väikeste tootmispartiidena on nende kõrgete kulude tagasimaksmine raske.

• Materjalipiirangud: Perforeerimine ei sobi kõigi materjalide puhul. Tavaliselt töödeldakse lehti vahemikus 0,010 tolli kuni 0,500 tolli paksust, olenevalt metalli kõvadusest. Erityselt kõvade metallide puhul võivad olla vajalikud eritööriistad või alternatiivsed lõikamismeetodid.

• Servade kvaliteedi muutlikkus: Tükitud metalli servad pole alati siledad. Lõplik tulemus sõltub metalli liigist ja tööriista seisundist. Mõnel metallil võivad olla ebaregulaarsed või pragunenud servad, mis võivad nõuda lisatoiminguid, nagu üleliigete eemaldamine.

• Geomeetrilised piirangud: Perforeerimisel on suurusepiirangud. Väga väikesed augud materjali paksuse suhtes ei ole teostatavad. Keeruliste kujundite või peenete kumerkade loomine võib nõuda kallist järjestikust perforeerimisvormi või mitut töötlussammu.

Mis on laserlõikamine?

Laserlõikamine kasutab väga kontsentreeritud valguskiirt, et sulatada, põletada või aurustada materjali eelnevalt määratud lõikejoonel. Laserkiir on äärmiselt fokuseeritud, võimaldades kõrge täpsusega lõikeid, kuigi see tekitab väikese soojusmõjutsooni (HAZ) kohe piirkonnas.

CO2-lasereid kasutatakse levinult plaatmetalli lõikamiseks, need kiirgavad infrapunavalgust 10,6-mikronise lainepikkusega. Siiski on kiulaserid muutumas järjest populaarsemaks parema lõikejõudluse ja kõrgema energiatõhususe tõttu.

Lõikamisprotsess hõlmab mitut samaaegset toimingut. Laser soojendab metalli, kuni see sulab või aurustub. Seejärel puhub abigas, nagu hapnik, lämmastik või õhk, sulanud materjali lõikeava eest eemale. CNC-masin seina liigutab laseripead täpsel, digitaalse disainiga määratud rajal.

Laserlõikamine suudab töödelda lehtmetalle, mis on pakised alates 0,005 tollist kuni 6 tollini, olenevalt laseri võimsusest ja materjali tüübist.

Laserlõikamisprotsessi mõistmine

Laserlõikamine algab arvutitoetatud disaini (CAD) faili valmistamisega. Nestimisprogramm paigutab detailid lehele jäätmete minimeerimiseks. CNC-programmeerimine teisendab geomeetria masinloetavateks juhisteks.

Kiire edastamise süsteem edastab laserenergiat allikast lõikepeasse. Kiudoptilised kaablid või peeglid juhivad kiirt, säilitades fokuseeringu. Fokusseeriv optika koondab energia tippkohta, mille diameeter on tavaliselt 0,006 kuni 0,012 tolli.

Liikumissüsteem paigutab lõikepea äärmiselt täpselt. Lineaarmootorid või servoajamid saavutavad positsioneerimistäpsuse ±0,001 tolli piires. Mitmeteljeline sünkroonitud liikumine võimaldab keeruliste kontuuride kõrge kiirusega lõikamist.

Protsessijälgimine tagab järjepideva lõikekvaliteedi. Andurid tuvastavad läbitungimispunktid, jälgivad abigasurõhku ja kiire joondust. Automaatne kõrgusjuhtimine säilitab optimaalse fookusasendi materjali pinnaga võrreldes.

Millised on laserlõikamise eelised?

Laserlõikamist tunnustatakse tema kõrge täpsuse ja puhtate tulemuste eest, pakkudes mitmeid eeliseid kaasaegse tootmise jaoks:

• Kõrge täpsus ja akurtaadsus: Laserlõikamine saavutab kitsad tolerantsid, tüüpiliselt umbes ±0,002 tolli, minimaalse koonuslikkusega. See võimaldab toota väga täpseid, keerukaid kujundeid ilma kulukate füüsiliste tööriistade vajaduseta.

• Disaini paindlikkus ja kiire teostusaeg: Disainimuudatused rakendatakse lihtsalt masinaprogrammi uuendamise teel, sageli vaid mõne minuti jooksul. See muudab laserlõikamise ideaalseks prototüüpide ja väikeste kuni keskmiste partiihulkade tootmiseks.

• Materjalide mitmekesisus: Laserseadmed suudavad lõigata laias materjalivalikut, sealhulgas metalle, plastikuid, keraamikat ja komposiitmaterjale. Need tagavad kvaliteetse tulemuse nii õhukeste kui ka paksemate teraslehtede puhul.

• Väga hea servakvaliteet: Servad on tavaliselt väga siledad, tihti pole vaja järeltöötlust. Õige seadistuse korral on lõiked sirged ja puhtad ning soojusmõjutsoon on väike.

• Tööriista kulumine puudub: Kuna laserikiir ei puutu materjali füüsiliselt kokku, siis tööriista kulumine puudub. See eemaldab punch- ja matrixkomplektide vahetusega seotud kulud ja seismise ajad.

Mis on laserlõikamise peamised puudused?

Hoolimata täpsusest on laserlõikamisel mõned puudused, mis võivad mõjutada tootmisaja, maksumuse ja materjalivaliku valikut:

• Aeglasem lihtsate kujundite puhul: laserlõikamine on tavaliselt aeglasem kui puntsimine lihtsate kujundite ja standardavauste tootmisel. Mitmesuguste keerukate disainide puhul, mis nõuavad mitmeid läbiminekuid, väheneb üldine kiirus, mis võib olla probleemiks suurtes kogustes tootmisel, kus on ranged tähtaegu.

• Kõrged ekspluatatsioonikulud: laserlõikuritel on kõrge energiatarve ja neid tuleb regulaarselt hooldada. Komponendid, nagu laseritorud, läätsed ja peeglid, kuluvad ja tuleb asendada. Abigaaside, nagu lämmastiku või hapniku, maksumus lisandub ka ekspluatatsioonikuludele.

• Materjali ja paksuse piirangud: lõikevõimalused on piiratud materjali tüübi ja paksusega, mis sõltub laseri võimsusest. Peegeldavate materjalide, nagu vaske ja alumiiniumi, lõikamine võib olla keeruline. Väga pakseid sektsioone võib nõuda mitu läbiminekut või erivarustust.

• Soojusemõjutatud tsoon (HAZ): Lõikamisel tekkiv soojus võib muuta metalliliste omaduste lähedal lõikejoont, mis võib mõjutada osa töökindlust. Mõnedes rakendustes võib olla vaja HAZ-i kõrvaldamiseks järeltöötlust.

Mis on erinevus perforeerimise ja laserlõikamise vahel?

Peamine erinevus seisneb materjali eemaldamise viisis ja saadava lõike iseloomulikes omadustes.

Perforeerimine kasutab materjali lõhkumiseks võimsat mehaanilist jõudu. See loob iseloomuliku serva, milles on nii lõigatud (siledad) kui ka purunenud (ebaregulaarsed) alad. Eemaldatud materjalitükk (plaat) pigistatakse täielikult välja peamisest lehest.

Laserlõikamine kasutab vastandina materjali eemaldamiseks soojusenergiat. Laser sulatab või aurustab metalli mööda lõikejoont, lootes sileda, kitsa pilu, mida nimetatakse lõikeks, ja jättes soojusemõjutatud serva. Erinevalt perforeerimisest eemaldab laser materjali pidevas voos, võimaldades luua äärmiselt keerulisi kujundeid, mida perforeerimisega ei ole võimalik saavutada.

Punkti- ja laserlõikamise võrdlustabel:

Tootmisperpektiivist võtab punnistamine kiiruse poolest eeliseks diskreetsete elementide, nagu augud ja lihtsad kujundid, suurtootmises, samas kui laserlõikamine pakub paremat geomeetrilist paindlikkust keerukate kontuuride ja detailsete elementide puhul.

Kuidas Valida: Punnistamine või Laserlõikamine?

Valik punnistamise ja laserlõikamise vahel sõltub projekti nõuetest. Tegurid, nagu kogus, geomeetriline keerukus, materjali liik ja üldised kulud, mängivad olulist rolli.

1. Põhjustena Tootmismaht

Suurte partii (üle 1000 tükki) puhul on punnistamine sageli parem valik kiiruse ja madalama tükihinnaga tõttu. Disainide testimiseks või väikeste partiidena on laserlõikamine paindlikum ja kuluefektiivsem, kuna see vältib kallite tööriistade kulutusi.

2. Põhjustena Tüki Suurus ja Disain

Tüki geomeetria on otsustav. Punniestamine sobib ideaalselt lihtsate avade ja baaskujundite jaoks. Kui teie disain hõlmab keerukaid kontoore, peeneid detaile või nõuab väga kõrget täpsust, siis on laserlõikamine parem valik.

3. Materjali tüübi alusel

Mõlemad meetodid sobivad hästi õhukestele lehtmetallidele (alla 0,125 tolli). Paksemate materjalide puhul toimib tavaliselt laserlõikamine paremini. Olge ettevaatlikud väga peegeldavate metallide nagu vask või puhas alumiiniumiga, kuna need võivad laserlõikamisel tekitada probleeme.

4. Kulude ja efektiivsuse alusel

Parima väärtuse leidmiseks tuleb arvestada kogukulud – mitte ainult masinaaega. Punkttrimmimiseks võib nõutud kallist eritööriistu ja seadistusaega. Laserlõikamine võib olla detaili kohta aeglasem, kuid tihti vajab vähem järeltöötlusi. Parema valiku määrab teie konkreetne tootmisvajadus.

Punkttrimmimine on ideaalne suurte hulkade lihtsate kuju detali tootmiseks. See on kiire ja pakub madalat ühikukulu, eriti lihtsate geomeetria kujundite nagu ringid või ruudud puhul. Laserlõikamine sobib paremini suurematele ja keerukamatele kujunditele, isegi väiksemate partide puhul. See tagab suurema täpsuse ja paindlikkuse, kuigi ühikukulu on veidi kõrgem.

Optimaalne valik sõltub lõplikult vajalike osade arvust, disaini keerukusest ja eelarvest. Paljud targad tootjad kasutavad mõlemat meetodit, valides iga konkreetse töö jaoks parima protsessi. Punkttrimmimise ja laserlõikamise kombineerimine võib sageli anda kõige paremad tulemused.