Pagsusuri ng Kahusayan ng Laser Cutting at Pag-ukit
Ang teknolohiya ng laser cutting at engraving ay malawakang ginagamit sa industriyal na pagmamanupaktura, panggagawa ng sining, at elektronika dahil sa kanilang mataas na katiyakan, kahusayan, at kakayahang hindi makipag-ugnay sa proseso. Nagbibigay ang dokumentong ito ng detalyadong pagsusuri tungkol sa mga prinsipyo, sukatan ng pagganap, mga salik na nakakaapekto, aplikasyon, at mga darating na uso ng laser cutting at engraving.
Mga Pangunahing Prinsipyo
1. Paggunita ng laser
Ginagamit ng laser cutting ang mataas na densidad ng enerhiya ng sinag ng laser upang matunaw, mabagang singaw, o magsimulang mag-apoy ang mga materyales, samantalang ang isang tulungan ng gas (hal., oxygen, nitrogen) ay nagpapalayas ng natunaw na mga labi, na nagbibigay-daan sa tiyak na paghihiwalay ng materyales.
2. Laser Engraving
Ang laser engraving ay kinasasangkutan ng lokal na ablation o kemikal na reaksyon sa ibabaw ng isang materyales upang makalikha ng permanenteng mga marka o disenyo. Hindi tulad ng pagputol, ang engraving ay karaniwang hindi pumapasok sa materyales kundi binabago ang tekstura o kulay ng ibabaw nito.
Mga Metrika ng Pagganap
1. Katiyakan
Katumpakan sa Posisyon: Karaniwan ay ±0.01 mm, na may mga mataas na sistema na nakakamit ng ±0.005 mm.
Pag-ulit: Karaniwang nasa loob ng ±0.02 mm para sa pare-parehong batch na proseso.
Pinakamaliit na Lapad ng Guhit: Nakadepende sa sukat ng laser spot (10–100 µm); ang ultrafast lasers ay nagpapahintulot sa engraving na may sukat na micron.
2. Bilis ng Paggawa
Bilis ng Pagputol: Nakadepende sa kapal ng materyales at lakas ng laser (hal., ang CO₂ lasers ay nakakaputol ng 1 mm na hindi kinakalawang na asero sa bilis na 20 m/min).
Bilis ng Pag-ukit: Ang vector engraving ay maaaring umabot sa 1000 mm/s, samantalang ang raster engraving ay mas mabagal dahil sa mga pamamaraan ng pag-scan.
3. Ang Materyal na Pagkasundo
| Materyales | LaserType | Pagganap |
| Mga Metal (Dili kumalawang na asero, Al, Cu) | Fiber laser, Mataas na lakas na CO₂ | Mataas na tumpak na mga hiwa, engraving na may tulong ng oksihenasyon |
| Hindi-metal (Kahoy, Akrilik, Katad) | CO₂ na laser (10.6 µm) | Makinis na mga hiwa, detalyadong engraving |
| Mga komposit (PCB, Carbon Fiber) | UV laser (355 nm) | Pinakamaliit na mainit na naapektuhan na lugar (HAZ), engraving na may mataas na resolusyon |
4. Kalidad ng Ibabaw
Gilid ng Gunting na Magaspang: Karaniwang Ra < 10 µm (ang fiber lasers ay nakakamit ng Ra < 5µm para sa mga metal).
Control sa Lalim ng Engraving: Maaaring i-ayos sa pamamagitan ng lakas at pass (na may katumpakan na ±0.01 mm).
Mga Pangunahing Salik na Nakaiimpluwensya
1. Mga Parameter ng Laser
Haba ng Daluyong: UV (355 nm) para sa detalyadong pag-ukit; CO₂ (10.6 µm) para sa hindi metal.
Kapangyarihan: Mas mataas na kapangyarihan ay nagpapabilis ngunit maaaring magdulot ng thermal distortion.
Dalas ng Pulso (Mga Pulsed Lasers): Nakakaapekto sa kahusayan at HAZ.
2. Sistema ng Optika
Lente ng Pagtuon: Ang haba ng focal ay nagtatakda ng sukat ng tuldok at lalim ng larangan (ang maikling focal length ay nagpapahusay ng tumpak).
Kalidad ng Sinag (M²): Mga sinag na malapit sa diffraction-limited (M² ≈ 1) ay nagbibigay ng mas makinis na pagputol.
3. pagpapahusay ng proseso
Tulong na Gas: Ang oxygen ay nagpapabilis (ngunit nag-o-oxydize ng mga gilid); ang nitrogen ay nagsisiguro ng malinis na pagputol.
Diskarte sa Pag-scan: Raster para sa pag-ukit ng malaking lugar; vector para sa mga contorno.
Paggamit
1. Industriyal na Paggawa
Pagawa ng Metal na Plate: Pagputol ng mga bahagi ng sasakyan/himpapawid.
Elektronika: Pagputol ng FPC (Flexible PCB), Micro-drilling ng PCB.
2. Malikhain at Pagpapasadya
Gawaing Sining: Pag-ukit sa kahoy/akriliko, pagmamarka sa katad.
3D Relief: Grayscale na pag-ukit para sa epektong lalim.
3. Medikal at Pananaliksik
Mga Kasangkapan sa Operasyon: Mga instrumentong gawa sa stainless steel na may tumpak na pagputol.
Microprocessing: Mga laser na ultrafast (femtosecond/picosecond) para sa microstructures.
Mga Tandem sa Kinabukasan
1. Mas Mataas na Kapangyarihan at Kahirupan: Multi-beam na proseso para sa mas mataas na throughput.
2. Smart na Automation: AI-driven na optimization ng parameter.
3. Mga Berde na Laser: Mga laser na fiber na mahusay sa paggamit ng enerhiya.
4. Pagsasagawa ng Ultrafast Laser: Palawak sa mga larangan ng medikal at semiconductor.
Kongklusyon
Ang pagputol at pag-ukit ng laser ay nag-aalok ng di-maikakatulad na katiyakan at kakayahang umangkop, na nagiging mahalaga sa modernong pagmamanufaktura. Ang mga pag-unlad sa mga pinagmumulan ng laser, automation, at kontrol ng proseso ay higit pang palalakasin ang kanilang mga kakayahan at aplikasyon.
