Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ và hiệu suất cắt laser
Trong gia công kim loại tấm hiện đại, công nghệ laser mang lại độ chính xác và tốc độ cắt vượt trội khi tạo hình nhiều loại vật liệu khác nhau. Khi ngành công nghiệp ngày càng tận dụng tính linh hoạt của công nghệ cắt laser, việc tối ưu hóa tốc độ và hiệu suất trở nên ngày càng quan trọng. Từ nguyên vật liệu thô đến sản phẩm cuối cùng, quá trình cắt laser bao gồm sự tương tác phức tạp giữa các yếu tố. Việc hiểu đầy đủ các yếu tố chính ảnh hưởng đến tốc độ và hiệu quả cắt laser là rất cần thiết, từ những đặc tính vốn có của vật liệu cho đến cấu hình phức tạp của máy cắt.
Trong bài viết này, chúng tôi khám phá toàn diện các yếu tố chính ảnh hưởng đến tốc độ và hiệu suất cắt laser, giải thích những phức tạp về tính chất vật liệu, thông số laser, điều kiện cắt, cấu hình máy và các cân nhắc trong thiết kế. Việc tìm hiểu này cung cấp cho người dùng những hiểu biết quý giá, giúp họ khai thác tối đa tiềm năng của công nghệ cắt laser và thúc đẩy đổi mới trong các quy trình gia công kim loại.
Tốc độ và Hiệu suất Cắt Laser
Tốc độ cắt của máy cắt laser là vấn đề được nhiều công ty gia công quan tâm vì nó quyết định hiệu quả sản xuất. Nói cách khác, tốc độ càng nhanh thì tổng sản lượng càng cao. Cắt laser là một công nghệ sản xuất phức tạp, phụ thuộc vào sự cân bằng tinh tế giữa các yếu tố để đạt được tốc độ và hiệu quả tối ưu. Các tính chất vật liệu, như thành phần, độ dày và trạng thái bề mặt, đều ảnh hưởng đến các thông số cắt. Các thông số laser, bao gồm mật độ công suất, chất lượng chùm tia và chiều dài tiêu cự, quyết định độ chính xác và hiệu quả của đường cắt. Việc lựa chọn điều kiện cắt, như tốc độ và khí hỗ trợ, đóng vai trò then chốt trong việc cải thiện hiệu quả cắt. Các yếu tố máy móc, như cấu hình hệ thống và bảo trì, góp phần đáng kể vào hiệu suất tổng thể. Hơn nữa, các yếu tố thiết kế như độ phức tạp hình học và tối ưu hóa sắp xếp cũng ảnh hưởng đến tốc độ và hiệu quả cắt. Bằng cách hiểu rõ và tối ưu hóa những yếu tố này, các nhà sản xuất có thể cải thiện tốc độ, độ chính xác và hiệu quả của quá trình cắt laser, từ đó nâng cao năng suất và khả năng cạnh tranh.
Các yếu tố chính ảnh hưởng đến tốc độ cắt laser
Công nghệ cắt tiên tiến đã thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp cắt laser, cải thiện đáng kể chất lượng và độ ổn định của các máy cắt laser. Trong quá trình gia công, tốc độ cắt laser bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như thông số quy trình, chất lượng vật liệu, độ tinh khiết của khí và chất lượng chùm tia. Nghiên cứu sâu về mức độ phức tạp của quá trình thay đổi này cho thấy những cân nhắc tổng thể mà người dùng phải xem xét cẩn thận. Tại đây, chúng tôi tìm hiểu các yếu tố chính ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ và hiệu quả cắt laser.
Tham số tia laser
Mật độ công suất: Mật độ công suất laser được xác định bởi công suất của chùm tia laser tập trung trên một diện tích nhất định, điều này trực tiếp ảnh hưởng đến tốc độ và hiệu quả cắt. Mật độ công suất cao hơn cho phép tốc độ cắt nhanh hơn nhưng đòi hỏi phải hiệu chuẩn cẩn thận để tránh làm hư hại vật liệu.
Chất lượng tia: Chất lượng tia laser, bao gồm các yếu tố như độ phân kỳ, dạng sóng và bước sóng, ảnh hưởng đến độ chính xác và hiệu quả khi cắt. Một tia chất lượng cao đảm bảo sự phân bố năng lượng đồng đều, mang lại đường cắt sạch hơn và hiệu suất cao hơn.
Tiêu cự: Tiêu cự của thấu kính laser xác định kích thước và độ sâu của điểm tia. Việc chọn tiêu cự tối ưu đảm bảo truyền năng lượng chính xác đến bề mặt cắt, tối đa hóa hiệu suất mà không làm giảm chất lượng.
Đặc điểm vật liệu
Loại vật liệu: Loại vật liệu cần cắt đóng vai trò quan trọng trong việc xác định tốc độ và hiệu quả của quá trình cắt bằng laser. Các vật liệu mềm tương đối dễ cắt bằng laser và được cắt nhanh hơn. Vật liệu cứng đòi hỏi thời gian xử lý lâu hơn. Các kim loại như thép không gỉ, nhôm và thép carbon có độ dẫn nhiệt, điểm nóng chảy và độ phản xạ khác nhau, tất cả những yếu tố này ảnh hưởng đến phản ứng của chúng khi cắt bằng laser. Ví dụ, cắt thép chậm hơn nhiều so với cắt nhôm.
Độ dày: Độ dày vật liệu ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ và hiệu quả cắt. Vật liệu dày hơn cần nhiều năng lượng và thời gian để cắt hơn so với vật liệu mỏng hơn. Để đạt được kết quả tối ưu ở các độ dày khác nhau, cần điều chỉnh công suất laser, chiều dài tiêu cự và tốc độ cắt.
Điều kiện bề mặt: Các khiếm khuyết bề mặt (như rỉ sét, oxi hóa hoặc lớp phủ) có thể ảnh hưởng đến chất lượng và tốc độ cắt laser. Để việc cắt diễn ra hiệu quả, bề mặt vật liệu có thể cần được chuẩn bị bằng cách làm sạch hoặc xử lý bề mặt.
Các yếu tố của máy cắt laser
Cấu hình hệ thống laser: Thiết kế và chức năng của máy cắt laser, bao gồm hệ thống truyền dẫn tia, điều khiển chuyển động và các tính năng tự động hóa, có thể ảnh hưởng đến tốc độ và hiệu quả cắt. Những tiến bộ trong công nghệ laser hiện đại đã làm tăng tốc độ xử lý và độ chính xác.
Bảo trì và Hiệu chuẩn: Việc bảo trì, hiệu chuẩn và căn chỉnh định kỳ thiết bị cắt laser giúp đảm bảo hiệu suất ổn định và kéo dài tuổi thọ máy. Việc bỏ qua bảo trì có thể dẫn đến hiệu quả cắt giảm, thời gian ngừng hoạt động tăng và chi phí sửa chữa đắt đỏ.
Điều Kiện Cắt Cỏ
Tốc độ Cắt: Tốc độ mà chùm tia laser di chuyển trên bề mặt vật liệu ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả cắt. Tìm ra sự cân bằng phù hợp giữa tốc độ cắt và công suất giúp đạt được kết quả mong muốn và giảm thiểu thời gian xử lý.
Lựa chọn khí hỗ trợ: Các loại khí hỗ trợ như oxy, nitơ hoặc không khí nén giúp hỗ trợ việc loại bỏ vật liệu và làm mát trong quá trình cắt laser. Việc lựa chọn khí hỗ trợ phụ thuộc vào loại vật liệu, độ dày và chất lượng cạnh mong muốn. Áp lực khí hỗ trợ càng cao, độ tinh khiết của khí càng lớn, lượng tạp chất bám vào vật liệu càng ít và cạnh cắt càng nhẵn mịn. Nhìn chung, oxy cho tốc độ cắt nhanh hơn, trong khi nitơ mang lại chất lượng cắt tốt hơn và chi phí thấp hơn. Các loại khí khác nhau cung cấp mức độ hiệu quả và độ sạch trong cắt khác nhau.
Thiết kế và căn chỉnh đầu phun: Thiết kế và căn chỉnh đầu phun phù hợp giúp định hướng dòng khí thứ cấp và duy trì khoảng cách đứng tối ưu. Việc căn chỉnh sai hoặc mài mòn đầu phun có thể dẫn đến giảm hiệu suất và chất lượng cắt.
Điều Kiện Cắt Cỏ
Tốc độ Cắt: Tốc độ mà chùm tia laser di chuyển trên bề mặt vật liệu ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả cắt. Tìm ra sự cân bằng phù hợp giữa tốc độ cắt và công suất giúp đạt được kết quả mong muốn và giảm thiểu thời gian xử lý.
Lựa chọn khí hỗ trợ: Các loại khí hỗ trợ như oxy, nitơ hoặc không khí nén giúp hỗ trợ việc loại bỏ vật liệu và làm mát trong quá trình cắt laser. Việc lựa chọn khí hỗ trợ phụ thuộc vào loại vật liệu, độ dày và chất lượng cạnh mong muốn. Áp suất khí hỗ trợ càng cao, độ tinh khiết của khí càng lớn, từ đó giảm thiểu các tạp chất bám dính vào vật liệu và tạo ra bề mặt cắt mịn hơn. Nhìn chung, oxy giúp cắt nhanh hơn, trong khi nitơ cho chất lượng cắt tốt hơn và ít tốn kém hơn. Các loại khí khác nhau mang lại mức độ hiệu quả và độ sạch trong cắt khác nhau.
Thiết kế và căn chỉnh đầu phun: Thiết kế và căn chỉnh đúng đầu phun giúp định hướng dòng khí thứ cấp và duy trì khoảng cách đứng tối ưu. Việc căn chỉnh sai hoặc mài mòn đầu phun có thể dẫn đến giảm hiệu quả và chất lượng cắt.
Các yếu tố môi trường
Nhiệt độ và Độ ẩm: Nhiệt độ môi trường và mức độ ẩm có thể ảnh hưởng đến hiệu suất cắt laser. Nhiệt độ quá cao hoặc độ ẩm cao có thể gây biến dạng vật liệu hoặc cản trở sự truyền của tia laser, làm ảnh hưởng đến tốc độ và chất lượng cắt.
Chất lượng Không khí: Các chất gây ô nhiễm trong không khí, như bụi hay hạt lơ lửng, có thể cản trở quá trình cắt laser. Duy trì không khí sạch trong môi trường cắt giúp ngăn ngừa tắc vòi phun và đảm bảo hiệu suất cắt ổn định.
Các Xem xét Thiết kế
Độ Phức tạp Hình học: Những thiết kế phức tạp với các góc nhọn, chi tiết nhỏ hoặc dung sai hẹp có thể yêu cầu tốc độ cắt thấp hơn để duy trì độ chính xác và chất lượng cạnh. Phần mềm CAD tiên tiến có thể tối ưu hóa đường cắt cho các hình học phức tạp, cải thiện hiệu quả tổng thể.
Tối ưu hóa bố trí: Bằng cách sử dụng hiệu quả vật liệu thông qua phần mềm tối ưu hóa bố trí, bạn có thể giảm thiểu lãng phí vật liệu, rút ngắn thời gian cắt và cuối cùng là cải thiện hiệu quả quy trình tổng thể. Các thuật toán bố trí sắp xếp các chi tiết theo cách tiết kiệm không gian nhất, tối đa hóa mức độ sử dụng vật liệu.
Yêu cầu về bề mặt cạnh: Các yêu cầu về chất lượng cạnh (có thể là mịn, thô hoặc không ba via) ảnh hưởng đến thông số và tốc độ cắt. Có thể cần thực hiện điều chỉnh để đáp ứng các tiêu chuẩn hoàn thiện bề mặt cụ thể, đảm bảo sản phẩm cuối cùng đạt các tiêu chuẩn chất lượng.
Trong quá trình cắt bằng laser phức tạp, các nhà sản xuất phải xem xét và cân nhắc cẩn thận những yếu tố này để khai thác đầy đủ tiềm năng của công nghệ tiên tiến này. Việc hiểu rõ chi tiết về sự tương tác vật liệu, động lực học tia laser, điều kiện cắt, cấu hình máy, tác động môi trường và độ phức tạp thiết kế có thể giúp đạt được tốc độ và hiệu quả cắt laser tối ưu trong sản xuất hiện đại.
Cách tăng tốc độ cắt laser
1. Chọn vật liệu phù hợp
Việc chọn các vật liệu dễ cắt hơn có thể cải thiện hiệu suất cắt.
2. Điều chỉnh công suất laser đúng cách
Việc điều chỉnh công suất laser ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ cắt laser. Do đó, rất quan trọng khi điều chỉnh công suất laser phù hợp với từng loại vật liệu và độ dày khác nhau để tăng tốc độ cắt.
3. Sử dụng laser chất lượng cao
Chất lượng laser cũng ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ cắt laser. Việc sử dụng laser chất lượng cao hơn có thể cải thiện hiệu quả cắt và giảm thời gian cắt.
4. Bảo trì thiết bị
Bảo dưỡng và sửa chữa định kỳ máy cắt laser để duy trì trạng thái hoạt động tối ưu sẽ giúp cải thiện tốc độ và hiệu suất cắt.
Mối quan hệ giữa Công suất Laser, Tình trạng Vật liệu và Tốc độ Cắt Laser
Trước đây, chúng ta đã thảo luận về các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ cắt laser, bao gồm tính chất vật liệu và công suất nguồn laser. Dưới đây, chúng tôi sử dụng một biểu đồ để minh họa độ dày cắt tối đa và tốc độ cắt tương ứng đối với laser sợi Raycus 1000W-15000W và laser sợi IPG 1000W-12000W.
Tốc độ cắt Raycus - Thép cacbon
Thông số độ dày và tốc độ cắt bằng laser sợi (Raycus/Thép cacbon/1000W-4000W)
| Vật liệu | Công suất Laser | 1000W | 1500W | 2000 Watt | 3000W | 4000W |
| Độ dày | Tốc độ | Tốc độ | Tốc độ | Tốc độ | Tốc độ | |
| (mm) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | |
| Thép cacbon (O2/N2/Không khí) | 1 | 5.5/10 | 6.7/20 | 7.3/25 | 10/35 | 28-35 |
| 2 | 4 | 5 | 5.2/9 | 5.5/20 | 12-15 | |
| 3 | 3 | 3.6 | 4.2 | 4 | 4-4,5(1,8 kW)/8-12 | |
| 4 | 2.3 | 2.5 | 3 | 3.5 | 3-3,5(2,4 kW) | |
| 5 | 1.8 | 1.8 | 2.2 | 3.2 | 2,5-3(2,4 kW) | |
| 6 | 1.4 | 1.5 | 1.8 | 2.7 | 2,5-2,8(3 kW) | |
| 8 | 1.1 | 1.2 | 1.3 | 2.2 | 2-2,3(3,6 kW) | |
| 10 | 0.8 | 1 | 1.1 | 1.5 | 1.8-2(4 kW) | |
| 12 | 0.8 | 0.9 | 1 | 1-1.2(1.8-2.2 kW) | ||
| 14 | 0.65 | 0.8 | 0.9 | 0.9-1(1.8-2.2 kW) | ||
| 16 | 0.5 | 0.7 | 0.75 | 0.7-0.9(2.2-2.6 kW) | ||
| 18 | 0.5 | 0.65 | 0.6-0.7(2.2-2.6 kW) | |||
| 20 | 0.4 | 0.6 | 0.55-0.65(2.2-2.6 kW) | |||
| 22 | 0.55 | 0.5-0.6(2.2-2.8 kW) | ||||
| 25 | 0.5(2.4-3 kW) |
Thông số độ dày và tốc độ cắt laser sợi (Raycus/thép carbon/6000W-15000W)
| Công suất Laser | 6000W | 8000W | 10000W | 12000W | 15000W |
| Độ dày | Tốc độ | Tốc độ | Tốc độ | Tốc độ | Tốc độ |
| (mm) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | (m/min) |
| 1 | 30-45 | 35-45 | 40-45 | 50-60 | 50-60 |
| 2 | 20-25 | 30-35 | 35-40 | 40-45 | 45-48 |
| 3 | 3.5-4.2(2.4 kW) / 12-14 | 20-25 | 25-30 | 30-35 | 30-38 |
| 4 | 3.3-3.8(2.4 kW) / 7-8 | 15-18 | 18-20 | 20-26 | 26-29 |
| 5 | 3-3.6(3 kW) / 5-6 | 10-12 | 13-15 | 15-18 | 20-23 |
| 6 | 2.7-3.2(3.3 kW) / 4.5-5 | 8-9 | 10-12 | 10-13 | 17-19 |
| 8 | 2.2-2.5(4.2 kW) | 2.3-2.5(4 kW) / 5-5.5 | 7-8 | 7-10 | 10-12 |
| 10 | 2.0-2.3(5.5 kW) | 2.3(6 kW) | 2-2.3(6 kW)/3.5-4.5 | 2-2.3(6 kW)/5-6.5 | 2-2.3(6 kW)/7-8 |
| 12 | 1,9-2,1(6 kW) | 1,8-2(7,5 kW) | 1,8-2(7,5 kW) | 1,8-2(7,5 kW) | 1,8-2(7,5 kW)/5-6 |
| 14 | 1,4-1,7(6 kW) | 1,6-1,8(8 kW) | 1,6-1,8(8,5 kW) | 1,6-1,8(8,5 kW) | 1,6-1,8(8,5 kW)/4,5-5,5 |
| 16 | 1,2-1,4(6 kW) | 1,4-1,6(8 kW) | 1,4-1,6(9,5 kW) | 1,5-1,6(9,5 kW) | 1,5-1,6(9,5 kW)/3-3,5 |
| 18 | 0,8(6 kW) | 1,2-1,4(8 kW) | 1,3-1,5(9,5 kW) | 1,4-1,5(10 kW) | 1,4-1,5(10 kW) |
| 20 | 0,6-0,7(6 kW) | 1-1,2(8 kW) | 1,2-1,4(10 kW) | 1,3-1,4(12 kW) | 1,3-1,4(12 kW) |
| 22 | 0,5-0,6(6 kW) | 0,6-0,65(8 kW) | 1,0-1,2(10 kW) | 1-1,2(12 kW) | 1,2-1,3(15 kW) |
| 25 | 0,4-0,5(6 kW) | 0,3-0,45(8 kW) | 0,5-0,65(10 kW) | 0,8-1(12 kW) | 1,2-1,3(15 kW) |
| 30 | 0,2-0,25(8 kW) | 0,3-0,35(10 kW) | 0,7-0,8(12 kW) | 0,75-0,85(15 kW) | |
| 40 | 0,1-0,15(8 kW) | 0,2(10 kW) | 0,25-0,3(12 kW) | 0,3-0,35(15 kW) | |
| 50 | 0,2-0,25(15 kW) | ||||
| 60 | 0,18-0,2(15 kW) |
Tốc độ cắt IPG - Thép các bon
Thông số độ dày và tốc độ cắt laser sợi (IPG // 1000W-4000W)
| Vật liệu | Công suất Laser | 1000W | 1500W | 2000W | 3000W | 4000W |
| Độ dày | Tốc độ | Tốc độ | Tốc độ | Tốc độ | Tốc độ | |
| (mm) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | |
| Thép cacbon (O2/N2/Không khí) | 1 | 5.5/10 | 6.7/20 | 9-11/18-22 | 9-12/25-30 | 9-11/40-50 |
| 2 | 4.5-5 | 4.9-5.5 | 5-6 | 5-6/12-15 | 5-6/18-22 | |
| 3 | 3-3.3 | 3.4-3.8 | 3.7-4.2 | 4-4.5 | 4-4.5/15-18 | |
| 4 | 2.1-2.4 | 2.4-2.8 | 2.8-3.5 | 3.2-3.8 | 3.2-3.8/8-10 | |
| 5 | 1.6-1.8 | 2.0-2.4 | 2.5-2.8 | 3.2-3.4 | 3-3.5/4-5 | |
| 6 | 1.3-1.5 | 1.6-1.9 | 2.0-2.5 | 3-3.2 | 2.8-3.2 | |
| 8 | 0.9-1.1 | 1.1-1.3 | 1.2-1.5 | 2-2.3 | 2.3-2.6 | |
| 10 | 0.7-0.9 | 0.9-1.0 | 1-1.2 | 1.5-1.7 | 2-2.2 | |
| 12 | 0.7-0.8 | 0.9-1.1 | 0.8-1 | 1-1.5 | ||
| 14 | 0.6-0.7 | 0.7-0.9 | 0.8-0.9 | 0.85-1.1 | ||
| 16 | 0.6-0.75 | 0.7-0.85 | 0.8-1 | |||
| 20 | 0.65-0.8 | 0.6-0.9 | ||||
| 22 | 0.6-0.7 |
Thông số độ dày và tốc độ cắt laser sợi (Raycus/thép carbon/6000W-15000W)
| Công suất Laser | 6000W | 8000W | 10000W | 12000W | 15000W |
| Độ dày | Tốc độ | Tốc độ | Tốc độ | Tốc độ | Tốc độ |
| (mm) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | (m/min) |
| 1 | 30-45 | 35-45 | 40-45 | 50-60 | 50-60 |
| 2 | 20-25 | 30-35 | 35-40 | 40-45 | 45-48 |
| 3 | 3.5-4.2(2.4 kW) / 12-14 | 20-25 | 25-30 | 30-35 | 30-38 |
| 4 | 3.3-3.8(2.4 kW) / 7-8 | 15-18 | 18-20 | 20-26 | 26-29 |
| 5 | 3-3.6(3 kW) / 5-6 | 10-12 | 13-15 | 15-18 | 20-23 |
| 6 | 2.7-3.2(3.3 kW) / 4.5-5 | 8-9 | 10-12 | 10-13 | 17-19 |
| 8 | 2.2-2.5(4.2 kW) | 2.3-2.5(4 kW) / 5-5.5 | 7-8 | 7-10 | 10-12 |
| 10 | 2.0-2.3(5.5 kW) | 2.3(6 kW) | 2-2.3(6 kW)/3.5-4.5 | 2-2.3(6 kW)/5-6.5 | 2-2.3(6 kW)/7-8 |
| 12 | 1,9-2,1(6 kW) | 1,8-2(7,5 kW) | 1,8-2(7,5 kW) | 1,8-2(7,5 kW) | 1,8-2(7,5 kW)/5-6 |
| 14 | 1,4-1,7(6 kW) | 1,6-1,8(8 kW) | 1,6-1,8(8,5 kW) | 1,6-1,8(8,5 kW) | 1,6-1,8(8,5 kW)/4,5-5,5 |
| 16 | 1,2-1,4(6 kW) | 1,4-1,6(8 kW) | 1,4-1,6(9,5 kW) | 1,5-1,6(9,5 kW) | 1,5-1,6(9,5 kW)/3-3,5 |
| 18 | 0,8(6 kW) | 1,2-1,4(8 kW) | 1,3-1,5(9,5 kW) | 1,4-1,5(10 kW) | 1,4-1,5(10 kW) |
| 20 | 0,6-0,7(6 kW) | 1-1,2(8 kW) | 1,2-1,4(10 kW) | 1,3-1,4(12 kW) | 1,3-1,4(12 kW) |
| 22 | 0,5-0,6(6 kW) | 0,6-0,65(8 kW) | 1,0-1,2(10 kW) | 1-1,2(12 kW) | 1,2-1,3(15 kW) |
| 25 | 0,4-0,5(6 kW) | 0,3-0,45(8 kW) | 0,5-0,65(10 kW) | 0,8-1(12 kW) | 1,2-1,3(15 kW) |
| 30 | 0,2-0,25(8 kW) | 0,3-0,35(10 kW) | 0,7-0,8(12 kW) | 0,75-0,85(15 kW) | |
| 40 | 0,1-0,15(8 kW) | 0,2(10 kW) | 0,25-0,3(12 kW) | 0,3-0,35(15 kW) | |
| 50 | 0,2-0,25(15 kW) | ||||
| 60 | 0,18-0,2(15 kW) |
Tốc độ cắt IPG - Thép carbon
Thông số độ dày và tốc độ cắt laser sợi (IPG // 1000W-4000W)
| Vật liệu | Công suất Laser | 1000W | 1500W | 2000W | 3000W | 4000W |
| Độ dày | Tốc độ | Tốc độ | Tốc độ | Tốc độ | Tốc độ | |
| (mm) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | |
| Thép cacbon (O2/N2/Không khí) | 1 | 5.5/10 | 6.7/20 | 9-11/18-22 | 9-12/25-30 | 9-11/40-50 |
| 2 | 4.5-5 | 4.9-5.5 | 5-6 | 5-6/12-15 | 5-6/18-22 | |
| 3 | 3-3.3 | 3.4-3.8 | 3.7-4.2 | 4-4.5 | 4-4.5/15-18 | |
| 4 | 2.1-2.4 | 2.4-2.8 | 2.8-3.5 | 3.2-3.8 | 3.2-3.8/8-10 | |
| 5 | 1.6-1.8 | 2.0-2.4 | 2.5-2.8 | 3.2-3.4 | 3-3.5/4-5 | |
| 6 | 1.3-1.5 | 1.6-1.9 | 2.0-2.5 | 3-3.2 | 2.8-3.2 | |
| 8 | 0.9-1.1 | 1.1-1.3 | 1.2-1.5 | 2-2.3 | 2.3-2.6 | |
| 10 | 0.7-0.9 | 0.9-1.0 | 1-1.2 | 1.5-1.7 | 2-2.2 | |
| 12 | 0.7-0.8 | 0.9-1.1 | 0.8-1 | 1-1.5 | ||
| 14 | 0.6-0.7 | 0.7-0.9 | 0.8-0.9 | 0.85-1.1 | ||
| 16 | 0.6-0.75 | 0.7-0.85 | 0.8-1 | |||
| 20 | 0.65-0.8 | 0.6-0.9 | ||||
| 22 | 0.6-0.7 |
Thông số độ dày và tốc độ cắt laser sợi (IPG/thép carbon/6000W-12000W)
| Vật liệu | Công suất Laser | 6000W | 8000W | 10000W | 12000W |
| Độ dày | Tốc độ | Tốc độ | Tốc độ | Tốc độ | |
| (mm) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | |
| Thép cacbon (O2/N2/Không khí) | 1 | 10-12/45-60 | 10-12/50-60 | 10-12/50-80 | |
| 2 | 5-6/26-30 | 5.5-6.8/30-35 | 5.5-6.8/38-43 | ||
| 3 | 4-4.5/18-20 | 4.2-5.0/20-25 | 4.2-5.0/28-30 | ||
| 4 | 3.2-3.8/13-15 | 3.7-4.5/15-18 | 3.7-4.5/18-21 | ||
| 5 | 3-3.5/7-10 | 3.2-3.8/10-12 | 3.2-3.8/13-15 | ||
| 6 | 2.8-3.2 | 2.8-3.6/8.2-9.2 | 2.8-3.6/10.8-12 | ||
| 8 | 2.5-2.8 | 2.6-3.0/5.0-5.8 | 2.6-3.0/7.0-7.8 | ||
| 10 | 2.0-2.5 | 2.1-2.6/3.0-3.5 | 2.1-2.6/3.8-4.6 | 2.2-2.6 | |
| 12 | 1.8-2.2 | 1.9-2.3 | 1.9-2.3 | 2-2.2 | |
| 14 | 1-1.8 | 1.1-1.8 | 1.1-1.8 | 1.8-2.2 | |
| 16 | 0.85-1.5 | 0.85-1.2 | 0.85-1.2 | 1.5-2 | |
| 20 | 0.75-1.0 | 0.75-1.1 | 0.75-1.1 | 1.2-1.7 | |
| 22 | 0.7-0.8 | 0.7-0.85 | 0.7-0.85 | 0.7-0.85 | |
| 25 | 0.6-0.7 | 0.6-0.8 | 0.6-0.8 | 0.6-0.8 | |
| 30 | 0.4-0.5 | ||||
| 35 | 0.35-0.45 | ||||
| 40 | 0.3-0.4 |
Như biểu đồ hiển thị, chúng ta có thể xem các thông số độ dày và tốc độ cho các máy cắt laser sợi 1000W, 1500W, 2000W, 3000W, 4000W, 6000W, 8000W, 10000W, 12000W và 15000W.
Lấy thép carbon làm ví dụ, một máy cắt laser sợi Raycus 1000W có thể cắt thép carbon dày 3mm với tốc độ cắt tối đa 3 mét mỗi phút.
Một máy cắt laser sợi 1500W có thể cắt thép carbon dày 3mm với tốc độ cắt tối đa 3,6 mét mỗi phút.
Sử dụng biểu đồ IPG ở trên, chúng ta có thể so sánh các thông số của các máy cắt laser khác nhau khi cắt cùng một vật liệu. Ví dụ:
Một máy cắt laser 1000W có thể cắt thép carbon dày 3mm với tốc độ tối đa 3,3 mét mỗi phút.
Một máy cắt laser 1500W có thể cắt thép carbon dày 3mm với tốc độ tối đa 3,9 mét mỗi phút.
Tốc độ cắt Raycus - Thép không gỉ
Thông số độ dày và tốc độ cắt bằng laser sợi (Raycus/thép không gỉ/1000W-4000W)
| Vật liệu | Công suất Laser | 1000W | 1500W | 2000W | 3000W | 4000W |
| Độ dày | Tốc độ | Tốc độ | Tốc độ | Tốc độ | Tốc độ | |
| (mm) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | |
| Thép không gỉ (N2) | 1 | 13 | 20 | 28 | 28-35 | 30-40 |
| 2 | 6 | 7 | 10 | 18-24 | 15-20 | |
| 3 | 3 | 4.5 | 5 | 7-10 | 10-12 | |
| 4 | 1 | 3 | 3 | 5-6.5 | 6-7 | |
| 5 | 0.6 | 1.5 | 2 | 3-3.6 | 4-4.5 | |
| 6 | 0.8 | 1.5 | 2-2.7 | 3-3.5 | ||
| 8 | 0.6 | 1-1.2 | 1.5-1.8 | |||
| 10 | 0.5-0.6 | 1-1.2 | ||||
| 12 | 0.8 |
Thông số độ dày và tốc độ cắt bằng laser sợi (Raycus/thép không gỉ/6000W-15000W)
| Vật liệu | Công suất Laser | 6000W | 8000W | 10000W | 12000W | 15000W |
| Độ dày | Tốc độ | Tốc độ | Tốc độ | Tốc độ | Tốc độ | |
| (mm) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | |
| Thép không gỉ (N2) | 1 | 30-45 | 40-50 | 45-50 | 50-60 | 50-60 |
| 2 | 25-30 | 30-35 | 35-40 | 40-45 | 45-50 | |
| 3 | 15-18 | 20-24 | 25-30 | 30-35 | 35-38 | |
| 4 | 10-12 | 12-15 | 18-20 | 23-27 | 25-29 | |
| 5 | 7-8 | 9-10 | 12-15 | 15-18 | 18-22 | |
| 6 | 4.5-5 | 7-8 | 8-9 | 13-15 | 15-18 | |
| 8 | 3.5-3.8 | 4-5 | 5-6 | 8-10 | 10-12 | |
| 10 | 1.5-2 | 3-3.5 | 3.5-4 | 6.5-7.5 | 8-9 | |
| 12 | 1-1.2 | 2-2.5 | 2.5-3 | 5-5.5 | 6-7 | |
| 16 | 0.5-0.6 | 1-1.5 | 1.6-2 | 2-2.3 | 2.9-3.1 | |
| 20 | 0.2-0.35 | 0.6-0.8 | 1-1.2 | 1.2-1.4 | 1.9-2.1 | |
| 22 | 0.4-0.6 | 0.7-0.9 | 0.9-1.2 | 1.5-1.7 | ||
| 25 | 0.3-0.4 | 0.5-0.6 | 0.7-0.9 | 1.2-1.4 | ||
| 30 | 0.15-0.2 | 0.25 | 0.25-0.3 | 0.8-1 | ||
| 35 | 0.15 | 0.2-0.25 | 0.6-0.8 | |||
| 40 | 0.15-0.2 | 0.4-0.5 | ||||
| 45 | 0.2-0.4 |
Tốc độ cắt IPG - Thép không gỉ
Thông số độ dày và tốc độ cắt bằng laser sợi (IPG/thép không gỉ/1000W-4000W)
| Vật liệu | Công suất Laser | 1000W | 1500W | 2000W | 3000W | 4000W |
| Độ dày | Tốc độ | Tốc độ | Tốc độ | Tốc độ | Tốc độ | |
| (mm) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | |
| Thép không gỉ (N2) | 1 | 12-15 | 16-20 | 20-28 | 30-40 | 40-55 |
| 2 | 4.5-5.5 | 5.5-7.0 | 7-11 | 15-18 | 20-25 | |
| 3 | 1.5-2 | 2.0-2.8 | 4.5-6.5 | 8-10 | 12-15 | |
| 4 | 1-1.3 | 1.5-1.9 | 2.8-3.2 | 5.4-6 | 7-9 | |
| 5 | 0.6-0.8 | 0.8-1.2 | 1.5-2 | 2.8-3.5 | 4-5.5 | |
| 6 | 0.6-0.8 | 1-1.3 | 1.8-2.6 | 2.5-4 | ||
| 8 | 0.6-0.8 | 1.0-1.3 | 1.8-2.5 | |||
| 10 | 0.6-0.8 | 1.0-1.6 | ||||
| 12 | 0.5-0.7 | 0.8-1.2 | ||||
| 16 | 0.25-0.35 |
Thông số độ dày và tốc độ cắt bằng laser sợi (IPG/thép không gỉ/6000W-12000W)
| Vật liệu | Công suất Laser | 6000W | 8000W | 10000W | 12000W |
| Độ dày | Tốc độ | Tốc độ | Tốc độ | Tốc độ | |
| (mm) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | (m/min) | |
| Thép không gỉ (N2) | 1 | 60-80 | 60-80 | 60-80 | 70-80 |
| 2 | 30-35 | 36-40 | 39-42 | 42-50 | |
| 3 | 19-21 | 21-24 | 25-30 | 33-40 | |
| 4 | 12-15 | 15-17 | 20-22 | 25-28 | |
| 5 | 8.5-10 | 10-12.5 | 14-16 | 17-20 | |
| 6 | 5.0-5.8 | 7.5-8.5 | 11-13 | 13-16 | |
| 8 | 2.8-3.5 | 4.8-5.8 | 7.8-8.8 | 8-10 | |
| 10 | 1.8-2.5 | 3.2-3.8 | 5.6-7 | 6-8 | |
| 12 | 1.2-1.5 | 2.2-2.9 | 3.5-3.9 | 4.5-5.4 | |
| 16 | 1.0-1.2 | 1.5-2.0 | 1.8-2.6 | 2.2-2.5 | |
| 20 | 0.6-0.8 | 0.95-1.1 | 1.5-1.9 | 1.4-6 | |
| 22 | 0.3-0.4 | 0.7-0.85 | 1.1-1.4 | 0.9-4 | |
| 25 | 0.15-0.2 | 0.4-0.5 | 0.45-0.65 | 0.7-1 | |
| 30 | 0.3-0.4 | 0.4-0.5 | 0.3-0.5 | ||
| 35 | 0.25-0.35 | ||||
| 40 | 0.2-0.25 |
Bây giờ, hãy xem kỹ hơn các thông số cắt thép không gỉ.
Với máy cắt laser sợi 1000W, bạn có thể cắt thép không gỉ dày 3mm với tốc độ tối đa 3 mét mỗi phút.
Với máy cắt laser sợi 1500W, bạn có thể cắt thép không gỉ dày 3mm với tốc độ tối đa 4,5 mét mỗi phút.
Đối với thép không gỉ dày 5mm, máy cắt laser sợi quang 1000W có thể đạt tốc độ cắt tối đa 0,6 mét mỗi phút, trong khi máy cắt laser 1500W có thể đạt tốc độ cắt tối đa 1,5 mét mỗi phút.
Bằng cách so sánh các thông số này, rõ ràng rằng khi sử dụng cùng loại vật liệu và độ dày, công suất cao hơn cho phép tốc độ cắt nhanh hơn.
Ảnh hưởng của tốc độ cắt laser đến chất lượng cắt
1. Khi tốc độ cắt quá nhanh, khí đồng trục với tia laser không thể hoàn toàn loại bỏ các mảnh vụn cắt. Vật liệu nóng chảy ở hai bên tích tụ và đông cứng lại ở mép dưới, tạo thành ba via khó làm sạch. Cắt quá nhanh cũng có thể dẫn đến việc vật liệu bị cắt không hoàn toàn, còn dính một lớp vật liệu nhất định ở đáy, thường rất nhỏ, cần dùng búa thủ công để gỡ bỏ.
2. Khi tốc độ cắt phù hợp, chất lượng cắt được cải thiện, với các rãnh cắt nhỏ và mịn, bề mặt cắt nhẵn mịn và không có ba via, đồng thời không gây biến dạng tổng thể cho chi tiết gia công, cho phép sử dụng mà không cần xử lý thêm.
Khi tốc độ cắt quá chậm, tia laser năng lượng cao sẽ tồn tại quá lâu ở mỗi khu vực, dẫn đến hiệu ứng nhiệt đáng kể. Điều này có thể gây ra hiện tượng chảy quá mức ở phía đối diện của đường cắt, chảy tràn phía trên đường cắt và xỉ vón cục phía dưới đường cắt, dẫn đến chất lượng cắt kém.
Kết Luận
Tốc độ cắt laser ảnh hưởng đến cả hiệu suất và chất lượng. Do đó, các nhà sản xuất cần hiểu rõ các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ cắt laser. Việc nắm vững tốc độ cắt laser có thể cải thiện tốc độ, độ chính xác và hiệu quả của quá trình cắt laser, từ đó nâng cao năng lực sản xuất và tính cạnh tranh.
