Công nghệ cắt laser đã cách mạng hóa nhiều ngành công nghiệp bằng cách cung cấp một cách chính xác, hiệu quả và thường tự động để cắt vật liệu. Một trong những ứng dụng sớm nhất của công nghệ laser là về vật lý thử nghiệm, nhưng việc áp dụng sản xuất của nó đã thể hiện tính linh hoạt và hiệu quả của nó. Hiểu các thành phần chính của máy cắt laser là rất quan trọng không chỉ đối với các nhà khai thác mà còn cho các doanh nghiệp muốn đầu tư vào công nghệ này.

Các thành phần chính trong nháy mắt

Các thành phần chính của máy cắt laser bao gồm bộ cộng hưởng laser, hệ thống phân phối chùm tia, đầu cắt, bộ điều khiển CNC và hệ thống khí hỗ trợ. Các thành phần này hoạt động cùng nhau một cách liền mạch để đạt được sự cắt giảm có độ chính xác cao.

Cộng hưởng laser

Bộ cộng hưởng laser, còn được gọi là nguồn laser, là trái tim của máy cắt laser. Đó là nơi tạo ra chùm tia laser. Loại laser xác định sức mạnh và ứng dụng của máy. Chủ yếu có ba loại laser được sử dụng trong các máy cắt: laser CO2, laser sợi và laser YAG. Laser CO2 chủ yếu được sử dụng cho vật liệu phi kim loại và một số kim loại, laser sợi được biết đến với hiệu quả và được sử dụng để cắt kim loại, và laser YAG được sử dụng cho các vật liệu dày hơn và phản xạ hơn.

Bên trong bộ cộng hưởng, năng lượng được thêm vào môi trường tăng (như CO2, Ytterbium hoặc tinh thể pha tạp Neodymium) để tạo ra các hạt kích thích. Khi các hạt này trở về trạng thái cơ bản của chúng, chúng sẽ giải phóng các photon. Những photon này được phản xạ qua lại giữa các gương trong bộ cộng hưởng cho đến khi một chùm tia laser kết hợp mạnh mẽ được phát ra.

Hệ thống phân phối chùm tia

Sau khi được tạo ra, chùm tia laser phải được hướng vào vật liệu đang được cắt. Đây là nơi hệ thống phân phối chùm sáng phát huy tác dụng. Trong các hệ thống laser CO2, điều này thường liên quan đến một loạt các gương hướng dẫn chùm tia laser. Trong các hệ thống laser sợi, chùm tia được phân phối qua cáp quang.

Hệ thống phân phối chùm tia đảm bảo chùm tia laser duy trì cường độ và tập trung vào khoảng cách giữa bộ cộng hưởng và đầu cắt. Trong một số ứng dụng chính xác cao, quang học thích ứng có thể được sử dụng để điều chỉnh đường dẫn chùm tia cho độ chính xác tối ưu.

Cắt đầu

Đầu cắt chịu trách nhiệm tập trung chùm tia laser vào phôi. Nó chứa một hệ thống ống kính tập trung chùm tia vào một điểm tốt, đạt được cường độ cần thiết để cắt thông qua các vật liệu. Đầu cắt cũng thường bao gồm một vòi phun thông qua đó khí hỗ trợ (như oxy, nitơ hoặc không khí) được hướng vào khu vực cắt.

Khí hỗ trợ có nhiều chức năng. Nó có thể giúp thổi vật liệu tan chảy ra khỏi đường cắt, làm mát khu vực cắt để ngăn chặn quá nhiệt và đảm bảo một cạnh sạch mà không bị thiêu đốt. Việc lựa chọn khí và áp suất của nó có thể ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng của vết cắt.

Bộ điều khiển CNC

Bộ điều khiển CNC (điều khiển số máy tính) là bộ não của máy cắt laser. Nó lấy thiết kế hoặc mẫu (thường là trong tệp CAD) và chuyển đổi nó thành một tập hợp các hướng dẫn điều khiển chuyển động của máy.

Bộ điều khiển CNC đảm bảo rằng chùm tia laser di chuyển chính xác dọc theo đường cắt, điều khiển tốc độ, công suất và định vị của chùm tia. Các hệ thống CNC tiên tiến cũng có thể điều chỉnh các tham số thời gian thực, như tốc độ cắt và năng lượng laser, dựa trên phản hồi từ các cảm biến giám sát quá trình cắt.

Hỗ trợ hệ thống khí

Hệ thống khí hỗ trợ hoạt động cùng với đầu cắt. Nó lưu trữ và cung cấp khí được sử dụng để hỗ trợ quá trình cắt. Loại khí hỗ trợ được sử dụng có thể thay đổi tùy thuộc vào vật liệu được cắt.

Ví dụ, oxy có thể được sử dụng để cắt thép carbon dày vì nó giúp đốt cháy vật liệu, tăng tốc độ cắt. Mặt khác, nitơ thường được sử dụng để cắt thép không gỉ và nhôm vì nó ngăn chặn quá trình oxy hóa và dẫn đến việc cắt sạch hơn.

Phần kết luận

Hiểu các thành phần chính của máy cắt laser có thể cung cấp những hiểu biết sâu sắc về chức năng và hiệu quả của nó. Từ bộ cộng hưởng laser tạo ra chùm tia đến bộ điều khiển CNC hướng dẫn đường dẫn của nó, mỗi thành phần đóng một vai trò quan trọng trong việc cung cấp các vết cắt chính xác và chất lượng cao. Các doanh nghiệp muốn đầu tư vào công nghệ cắt laser nên xem xét các loại vật liệu họ sẽ cắt, cũng như các khả năng cụ thể của từng thành phần để đảm bảo họ chọn đúng máy cho nhu cầu của họ.

Câu hỏi thường gặp

Những vật liệu nào có thể cắt máy cắt laser? 

Máy cắt laser có thể cắt nhiều loại vật liệu bao gồm kim loại (như thép và nhôm), nhựa, gỗ, thủy tinh và dệt may.

Làm thế nào để hỗ trợ khí cải thiện việc cắt laser? 

Hỗ trợ khí giúp thổi bay vật liệu tan chảy, ngăn ngừa quá nóng và đảm bảo vết cắt sạch mà không bị thiêu đốt hoặc oxy hóa.

Vai trò của bộ điều khiển CNC trong máy cắt laser là gì? 

Bộ điều khiển CNC dịch các tệp thiết kế thành các hướng dẫn hướng dẫn chuyển động và hoạt động của chùm tia laser, đảm bảo các vết cắt chính xác.

Những loại laser thường được sử dụng trong máy cắt laser? 

Các loại laser phổ biến bao gồm laser CO2, laser sợi và laser YAG, mỗi loại phù hợp cho các vật liệu và độ dày khác nhau.

Máy cắt laser có thể xử lý sản xuất khối lượng lớn không? Có, nhiều máy cắt laser được thiết kế để sản xuất khối lượng lớn và có thể hoạt động liên tục với thời gian chết tối thiểu.