Parametry procesu cięcia laserowego
Na proces cięcia laserowego wpływa wiele parametrów, niektóre zależą od parametrów technicznych źródła lasera, inne zaś są zmienne. Dzisiejszy nacisk położony jest na parametry procesu wpływające na wiązkę i punkt ogniskowy w cięciu laserowym:
Zasada cięcia laserowego
Cięcie laserowe polega na skupieniu-lasera o dużej mocy na powierzchni przedmiotu obrabianego w celu jego stopienia lub odparowania. Wspomagany gazem tnącym, stopiony żużel jest wydmuchiwany, gdy głowica tnąca przesuwa się po powierzchni przedmiotu obrabianego, tworząc szczelinę oddzielającą materiał.
Moc wyjściowa lasera i tryb
1. Moc wyjściowa lasera
Moc wyjściowa lasera ma bezpośredni wpływ na wydajność maszyny do cięcia laserowego. Ogólnie rzecz biorąc, wraz ze wzrostem grubości blachy wymagana jest większa moc lasera. W przypadku cięcia tego samego materiału o tej samej grubości, większa moc wyjściowa lasera umożliwia szybsze cięcie i gładsze krawędzie cięcia. Jednak po określeniu mocy wyjściowej prędkość cięcia należy zoptymalizować dla konkretnego materiału i grubości, aby osiągnąć najlepsze wyniki. Zarówno zbyt duża, jak i zbyt mała prędkość mogą niekorzystnie wpłynąć na wyniki cięcia laserowego.
2. Tryb wyjścia laserowego
Rozkład jakości wiązki laserowej dzieli się na jedno-trybowy i wielomodowy-. Tryb pojedynczy-występuje, gdy gęstość energii wiązki koncentruje się w jednym punkcie ogniskowym, natomiast tryb wielokrotny-istnieje, gdy dwa lub więcej punktów wykazuje maksymalną gęstość energii. W zastosowaniach związanych z cięciem skupiony punkt znacząco wpływa na jakość cięcia. Lasery jednomodowe mają cieńszy rdzeń światłowodowy, lepszą jakość wiązki w porównaniu z laserami wielomodowymi- oraz rozkład energii Gaussa z gęstością szczytową w środku. Trójwymiarowa-reprezentacja przypomina ostry, zaokrąglony szczyt.
Lasery wielomodowe mają grubszy rdzeń światłowodowy, co skutkuje niższą jakością wiązki w porównaniu z laserami jednomodowymi. Ich rozkład energii jest bardziej równomierny w całym miejscu, a trójwymiarowy-obraz przypomina odwróconą miseczkę. Strome krawędzie wskazują, że rozkład wielomodowy jest znacznie bardziej stromy niż rozkład jednomodowy.
Lasery jedno-modowe doskonale sprawdzają się w obróbce cienkich arkuszy, natomiast lasery wielo-modowe sprawdzają się lepiej w przypadku grubszych materiałów. Porównanie tych dwóch rozwiązań nie ma sensu, ponieważ reprezentują one różne konfiguracje lasera światłowodowego-podobnie jak pojazdy: sedany sprawdzają się na autostradach, a SUV-y radzą sobie-w terenie. Jednak sedany mogą pokonywać góry, a SUV-y mogą nawigowaćdrogi.Zatem wybór trybu jedno-lub wielu-trybu zależy całkowicie od specyficznych wymagań przetwarzania-użytkownika końcowego.
Rozmiar ostrości, głębia ostrości i pozycja ostrości
1. Rozmiar ostrości i głębia ostrości
W cięciu laserowym położenie ogniska znacząco wpływa na wynik cięcia. Różne materiały lub grubości wymagają odpowiednich pozycji ogniskowania podczas cięcia laserowego.
W cięciu laserowym wielkość plamki ogniskowej i głębia ostrości są kluczowymi czynnikami wpływającymi na jakość i wydajność cięcia. Soczewka-o krótkiej ogniskowej wytwarza stosunkowo małą średnicę plamki i małą głębię ostrości, co skutkuje dużą gęstością mocy w ognisku. Ułatwia to-cięcie cienkich materiałów z dużą prędkością i niezwykłą precyzją. I odwrotnie, obiektyw o długim-ognisku zapewnia większą średnicę ogniska, ale większą głębię ostrości. Pod warunkiem utrzymania wystarczającej gęstości mocy, ta konfiguracja lepiej nadaje się do cięcia grubszych przedmiotów.
2. Typowa zależność pomiędzy pozycją ogniska a powierzchnią cięcia
Podczas cięcia cienkich blach ognisko jest zwykle umieszczane na powierzchni przedmiotu obrabianego. W przypadku grubych płyt ognisko zazwyczaj penetruje około 1/3 do 1/4 grubości płyty, mieszcząc się w zakresie ujemnego rozogniskowania. Podczas cięcia stali węglowej ognisko jest umieszczone nad powierzchnią płyty. Wraz ze wzrostem grubości płyty ostrość oddala się od powierzchni, mieszcząc się w zakresie dodatniego rozogniskowania.