Vyšší odrazivost a tepelná vodivost činí řezání hliníku laserem mnohem obtížnější než řezání uhlíku a nerezové oceli, ale to neznamená, že nelze dosáhnout dokonalých výsledků. Přečtením tohoto článku si budete moci osvojit některé z technik řezání hliníku laserem.
Obsah
Co je hliník?
Hliník je kov s vysokou odrazivostí a tepelnou vodivostí. Je široce používán díky své nízké hmotnosti, odolnosti proti korozi a lehkosti.
Přestože se hliník používá již dlouhou dobu, neznamená to, že jej lze řezat dokonale, zejména při řezání hliníku laserem!
V tomto článku se tedy budeme zabývat obtížemi, kterým čelí řezání hliníku laserem a jak nastavit parametry pro řezání hladkého hliníkového povrchu bez otřepů.
Proč je řezání hliníku laserem obtížné?
Je dobře známo, že řezání laserem se vyznačuje vysokou účinností a přesností, ale při samotném procesu řezání hliníku se stále potýká s mnoha obtížemi.
Hliník je vysoce reaktivní materiál
Hliník má povrchovou odrazivost 85%-95% pro běžné vláknové lasery (1064nm) a lasery CO2 a většina laserové energie se spíše odráží než pohlcuje, což může poškodit optické čočky nebo senzory.
Ačkoli je hliník kritizován pro své vysoké odrazové vlastnosti, není obtížné jej opravit. Vysokou odrazivost můžeme snížit předběžnou úpravou hliníkového plechu, například laserovým vypálením nebo nástřikem dočasného povlaku.
Rychlé vedení tepla
Tepelná vodivost hliníku je pětkrát vyšší než u oceli, laserem řezaný hliník plechu, teplo se rychle šíří kolem, spodní teplota není dostatečná, spodní hliník není řezán, což vede k visící strusce.
Tepelná vodivost hliníku také způsobí, že velikost bazénu taveniny nebo stupeň tuhnutí není kontrolovatelný, což vede k většímu vyříznutí šířky švu nebo otřepů. Když je teplo z laseru vedeno kolem oblasti řezu, způsobuje měknutí a deformaci hliníku v okolí, což následně vede k deformaci řezaného dílu.
Aby se předešlo problému špatných výsledků řezání v důsledku rychlé tepelné vodivosti hliníku, lze jej vyřešit úpravou parametrů řezacího zařízení. řezání hliníku laserem stroj, předehřev hliníkového plechu a výběr správného energetického zařízení.
Nízká viskozita taveniny
Hliník má po roztavení teplem nízkou viskozitu, kterou pomocný plyn těžko odfoukne, což má za následek ulpívání strusky na dně nebo drsné řezné hrany. Abyste se této situaci vyhnuli, můžete během řezání posílit vyfukování plynu, abyste roztavený hliník na řezné ploše rychle odfoukli.
Výhody řezání hliníku laserem
Hliník se používá ve všech oblastech našeho života, například v plechovkách, rozbitých hliníkových dveřích a oknech, hrncích a pánvích, troubách a kovových obalech elektroniky. Existuje také mnoho způsobů řezání hliníkových panelů, například řezání pilou, CNC řezání a řezání hliníku laserem.
Proč je při tolika způsobech řezání řezání hliníku laserem široce používán? Určitě proto, že má mnoho jedinečných výhod.
Bezkontaktní zpracování
Jedním z největších rozdílů mezi řezáním laserem a CNC řezáním, řezáním pilou a dalšími metodami je, že řezání laserem je bezkontaktní řezání. To také znamená, že při řezání hliníkového plechu nebo trubky laserem nedochází k deformaci materiálu, a to ani v případě, že je tenčí než 1 mm.
Laserové řezání je bezkontaktní, kdy se na povrch řezaného materiálu promítne zaostřený laserový paprsek, který způsobí okamžité zvýšení teploty materiálu a jeho roztavení nebo odpaření. To také znamená, že při laserovém řezání hliníku nedochází k opotřebení nástrojů, což snižuje spotřební materiál v této oblasti.
Laserem řezaný hliník s vysokou přesností
V porovnání s řezáním vodním paprskem nebo plazmou může přesnost polohování při řezání hliníku laserem dosáhnout ±0,05 mm nebo dokonce ±0,03 mm a šířku řezu lze kontrolovat na 0,1-0,3 mm (což odpovídá šířce dvou pramenů vlasů). Je vhodnější pro odvětví, která vyžadují vysokou přesnost řezání, například pro řezání hliníkových kroužků fotoaparátů iPhone, například pro jemné zpracování.
Vysoká rychlost řezání
Řezání stejné tloušťky hliníku, zejména tenkého hliníku, laserem je rychlejší než stříhání, řezání pilou, řezání plazmou atd. Rychlost řezání hliníku o tloušťce 3 mm pomocí 6KW laserového řezacího stroje na hliník může dosáhnout 15 m/min, zatímco rychlost řezání plazmou je pouze 3 m/min, což je 1/5 řezání laserem.
Antireflexní provedení
Řezání hliníku laserem s vysokou odrazivostí vede k nízkému využití energie a riziku poškození zařízení. K vyřešení tohoto problému je mnoho výrobců laserových řezacích strojů vybaveno izolátorem zpětného světla, který může blokovat 99% odražené světlo, čímž účinně snižuje poškození laseru při řezání vysoce reflexních materiálů a zlepšuje řezný účinek.
Digitalizovaná inteligentní výroba
Automatický systém nakládání a vykládání laserového řezacího stroje v kombinaci s vizuální kontrolou s umělou inteligencí přináší revoluci ve výrobním režimu zpracování hliníku, který může realizovat nepřetržitou výrobu bez obsluhy po dobu 24 hodin.
Klíčové metody pro vysoce kvalitní řezání hliníku laserem
Když to vidíte, určitě jste se dozvěděli o znalostech týkajících se hliníku a výhodách řezání laserem. V této části budou představeny účinné metody řezání hliníku s vysokou přesností.
Výkon zařízení a rychlost řezání
Vzhledem k rychlé tepelné vodivosti hliníku a skutečnosti, že jej není snadné po roztavení vyfouknout, je třeba při laserovém řezání dbát na sladění výkonu zařízení s rychlostí řezání. Příliš vysoká rychlost povede k proříznutí nebo visení strusky na dně, zatímco příliš pomalá vyvolá přepálení a příliš široký řez.
Při řezání tenkého hliníkového plechu o tloušťce pod 3 mm lze použít vysokorychlostní řezání (10-25 m/min) s vysokofrekvenčními pulzy, aby se zabránilo akumulaci tepla. Při řezání hliníku silnějšího než 6 mm přiměřeně snižte rychlost a použijte postupné zvyšování výkonu, abyste zajistili průnik energie.
Bod nejvyšší účinnosti otáček pro řezání bez otřepů můžete zjistit kalibrací zkušebního řezu, obvykle 70-80% mezních otáček.
Předúprava materiálu
Stav povrchu hliníku přímo ovlivňuje míru absorpce laseru, pokud to podmínky dovolují, doporučuje se provést předběžnou úpravu, například odstranění olejového filmu a oxidační vrstvy na povrchu hliníku, nástřik matného povlaku na zrcadlový hliník a další způsoby, jak zlepšit absorpci hliníku laserem.
Pomocný plyn
Pomocný plyn se používá k odfukování zbytkové strusky, ochraně čočky a zvýšení řezné rychlosti. Když řezání hliníku laserem, lze použitím dusíku dosáhnout lepších výsledků řezání. Je to proto, že dusík je inertní plyn a nereaguje s hliníkem. Vysokotlaký dusík navíc dokáže účinně odfouknout roztavený hliník, čímž zabrání tvorbě otřepů z kondenzace strusky a zlepší tak kvalitu řezaného povrchu.
Sledování kvality řezu
Monitorování v reálném čase je základem zajištění kvality řezání. Normální tavenina by měla vykazovat stabilní modrou plazmu, pokud se objeví létající meč nebo blikání, je třeba upravit parametry.
Délka zadního jiskrového paprsku by měla být 20-40 mm, pokud je jiskra příliš krátká, znamená to, že výkon není dostatečný, a pokud je příliš dlouhá, je příliš rychlá a neprořízne.
Běžné vady při řezání
|
Fenomén defektu |
Možné příčiny |
Řešení |
|
Visící struska na dně |
Nedostatečný tlak plynu / ucpaná tryska |
Vyčistěte trysku a zvyšte tlak o 0,2 MPa. |
|
Řezný šev je nahoře široký a dole úzký. |
Poloha ohniska je posunuta |
Překalibrujte ohnisko (±0,05 mm). |
|
Řezná plocha zčernalá |
Přimíchávání kyslíku / příliš nízká rychlost |
Kontrola těsnosti plynu a zvýšení rychlosti o 10% |
Nejčastější dotazy
Ano, samozřejmě! Laserové řezání je zdaleka nejvhodnější možností. V průmyslu zpracování hliníku se hojně využívá díky své vysoké přesnosti, rychlosti, šetrnosti k životnímu prostředí a hospodárnosti.
Cena laserového řezacího stroje na hliník závisí na několika faktorech, jako je typ laseru, výkon laseru, šířka zpracování atd.
Obecně řečeno, řezání hliníku laserem CO2 má jednoduchou strukturu a zaměřuje se především na nízký výkon, který je snadněji dosažitelný a levnější.
Řezání hliníku vláknovým laserem má větší výkon a šířku zpracování, je vhodnější pro průmyslové použití a dražší. Konkrétní cenu řezání hliníku laserem je třeba stanovit podle konkrétní konfigurace.
|
Power |
Tloušťka |
Rychlost řezání (dusík) |
|
1-2KW |
1 mm |
15-25 m/min |
|
4-6KW |
6 mm |
3-6 m/min |
|
8-12KW |
15 mm |
0,8-1,5 m/min |
Laserem řezaný hliník VS CNC řezaný hliník
Podívejte se zde, možná mezi řezáním laserem a CNC řezáním, máte spoustu otázek, následující budou porovnány z tloušťky řezu, účinnosti, investičních nákladů a výsledků řezání.
Tloušťka řezu
Vzhledem k vysoké tepelné vodivosti hliníku je laser vhodnější pro řezání středně tenkých desek, jako jsou podvozky, chladiče. cnc je vhodné pro řezání ultratenkých hliníkových dílů, jako jsou polotovary forem.
Účinnost řezání
Vzhledem k tomu, že CNC řezání je vrstvené frézování, ve spojení s CNC je kontaktní metoda řezání, nástroj se opotřebovává rychleji, je třeba často měnit nůž, takže rychlost řezání bude relativně nízká.
Laserové řezání při řezání tenkého hliníku, nejrychlejší rychlost až 20 m/min a bezkontaktní zpracování, bez nutnosti výměny nástroje, při velkém počtu plochých řezů.
Náklady na vybavení
Laserové řezání bez drahého spotřebního materiálu, pořizovací náklady, náklady na následnou údržbu jsou nízké. CNC řezací stroj se v procesu zpracování rychleji opotřebovává, nástroje je třeba často vyměňovat, ve spojení s CNC zpracováním je řezaný šev větší, ztráta surovin je větší. Z dlouhodobého hlediska není CNC řezání tak nákladově efektivní jako řezání hliníku laserem.
Závěr
Přestože se řezání hliníku laserem potýká s problémy, jako je vysoká odrazivost a rychlá tepelná vodivost, lze vysoce kvalitní řezání plně realizovat díky vědeckému nastavení parametrů a pokročilému řízení procesu stroje pro předběžnou úpravu materiálu.
S nárůstem výkonu vláknového laseru a rozvojem monitorovací technologie překonává řezání hliníku laserem hranice tloušťky a přesnosti a stává se klíčovým procesem v leteckém, elektronickém, automobilovém a dalších oborech.
Kontaktujte nás pro nejlepší řešení laserového řezání hliníku!
Společnost XT LASER se zavazuje poskytovat svým zákazníkům nejvhodnější podporu při řezání hliníku laserem. Hluboce rozumíme různým potřebám každého zákazníka v oblasti zpracování a zajišťujeme, aby každý zákazník obdržel to nejuspokojivější řešení.
Pokud máte specifické potřeby, obraťte se na náš profesionální tým a získejte bezplatnou nabídku na míru.
Czech 
English 
Arabic 
French 
Turkish 
Spanish 
Portuguese 
Polish 
German 
Korean 
Japanese 
Greek 
Ukrainian 
Indonesian 
Italian 
Finnish 
Dutch 
Swedish 
Romanian