3 misstag att undvika vid laserskärning av metall
I den komplexa processen med laserskärning av metall kan en mängd olika problem som påverkar produktens kvalitet och prestanda uppstå om du inte är försiktig. Följande tre misstag är vad utövarna måste vara vaksamma på och försöka undvika under drift.
Problem 1 - Ignorera avvikelser vid mätning av delar
Många ingenjörer begår misstaget att konstruera detaljer för CNC-bearbetning under detaljkonstruktionsfasen. Det bör vara klart att maskiner för laserskärning skiljer sig fundamentalt från CNC-maskiner, och toleransegenskaperna för delar som skärs med laserskärmaskiner måste beaktas.
Den första svårigheten som ingenjörer stöter på är laserstrålens divergens efter att den lämnat laserhuvudet. Denna fysiska egenskap har en direkt och betydande inverkan på skärbredden. Närmare bestämt kommer undersidan av den skurna delen att vara bredare än ovansidan. För delar som kräver exakta och konsekventa mått på båda sidor är denna skillnad utan tvekan ett stort problem.
Ta den vanliga huspanelen för elektronisk utrustning som ett exempel. Dess kant kan vara något avsmalnande efter laserskärning. I den efterföljande installationsprocessen kommer denna lätt avsmalnande kant att orsaka ett litet gap runt panelens kant. Detta gap påverkar inte bara produktens planhet och estetik, utan kan också orsaka intrång av föroreningar som vattenånga och damm i vissa applikationsscenarier med strikta krav på tätning, vilket påverkar den normala driften och livslängden för utrustningens interna komponenter.
Dessutom kommer breddningen av den nedre skärbredden på delarna som orsakas av laserstrålens divergens också att orsaka problem för montering av delarna. När flera delar måste installeras nära varandra kommer passformen mellan delarna att minskas kraftigt på grund av inkonsekvensen i den nedre skärbredden, vilket gör det svårt att uppnå exakt dockning, och i allvarliga fall kan det till och med leda till att hela produktmonteringen misslyckas. Vid utformningen av sammankopplade delar måste ingenjörerna därför införliva laserstrålens divergensfaktor i designidéerna och reservera ett rimligt toleransområde genom exakt beräkning och simulering för att säkerställa att delarna kan monteras smidigt efter skärning.
Förändringen i strålbredd gör också konstruktionen av sammankopplade delar till en utmaning. I den faktiska produktionen kan två delar som teoretiskt sett passar perfekt ha en del som är något större och den andra något mindre på grund av toleransen för laserskärning. När denna dimensionsavvikelse överskrider toleransgränsen kommer de delar som kunde ha varit tätt sammankopplade inte att kunna uppnå den förväntade passformen, vilket påverkar integriteten och funktionaliteten hos hela produktstrukturen.
Problem 2 - Underlåtenhet att effektivt hantera distorsion
Vridning är en annan svår utmaning som ingenjörer ställs inför när de använder laserskärmaskiner för att tillverka plåtdelar. När laserstrålen träffar den metall som ska skäras absorberar metallen snabbt laserenergin och omvandlar den till värmeenergi, vilket i sin tur leder till att metallen värms upp. När temperaturen stiger expanderar metallen.
Men problemet är att metallens expansionsprocess inte är enhetlig. Å ena sidan har olika metallmaterial olika termiska expansionskoefficienter. Till exempel har aluminiumlegering och rostfritt stål helt olika expansionsgrader under samma temperaturförändring; å andra sidan kommer tillverkningsprocessen för materialet, såsom rullningsriktning, intern organisationsstruktur och andra faktorer, också att påverka enhetligheten i metallens expansion vid uppvärmning. Den kombinerade effekten av dessa faktorer gör det mycket troligt att metallen kommer att böjas och deformeras under den termiska expansionsprocessen, vilket är vad vi kallar skevhet.
Detta skevhetsfenomen kommer att medföra många praktiska problem för ingenjörerna. För delar som ursprungligen är designade för att monteras ihop exakt, kommer delarnas form och storlek att avvika från designförväntningarna när skevhet uppstår, vilket gör det svårt för dem att passa perfekt under monteringen. Detta förlänger inte bara monteringstiden och ökar arbetskostnaderna, utan i allvarliga fall leder det även till att delarna måste skrotas, vilket leder till slöseri med resurser och ökade produktionskostnader.
Ur strukturmekanisk synvinkel medför skevhet också allvarliga dolda faror för strukturella komponenter. När en strukturell komponent vrider sig blir dess interna spänningsfördelning ojämn och dess ursprungliga förmåga att bära laster jämnt förstörs. När den skeva delen utsätts för yttre belastningar är det mer sannolikt att den ger upphov till spänningskoncentration, vilket minskar komponentens totala styrka och bärförmåga. I vissa tillämpningsscenarier med extremt höga krav på strukturell styrka, såsom flyg- och rymdindustrin, biltillverkning och andra områden, kan komponenternas skeva deformation orsaka allvarliga säkerhetsolyckor.
Därför måste ingenjörer vara mycket försiktiga när de använder laserskärmaskiner för att tillverka plåtkomponenter. I materialvalsstadiet kan du överväga att använda metallmaterial med en mindre värmeutvidgningskoefficient och stabilare prestanda, till exempel vissa speciallegeringsmaterial. I konstruktionsstadiet bör strukturens redundans ökas på lämpligt sätt och delarnas form och layout bör rimligen justeras för att minska risken för skevhet orsakad av termisk deformation. Samtidigt kan den ojämna uppvärmningen av metallen under skärprocessen minimeras så mycket som möjligt genom att optimera parametrar som lasereffekt, skärhastighet och kylmetod när det gäller inställning av processparametrar. Vid behov kan tjockare metallplattor övervägas, eftersom tjockare plattor har bättre motståndskraft mot termisk deformation i viss utsträckning, eller så kan designens komplexitet minskas, och användningen av komplexa former och tunnväggiga strukturer kan minskas, vilket minskar sannolikheten för skevhet.
Problem 3 - Felaktig behandling av laserskärning
Laserskärning är ett fenomen som orsakas av laserstrålens divergens under materialskärningsprocessen. På grund av laserstrålens divergerande egenskaper är det oundvikligt att skärbredden på komponentens undersida är bredare än på ovansidan. Detta är utan tvekan en nyckelfråga för komponenter som kräver strikt dimensionell överensstämmelse på båda sidor. Det är dock värt att notera att graden av påverkan av laserskärning är nära relaterad till komponentens tjocklek. I allmänhet blir laserskärning bara ett problem som inte kan ignoreras när man skär tjockare komponenter.
Ta den vanliga mekaniska huspanelen som ett exempel. När panelen är laserskuren med ett metallmaterial med en tjocklek större än 3 mm kommer kanten på panelens bottenyta att vara betydligt smalare än den övre ytan. När en sådan panel placeras på en plan yta kommer avsmalningen av den nedre kanten att tydligt visa gapet mellan de två ytorna. Detta mellanrum påverkar inte bara produktens plana utseende, utan kan också orsaka tätningsfel i vissa produkter med strikta krav på tätning och vattentäthet, vilket kraftigt minskar produktens skyddande prestanda.
Även om fenomenet laserskärning inte helt kan undvikas under nuvarande tekniska förhållanden, kan vi minimera dess negativa inverkan genom rimlig design och processarrangemang. I produktdesignstadiet planeras den skurna sidan smart inuti designen så att den inte påverkar produktens utseende och nyckelprestanda. Till exempel, vid laserskärning av panelen, placeras den skurna ytans bottenyta smart inuti skalet och den övre ytan används som produktens synliga yta. På detta sätt, även om det finns en storleksskillnad på den nedre ytan som orsakas av laserskärningen, kommer det inte att ha någon betydande inverkan på produktens utseende och faktiska användning. Samtidigt, i den efterföljande monteringsprocessen, genom rimlig monteringssekvens och processmedel, kan laserskärningens inverkan på produktens övergripande prestanda försvagas ytterligare för att säkerställa att produktkvaliteten uppfyller designkraven.
Swedish 
English 
Arabic 
French 
Turkish 
Spanish 
Portuguese 
Czech 
Polish 
German 
Korean 
Japanese 
Greek 
Ukrainian 
Indonesian 
Italian 
Finnish 
Dutch 
Romanian