Tehnologia de formare prin tăiere cu laser este un sistem tehnic cuprinzător care transformă procesul fizic de-razele laser de înaltă energie care interacționează cu materialele în rezultate de formare geometrică stabile și controlabile. Esența sa constă în obținerea îndepărtării localizate a materialului și în formarea unui contur predeterminat prin cuplarea cu mai multe-câmpuri de lumină, căldură și forță. Acest lucru păstrează avantajele prelucrării laser fără-contact și de înaltă{5}}precizie, îndeplinind în același timp cerințele de formare ale structurilor complexe și ale diverselor materiale prin proiectarea în colaborare a lanțului de proces.
Procesul începe cu generarea și transmiterea fasciculului laser. Laserul emite un fascicul coerent bazat pe caracteristicile de absorbție a lungimii de undă ale materialului. După ce a fost modelat și colimat de sistemul optic, acesta este focalizat într-un punct de dimensiunea unui micrometru-de către o lentilă de focalizare, asigurând o densitate de energie suficientă pentru a topi sau vaporiza materialul într-un timp foarte scurt. Stabilitatea sistemului de căi optice afectează direct poziția focală și uniformitatea distribuției energiei; prin urmare, este necesară o temperatură constantă și un mediu de izolare a vibrațiilor și o calibrare optică regulată pentru a menține calitatea constantă a fasciculului.
În timpul etapei de interacțiune cu materialul, fasciculul laser scanează de-a lungul unui traseu planificat controlat numeric. Temperatura ridicată la punctul focal face ca metalele sau ne{1}}metale să intre rapid într-o stare topită sau vaporizată. În acest moment, gazul auxiliar este injectat cu viteză mare din duza coaxială, folosind impulsul pentru a expulza materialul topit sau vaporii din tăietură și declanșând o reacție exotermă în mediul gazului oxidant pentru a îmbunătăți eficiența tăierii. Tăierea plăcilor groase necesită o putere mai mare și un timp mai lung de procesare pentru a depăși pierderile prin conducția căldurii; plăcile subțiri se bazează pe o densitate mare de energie și pe o zonă mică-afectată de căldură pentru a preveni deformarea și supraîncălzirea. Selectarea punctului focal este deosebit de critică: defocalizarea negativă este benefică pentru obținerea de cantități fine în plăcile subțiri, în timp ce defocalizarea pozitivă poate îmbunătăți stabilitatea de penetrare a plăcilor groase. În procesarea efectivă, este necesară optimizarea dinamică pe baza grosimii materialului și a proprietăților termofizice.
Controlul calității modelării este integrat în planificarea traseului și potrivirea parametrilor. Sistemul CNC nu numai că direcționează capul laser să se miște pe o traiectorie bi-dimensională sau tri-dimensională, dar trebuie și să ajusteze sincron puterea, frecvența, ciclul de lucru și viteza de tăiere pentru a se adapta la diferite caracteristici geometrice, cum ar fi linii drepte și curbe, unghiuri ascuțite și arce. Pentru piesele de prelucrat ușor deformabile, pot fi utilizate procese de punte sau micro-conexiune pentru a menține rigiditatea porțiunii netăiate, separând-o după răcirea totală, suprimând eficient deformarea stresului termic. Algoritmii de imbricare și imbricare inteligenți pot îmbunătăți utilizarea materialului, pot reduce deplasarea în gol și pot îmbunătăți în continuare eficiența producției.
Procesul-în buclă închisă se bazează pe monitorizarea-în timp real și pe corectarea feedback-ului. Senzorii de putere, inspecția vizuală și monitorizarea presiunii gazului captează anomalii, cum ar fi deviația focalizării, atenuarea energiei sau fluctuațiile gazului, permițând sistemului de control să ajusteze parametrii în timp real pentru a asigura consistența în producția de masă. Debavurarea, curățarea și tratarea suprafeței după tăiere sunt extensii ale procesului de formare, având ca scop îmbunătățirea calității suprafeței produsului finit și a performanței sale ulterioare de asamblare.
În general, tehnologia de formare prin tăiere cu laser este un proces de producție de înaltă-tehnologie care integrează transmisia optică de precizie, controlul termodinamic al energiei și coordonarea mișcării CNC. Avantajele sale constau în capacitatea sa de a realiza formarea de înaltă-precizie a contururilor complexe fără-contact și adaptabilitatea la diferite materiale și grosimi, jucând un rol de neînlocuit în componentele structurale-de echipamente de ultimă generație, carcase de instrumente de precizie și produse personalizate. Prin optimizarea continuă a mecanismului de acțiune energetică și a sinergiei lanțului de proces, tehnologia de formare prin tăiere cu laser va continua să-și extindă adâncimea și lățimea de aplicare, oferind un suport solid pentru rafinarea și inteligența producției.
