Tin tức và sự kiện

Máy cắt Laser là gì?

Hiện nay máy cắt laser là loại máy cắt kim loại phổ biến nhất trong ngành máy tạo hình kim loại tấm. Với sự đột phá về công nghệ của máy cắt laser sợi quang tại Trung Quốc từ năm 2010, giá máy cắt laser giảm mạnh và ngày càng nhiều khách hàng chọn mua máy cắt laser thay vì các máy cắt kim loại truyền thống khác như máy cắt plasma, máy cắt tấm và máy cắt tia nước, v.v.

Giới thiệu tóm tắt về máy cắt Laser

Máy cắt laser tập trung tia laser phát ra từ tia laser thành chùm tia laser mật độ năng lượng cao thông qua hệ thống đường quang. Chùm tia laser chiếu xạ bề mặt phôi, khiến nó đạt đến điểm nóng chảy hoặc sôi, trong khi khí áp suất cao đồng trục với chùm tia sẽ thổi bay kim loại nóng chảy hoặc bốc hơi.

Khi chùm ánh sáng di chuyển so với phôi, cuối cùng nó tạo thành một đường cắt trên vật liệu, từ đó đạt được mục đích cắt.

Gia công cắt laser thay thế các lưỡi dao cơ học truyền thống bằng các chùm ánh sáng vô hình. Nó có đặc điểm là độ chính xác cao, cắt nhanh, không giới hạn ở các hạn chế về mẫu cắt, tiết kiệm vật liệu bố trí tự động, cắt mịn và chi phí xử lý thấp. Nó sẽ dần dần cải tiến hoặc thay thế các thiết bị cắt kim loại truyền thống.

Các tính năng chính của máy cắt Laser

Bộ phận cơ khí của lưỡi laser không tiếp xúc với phôi nên sẽ không gây trầy xước trên bề mặt phôi trong quá trình hoạt động.
Tốc độ cắt laser nhanh, vết mổ mịn và phẳng và thường không cần xử lý tiếp theo.
Vùng ảnh hưởng nhiệt cắt nhỏ, biến dạng tấm nhỏ và đường cắt hẹp (0,1mm ~ 0,3mm).
Vết mổ không có ứng suất cơ học và không có gờ cắt.
Độ chính xác gia công cao, độ lặp lại tốt và không làm hỏng bề mặt vật liệu.
Lập trình CNC có thể xử lý bất kỳ bản vẽ phẳng nào và có thể cắt toàn bộ tấm ván lớn mà không cần khuôn, điều này rất tiết kiệm và tiết kiệm thời gian.

Nguyên lý máy cắt Laser

Laser là một loại ánh sáng, giống như các ánh sáng tự nhiên khác, được tạo ra bởi sự chuyển đổi của các nguyên tử (phân tử hoặc ion, v.v.). Nhưng nó khác với ánh sáng thông thường ở chỗ tia laser chỉ dựa vào sự phát xạ tự phát trong một khoảng thời gian rất ngắn và quá trình tiếp theo hoàn toàn được xác định bởi bức xạ kích thích. Vì vậy, tia laser có màu sắc rất tinh khiết, hầu như không có sự phân hướng, cường độ phát sáng cực cao và độ kết hợp cao.

Cắt laser đạt được bằng cách sử dụng năng lượng mật độ năng lượng cao được tạo ra bằng cách lấy nét bằng laser. Dưới sự điều khiển của máy tính, tia laser được phóng qua các xung để tạo ra tia laser xung tần số cao lặp đi lặp lại có kiểm soát, tạo thành chùm ánh sáng có tần số và độ rộng xung nhất định. Chùm tia laser dạng xung được truyền đi và phản xạ qua đường quang và tập trung vào bề mặt của vật thể được xử lý thông qua nhóm thấu kính hội tụ, tạo thành các đốm sáng mịn, mật độ năng lượng cao. Các tiêu điểm nằm gần bề mặt cần xử lý và làm tan chảy hoặc làm bay hơi vật liệu đã qua xử lý ở nhiệt độ cao ngay lập tức. Mỗi xung laser năng lượng cao ngay lập tức phun một lỗ nhỏ trên bề mặt vật thể. Dưới sự điều khiển của máy tính, đầu xử lý laser và vật liệu được xử lý di chuyển liên tục tương đối với nhau theo hình dạng được vẽ sẵn, từ đó xử lý vật thể thành hình dạng mong muốn.

Các thông số quá trình (tốc độ cắt, công suất laser, áp suất khí, v.v.) và quỹ đạo chuyển động trong quá trình cắt được điều khiển bởi hệ thống CNC và xỉ tại điểm cắt được thổi bay bằng khí phụ ở áp suất nhất định.

Phần cấu tạo máy cắt Laser

Hệ thống máy cắt laser thường bao gồm một máy phát laser, các bộ phận truyền chùm tia (bên ngoài), bàn làm việc (máy công cụ), tủ điều khiển số máy vi tính, bộ làm mát và máy tính (phần cứng và phần mềm).

1) Bộ phận máy công cụ: Bộ phận máy công cụ của máy cắt laser, là bộ phận cơ khí thực hiện chuyển động của các trục X, Y và Z, bao gồm cả bệ gia công cắt. Được sử dụng để đặt phôi cắt và di chuyển phôi một cách chính xác và chính xác theo chương trình điều khiển, thường được điều khiển bởi mô tơ servo.

2) Máy phát laser: thiết bị tạo ra nguồn sáng laser. Đối với việc sử dụng cắt laser, ngoại trừ một số trường hợp sử dụng laser trạng thái rắn YAG, phần lớn sử dụng laser khí CO2 với hiệu suất chuyển đổi quang điện cao và khả năng tạo ra công suất cao trước năm 2010. Do yêu cầu cao Về chất lượng chùm tia trong cắt laser, không phải loại laser nào cũng có thể được sử dụng để cắt. Chế độ Gaussian phù hợp với laser CO2 dưới 1500W, laser CO2 chế độ bậc thấp trong khoảng 100W-3000W và laser CO2 đa chế độ trên 3000W. Tuy nhiên, sau năm 2010, kể từ khi máy cắt laser sợi quang ở Trung Quốc phát triển, máy cắt laser C02 dần được thay thế bằng máy cắt laser sợi quang. fmáy cắt laser iber. Hiện nay máy cắt laser sợi quang đã trở thành lựa chọn chủ đạo trên thị trường laser.

3) Đường quang ngoài: gương khúc xạ dùng để dẫn tia laser theo hướng mong muốn. Để đảm bảo đường truyền tia không bị trục trặc, tất cả các gương phải được bảo vệ bằng vỏ bảo vệ và phải đưa khí bảo vệ áp suất dương sạch vào để bảo vệ thấu kính khỏi bị nhiễm bẩn. Một bộ thấu kính hiệu suất cao sẽ tập trung một chùm ánh sáng không có góc phân kỳ vào một điểm vô cùng nhỏ. Thông thường, ống kính có tiêu cự 5,0 inch được sử dụng. Ống kính 7,5 inch chỉ được sử dụng cho vật liệu dày> 12 mm.

4) Hệ thống CNC: điều khiển máy công cụ để đạt được chuyển động trục X, Y và Z, đồng thời kiểm soát công suất đầu ra của tia laser.

5) Nguồn điện ổn định: được kết nối giữa tia laser, máy công cụ CNC và hệ thống cấp điện. Chủ yếu phục vụ để ngăn chặn sự can thiệp từ lưới điện bên ngoài.

6) Đầu cắt: chủ yếu bao gồm các bộ phận như khoang, ghế thấu kính lấy nét, gương lấy nét, cảm biến điện dung và vòi phun khí phụ. Thiết bị dẫn động đầu cắt được sử dụng để dẫn động đầu cắt di chuyển dọc theo hướng trục Z theo chương trình và bao gồm các động cơ servo và các bộ phận truyền động như ốc vít hoặc bánh răng.

7) Bảng điều khiển vận hành: dùng để điều khiển toàn bộ quá trình làm việc của thiết bị cắt.

8) Chiller unit: dùng để làm mát máy phát laser. Laser là một thiết bị chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng ánh sáng. Ví dụ, laser khí CO2 thường có tốc độ chuyển đổi là 20% và năng lượng còn lại được chuyển thành nhiệt. Nước làm mát lấy đi lượng nhiệt dư thừa để duy trì hoạt động bình thường của máy phát laser. Bộ phận làm lạnh cũng làm mát gương phản xạ đường ánh sáng bên ngoài và gương lấy nét của máy công cụ để đảm bảo chất lượng truyền chùm tia ổn định và ngăn chặn hiệu quả sự biến dạng hoặc nổ do nhiệt độ thấu kính cao.

9) Xi lanh khí: bao gồm xi lanh khí trung bình làm việc và xi lanh khí phụ của máy cắt laser, dùng để bổ sung khí công nghiệp cho dao động laser và khí phụ trợ cung cấp cho đầu cắt.

10) Máy nén khí và bể chứa: cung cấp và lưu trữ khí nén.

11) Máy sấy và bộ lọc làm mát không khí: dùng để cung cấp không khí khô sạch cho máy phát laser và đường truyền tia để duy trì hoạt động bình thường của đường dẫn và gương phản xạ.

12) Bộ thu bụi thải: Hút khói và bụi phát sinh trong quá trình xử lý và lọc chúng để đảm bảo khí thải đáp ứng các tiêu chuẩn bảo vệ môi trường.

13) Máy loại bỏ xỉ: loại bỏ các vật liệu còn sót lại và chất thải phát sinh trong quá trình xử lý.

Máy phát laser

Laser khí CO2

Kể từ khi công nghệ laser cắt tấm kim loại ra đời, laser CO2 từng chiếm lĩnh thị trường từ năm 1995-2005. Nguồn sáng laser CO2 cần nhiều năng lượng để kích thích các phân tử nitơ va chạm với các phân tử CO2 (khí laser), khiến chúng phát ra photon, cuối cùng tạo thành chùm tia laser có thể cắt xuyên qua kim loại. Hoạt động phân tử bên trong khoang cộng hưởng giải phóng cả ánh sáng và nhiệt, đòi hỏi hệ thống làm mát để làm mát khí laser. Điều này có nghĩa là cần tiêu thụ nhiều năng lượng hơn trong quá trình làm mát, điều này càng làm giảm hiệu quả sử dụng năng lượng.

Laser sợi quang

Từ năm 2010, công nghệ laser sợi quang có bước đột phá và laser sợi quang bắt đầu thống trị thị trường cắt laser. Máy sử dụng laser sợi quang có kích thước nhỏ hơn và khối lượng của nguồn laser và hệ thống làm mát cũng nhỏ hơn; Không có đường dẫn khí laser và không cần điều chỉnh ống kính. Nguồn laser sợi quang có công suất 2kw hoặc 3kw chỉ cần 50% mức tiêu thụ năng lượng của nguồn laser CO2 4kw hoặc 6kw để đạt được hiệu suất tương tự, với tốc độ nhanh hơn, tiêu thụ năng lượng thấp hơn và ít ảnh hưởng đến môi trường hơn. Hiện nay ngày càng có nhiều nhà máy sản xuất máy cắt laser ra mắt công suất 10000 watt máy cắt laser sợi quang, có thể thay thế máy cắt plasma hoặc máy cắt ngọn lửa.

Laser sợi quang sử dụng điốt trạng thái rắn để bơm các phân tử bên trong sợi pha tạp ytterbium phủ lớp kép. Ánh sáng phát ra được kích thích đi qua lõi sợi quang nhiều lần, sau đó tạo thành tia laser đầu ra xuyên qua sợi truyền tới đầu lấy nét cắt. Vì tất cả các va chạm giữa các phân tử xảy ra bên trong sợi quang nên không cần đến khí laser, dẫn đến giảm đáng kể năng lượng cần thiết – khoảng 1/3 năng lượng của laser CO2. Do lượng nhiệt sinh ra ít hơn nên thể tích của bộ làm mát có thể giảm đi tương ứng. Tóm lại, khi đạt được hiệu suất tương tự, mức tiêu thụ năng lượng tổng thể của laser sợi quang thấp hơn 70% so với laser CO2.

Triển vọng thị trường của máy cắt Laser

Triển vọng thị trường của máy cắt laser rất rộng, chủ yếu là do các yếu tố sau:

Nhu cầu của người tiêu dùng và sự phát triển công nghệ trong ngành sản xuất: Với sự phát triển của các công nghệ như Công nghiệp 4.0 và trí tuệ nhân tạo, máy cắt laser sẽ đạt được các hoạt động tự động hóa và xử lý kỹ thuật số, nâng cao hiệu quả và độ chính xác xử lý.
Đổi mới trong công nghệ nguồn sáng laser: Tốc độ cắt và giá thành của máy cắt laser sẽ được cải thiện, sự phát triển nhanh chóng của laser sợi quang công nghiệp và laser đĩa sẽ mang lại những thay đổi về công nghệ.
Lĩnh vực ứng dụng rộng rãi: máy cắt laser phù hợp để cắt các vật liệu khác nhau, bao gồm cả vật liệu kim loại và phi kim loại, được sử dụng rộng rãi trong ô tô, hàng không vũ trụ, truyền thông điện tử, máy tính và các lĩnh vực khác.
4. Kỳ vọng thị trường trong tương lai: Dự kiến quy mô thị trường máy cắt laser toàn cầu sẽ đạt 10 tỷ đô la Mỹ vào năm 2025, trong đó quy mô thị trường Trung Quốc đạt 4 tỷ đô la Mỹ và nhu cầu thị trường sẽ tiếp tục duy trì tốc độ tăng trưởng cao.

Tóm lại, triển vọng thị trường của máy cắt laser rất rộng, triển vọng ứng dụng rộng rãi và sẽ trở thành một trong những công nghệ chủ chốt trong kỷ nguyên sản xuất thông minh trong tương lai.

Ứng dụng công nghiệp

Ứng dụng của máy cắt laser kim loại rất rộng rãi, bao trùm nhiều ngành công nghiệp và là một trong những thiết bị thiết yếu của nhiều doanh nghiệp. Trong số đó có sản xuất bảng hiệu quảng cáo (chủ yếu là logo bằng thép không gỉ và cắt nhận dạng), gia công kim loại tấm (gia công kim loại tấm về cơ bản bao gồm tất cả các vật liệu kim loại, thường bao gồm uốn, đánh bóng, v.v., và cắt là một trong những quy trình quan trọng nhất ), Sản xuất khung và tủ (thường liên quan đến thép carbon hoặc thép không gỉ và chủ yếu bao gồm hai quy trình cắt: uốn và cắt), tấm lò xo (thuộc quy trình gia công chính xác), các bộ phận tàu điện ngầm, vỏ thang máy, vỏ thiết bị cơ khí và dụng cụ nhà bếp (chủ yếu là thép không gỉ). Được sử dụng rộng rãi trong gia công kim loại tấm, sản xuất bảng hiệu quảng cáo, sản xuất tủ điện cao thế và hạ thế, phụ tùng cơ khí, đồ dùng nhà bếp, ô tô, máy móc, thủ công kim loại, lưỡi cưa, bộ phận điện, công nghiệp kính, lưỡi lò xo, bảng mạch, ấm điện, y tế vi điện tử, phần cứng, dao và dụng cụ đo lường và các ngành công nghiệp khác.

Việc ứng dụng công nghệ xử lý laser trong ngành quảng cáo chủ yếu bao gồm hai phương pháp làm việc: cắt laser và khắc laser.

Khắc laser

Khắc laser: chủ yếu thực hiện trên bề mặt đồ vật, chia làm 2 loại: khắc bitmap và khắc vector:

Khắc bitmap: Trước tiên, chúng tôi treo đồ họa mà chúng tôi cần khắc trong Photoshop và chuyển đổi chúng sang định dạng BMP đơn sắc. Sau đó, chúng tôi mở tệp đồ họa trong phần mềm cắt và khắc laser chuyên dụng. Dựa trên các tài liệu chúng tôi xử lý, chúng tôi có thể đặt các thông số phù hợp và sau đó nhấp vào chạy. Máy khắc laser sẽ khắc theo hiệu ứng ma trận điểm do file đồ họa tạo ra.

Khắc vector: Sử dụng các phần mềm vector như Coreldraw, AutoCad, Illustrator, v.v. để thiết kế bố cục và xuất đồ họa sang các định dạng PLT, DXF, AI, máy đánh dấu, sau đó sử dụng phần mềm cắt và khắc laser chuyên dụng để mở tệp đồ họa và chuyển nó đến máy khắc laser để xử lý.

Trong ngành quảng cáo, nó chủ yếu thích hợp để gia công các vật liệu như bảng gỗ, bảng hai màu, thủy tinh hữu cơ và giấy màu.

Sự cắt bằng tia la-ze

Cắt laser: Chúng ta có thể hiểu là sự tách rời các cạnh. Với mục đích xử lý như vậy, trước tiên chúng ta nên chuyển đổi đồ họa thành các đường vectơ trong CORELDRAW và AUTOCAD, sử dụng máy đánh dấu bằng khí nén, sau đó lưu chúng ở định dạng PLT và DXF tương ứng. Mở tệp bằng phần mềm vận hành máy cắt laser, đặt các thông số năng lượng và tốc độ theo vật liệu chúng tôi đang xử lý, sau đó chạy nó. Sau khi nhận được hướng dẫn từ máy tính, máy cắt laser sẽ tự động cắt theo đường bay do phần mềm tạo ra. Ví dụ, các máy cắt laser hiện có có thể tự động cắt các mẫu bằng cách vẽ các mẫu trên máy tính và nhập chúng trực tiếp vào máy tính. Các máy cắt laser hiện tại thường có ổ cứng riêng có thể nhập nguồn dữ liệu khổng lồ.

Máy cắt laser bao gồm 3 loại chính. Máy cắt laser tấm được sử dụng để cắt các tấm kim loại tấm. Máy cắt laser ống là máy cắt laser chuyên nghiệp cắt ống và ống dẫn. Máy cắt laser tấm và ống kết hợp hai loại chức năng trên, có thể cắt cả tấm tấm và ống trên một máy.