Chùm tia Laser sợi quang và CO2
Một số điều khá đáng chú ý. "Máy phát" laser trên laser sợi quang nhỏ hơn nhiều so với CO truyền thống2bộ cộng hưởng. Trên thực tế, laser sợi quang được tạo ra bởi các dãy điốt được đặt cùng nhau trong một mô-đun kích thước bằng chiếc cặp có thể có công suất từ 600 đến 1.500 watt. Nhiều mô-đun được ghép lại với nhau để tạo ra bộ cộng hưởng được cấp nguồn cuối cùng, thường có kích thước bằng một tủ hồ sơ nhỏ. Ánh sáng tạo ra được truyền và khuếch đại thông qua cáp quang. Khi ánh sáng thoát ra khỏi cáp quang, nó giống như ánh sáng được tạo ra mà không làm giảm năng lượng hoặc chất lượng. Sau đó nó được điều chỉnh và tập trung vào loại vật liệu cần cắt.
CO22bộ cộng hưởng lớn hơn nhiều và đòi hỏi nhiều năng lượng hơn vì điện được đưa vào tổ hợp khí để tạo ra chùm tia laze. Gương giúp ánh sáng tăng cường độ, chuẩn bị thoát ra khỏi bộ cộng hưởng. Sau khi thoát khỏi bộ cộng hưởng, chùm tia phải truyền qua một đường gồm nhiều gương được làm lạnh cho đến khi tới thấu kính. Việc di chuyển này làm mất công suất và chất lượng của chùm tia laze.
Do lượng điện năng cần thiết để tạo ra CO2laser, nó kém hiệu quả hơn và có hiệu suất cắm tường thấp hơn nhiều so với laser sợi quang. Theo đó, các thiết bị làm lạnh lớn cần thiết cho CO2laser cũng cần nhiều năng lượng tổng thể hơn. Với hiệu suất cắm trên tường của bộ cộng hưởng laser sợi quang là hơn 40 phần trăm, bạn không chỉ sử dụng ít năng lượng hơn mà còn ít diện tích sàn có nhu cầu cao hơn.
Một số điều không rõ ràng cho đến khi bạn xem xét kỹ hơn hoạt động của laser sợi quang. Bởi vì đường kính chùm tia của nó thường bằng một phần ba kích thước của CO2chùm tia, laser sợi quang có mật độ năng lượng lớn hơn CO2chùm tia laze. Điều này không chỉ cho phép sợi cắt nhanh hơn mà còn cho phép sợi xuyên qua nhanh hơn. Kích thước chùm tia nhỏ hơn này cũng mang lại cho sợi khả năng cắt các hình dạng phức tạp và để lại các cạnh sắc nét. Hãy tưởng tượng cắt biểu tượng công ty ra khỏi ống khi khoảng cách giữa các chữ cái của biểu tượng là 0.035 inch; sợi có thể tạo ra vết cắt đó, trong khi CO2laze không thể.
Laser sợi quang có bước sóng 1,06 micron, nhỏ hơn 10% so với CO2chùm tia laze. Với bước sóng nhỏ hơn nhiều, tia laser sợi quang tạo ra chùm tia được vật liệu phản chiếu hấp thụ dễ dàng hơn nhiều; một CO2tia laser có nhiều khả năng phản xạ khỏi bề mặt của những vật liệu này. Do đó, máy cắt laser sợi quang có thể cắt đồng thau, đồng thau và các vật liệu phản chiếu khác. Cần lưu ý rằng CO2Chùm tia laze phản chiếu vật liệu không chỉ có thể làm hỏng thấu kính cắt của máy mà còn có thể làm hỏng toàn bộ đường đi của chùm tia. Việc sử dụng cáp quang làm đường truyền tia sẽ loại bỏ rủi ro này.
Tất nhiên, laser sợi quang không cần nhiều sự quan tâm về mặt bảo trì. Nó không yêu cầu làm sạch gương và kiểm tra xem CO2nhu cầu máy cắt laser. Miễn là nó có nước làm lạnh sạch để làm mát và các bộ lọc không khí được thay thế thường xuyên thì bản thân laser sợi quang sẽ không cần bảo trì phòng ngừa.
Một vấn đề cần cân nhắc khác là các mô-đun có kích thước bằng chiếc cặp của laser sợi quang - chúng cho phép dự phòng. Nếu một mô-đun gặp sự cố, bộ cộng hưởng sẽ không tắt hoàn toàn. Laser sợi quang dự phòng theo cách mà các mô-đun khác có thể tạm thời tạo ra nhiều năng lượng hơn để hỗ trợ mô-đun xuống cho đến khi việc sửa chữa có thể hoàn tất - nhân tiện, điều này có thể được thực hiện tại hiện trường. Những lúc khác, bộ cộng hưởng sợi quang có thể tiếp tục tạo ra công suất giảm cho đến khi sửa chữa được. Thật không may, nếu CO2bộ cộng hưởng có vấn đề, toàn bộ bộ cộng hưởng ngừng hoạt động chứ không chỉ ở chế độ giảm công suất.
Độ dày và mỏng của việc cắt bồn bằng laser
Đã có lúc nhiều người nghĩ rằng laser sợi quang chỉ có thể được sử dụng cho các vật liệu mỏng. CO22, với bước sóng lớn hơn, tạo ra đủ vết cắt trong quá trình cắt các vật liệu dày để có đủ không gian để loại bỏ vật liệu; tia laser sợi quang không thể tạo ra vết cắt tương tự hoặc tạo ra vật liệu dày hơn. Nhưng điều đó đã được giải quyết trong những năm gần đây với công nghệ chuẩn trực có thể tạo ra chùm tia laser sợi quang rộng hơn, tạo ra sự phân tách vật liệu và có chỗ để loại bỏ vật liệu trong các vật liệu dày. Và vì độ rộng chùm tia có thể thay đổi được nên máy có thể sử dụng chùm tia hẹp hơn để xử lý các vật liệu mỏng, cho phép xử lý nhanh hơn các vật liệu có kích thước khác nhau trên cùng một máy cắt laser sợi quang.
Máy cắt laser tấm hiện được bán với công nghệ tạo tia laser có khả năng cung cấp công suất lên tới 12 kW. Một máy cắt ống laser thường có công suất tối đa là 5 kW vì bất kỳ công suất nào lớn hơn sẽ đồng thời cắt qua phía đối diện của ống.
Bạn có thể nhận thấy rằng chúng ta chưa thảo luận về tốc độ cắt. Có thể cắt tới 500 inch mỗi phút trên một ống, nhưng điều đó không phải lúc nào cũng thực tế. Trong quá trình cắt ống bằng laze, trọng tâm thực sự phải là thời gian tải một ống, lập chỉ mục để nó ở đúng vị trí để cắt, xuyên và cắt cũng như dỡ bộ phận. Điều quan trọng hơn là thời gian xử lý từng phần bằng máy cắt ống laser chứ không phải tốc độ cắt.
Vật liệu cắt ống Laser
Máy cắt laser cắt kim loại tấm có thể thay đổi một tấm chỉ trong vài giây. Điều tương tự có thể được thực hiện trên máy cắt ống laser, nhưng đó là một câu chuyện hoàn toàn khác về cách thực hiện.
Không có tháp vật liệu tiêu chuẩn nào có máy cắt ống laser. Bộ nạp bó, tùy chọn xử lý vật liệu ống hiệu quả nhất, đưa từng ống một từ bó vào tia laser ống thông qua hệ thống đơn hóa. Loại cơ chế cấp liệu này không hoạt động với các cấu hình mở, chẳng hạn như các góc hoặc kênh, vì chúng khóa vào nhau khi ở trong một bó và không dễ dàng thoát ra. Đối với các cấu hình mở, bộ tải bước được sử dụng, sắp xếp từng phần một vào máy trong khi vẫn giữ đúng hướng của phần đó.
Những ống này không hề nhỏ. Ở Mỹ chiều dài tiêu chuẩn là 24 feet. Một số ở Bờ Tây thường hoạt động với 20-ft. chiều dài như kích thước tiêu chuẩn.
Sự đa dạng là thực tế của bất kỳ cửa hàng việc làm nào, và điều tương tự cũng xảy ra với những cửa hàng vận hành máy laser ống. Không có gì lạ khi thấy các bộ phận có kích cỡ khác nhau được sản xuất từ một ống. Máy phải có khả năng dỡ các bộ phận được cắt bằng laze có thể nhỏ tới 2 inch và dài tới 15 ft, nối tiếp nhau. Nó cũng phải có khả năng dỡ những bộ phận đó mà không làm hỏng chúng, đây có thể là một thách thức đối với các kim loại mềm hơn như nhôm.
Bản chất của ống ngăn cản sự cần thiết của một cỗ máy có tia laser công suất rất cao. Trong khi các máy cắt laser tấm phẳng hiện nay có sẵn bộ phát laser mạnh tới 12 kW thì máy cắt laser ống thường chỉ yêu cầu công suất tối đa là 5 kW. Với một cái ống, bạn luôn phải nghĩ đến mặt đối diện của cái ống mà bạn đang cắt. Một tia laser mạnh hơn sẽ đơn giản thổi qua phía bên kia của ống trong quá trình cắt. (Tất nhiên, nếu bạn đang xử lý chùm tia hoặc kênh trên ống laser, bạn không phải lo lắng về mặt khác.)
Một vấn đề cần quan tâm khác khi cắt ống là đường hàn. Vật liệu này được tạo thành cuộn và hàn lại với nhau. Điều này đưa ra hai điểm thường phải được giải quyết:
Vị trí của đường hàn của ống phải được tính đến khi cắt laser. Đường hàn không được cản trở các chốt hoặc lỗ, và đối với các ứng dụng thẩm mỹ, chẳng hạn như đồ nội thất, các đường hàn cần phải được giấu đi càng nhiều càng tốt. Trong hệ thống cắt ống laser thông thường, một cảm biến quang học được sử dụng để quét ống nhằm tìm kiếm đường hàn. Ống thường bị bao phủ bởi dầu hoặc rỉ sét và khó có thể phân biệt được đường hàn với các khu vực bề mặt khác có chất gây ô nhiễm. Trên thép không gỉ hoặc mạ kẽm, đường hàn chỉ có thể nhìn thấy được bên trong. Điều đó đã khiến một số nhà sản xuất kết hợp camera vào hệ thống của họ để cho phép máy không chỉ quét bên ngoài ống mà còn cả bên trong ống. Điều này cho phép máy phát hiện đường hàn bị che khuất và định vị chính xác các bộ phận tương ứng với nó.
Các đường hàn cũng có thành phần khác nhau và được cắt khác với phần còn lại của ống. Theo truyền thống, người vận hành phải giảm tốc độ hoặc tăng công suất đối với tất cả các hoạt động xảy ra trên ống để giải quyết mối hàn. Ngày nay, một số OEM đã phát triển công nghệ điều khiển và các thông số của họ để cho phép máy xác định một đường hàn và chỉ điều chỉnh những phần đó. Điều này cho phép máy xử lý các bộ phận đó một cách nhanh nhất. Bộ điều khiển tự động điều chỉnh công suất, tần số và chu kỳ hoạt động khi tia laser di chuyển qua ống và đường hàn của nó. Toán tử không cần phải tạo các tham số hoàn hảo; anh ta có thể tập trung vào việc đưa nguyên liệu vào và ra khỏi máy.
Không có gì hoàn hảo với việc cắt laser ống
Hãy nhớ rằng không có cái gọi là ống hoàn hảo. Họ có cung. Các đường hàn có thể nhô ra không chỉ ở bên ngoài mà còn ở bên trong ống. Việc xử lý vật liệu này một cách nhất quán và nhanh chóng là một thách thức thực sự khi tồn tại sự không nhất quán như vậy từ sản phẩm này sang sản phẩm khác.
Hãy tưởng tượng bạn phải đặt một lỗ xuyên qua chính giữa một cái ống. Nó phải được căn giữa theo kích thước thực tế chứ không chỉ một mặt của ống. Nếu ống bị cong thì mọi việc sẽ trở nên khó khăn hơn. Đó là cuộc sống của việc chế tạo ống.
Làm thế nào để bạn bù đắp cho điều đó? Theo truyền thống, bạn sẽ bước xuống và chạm vào khuôn mặt bằng một cảm biến đánh dấu điểm tiếp xúc. Sau đó, ống được quay và chạm vào mặt đối diện của ống. Điều đó mang lại cho bộ điều khiển ý tưởng về độ cong của ống. Phương pháp này chính xác và có thể đảm bảo rằng các lỗ xuyên suốt đó sẽ hoạt động hiệu quả cho ứng dụng. Nhưng hãy nhớ rằng mỗi khi ống quay xảy ra, khả năng cung cấp dung sai rất cao sẽ giảm đi.
Yếu tố khác cần lưu ý là phương pháp truyền thống để kiểm tra độ cong và độ xoắn trong ống có thể mất tới năm hoặc bảy giây trước khi bắt đầu cắt. Với các phương tiện cảm ứng chạm truyền thống, bạn phải đánh đổi năng suất để lấy độ chính xác. Một lần nữa, trong thời đại cắt laser sợi quang, điều này có vẻ như là cả cuộc đời, nhưng làm việc với ống không đơn giản như làm việc với tấm kim loại.
Để thu hẹp khoảng cách về thời gian khi kiểm tra ống, một số nhà sản xuất máy móc đang sử dụng camera để kiểm tra các ống này. Chúng giảm việc kiểm tra chất lượng xuống còn khoảng nửa giây và cũng giảm số vòng quay cần thiết. Điều này cho phép máy duy trì năng suất cũng như độ chính xác.
Thực tế là bộ phận mua hàng luôn theo đuổi lựa chọn ít tốn kém hơn. Điều đó có nghĩa là ống đến từ nhà máy trong tuần này có thể không còn giống như vậy vào tuần sau. Một nhà chế tạo phải học cách quản lý sự đa dạng đó.