KəşfiyyatLazer kəsmə maşınlarıKəsmə Sahəsindəki "Sehrli Alət"
I. Lazer Generasiyasının Nəzəri Əsasları
Lazer kəsmə texnologiyasının nəzəri mənşəyi 1916-cı ildə Albert Eynşteyn tərəfindən irəli sürülən stimullaşdırılmış emissiya nəzəriyyəsinə gedib çıxır. Bu nəzəriyyə maddəni təşkil edən atomlarda müxtəlif sayda hissəciklərin (elektronların) müxtəlif enerji səviyyələrində paylandığını bildirir. Yüksək enerji səviyyəsindəki hissəciklər müəyyən bir foton tərəfindən həyəcanlandıqda, stimullaşdırıcı işıqla eyni təbiətli işıq saçaraq yüksək enerji səviyyəsindən aşağı səviyyəyə keçəcəklər. Müəyyən şərtlər altında zəif işıq güclü işığı stimullaşdıra bilər.—Stimullaşdırılmış Şüalanma ilə İşığın Gücləndirilməsi və ya qısaca lazer kimi tanınan bir fenomen.
Lazerlər dörd əsas xüsusiyyətə malikdir: yüksək parlaqlıq, yüksək istiqamətlilik, yüksək monoxromatiklik və yüksək koherentlik. Yüksək parlaqlıq baxımından bərk cisimli lazerlərin parlaqlığı 10-a çata bilər.¹¹Vt/sm²·Yüksək parlaqlıqlı lazer şüası linza ilə fokuslandıqda, fokus nöqtəsinin yaxınlığında minlərlə ilə on minlərlə dərəcə Selsi arasında temperatur yaradır və bu da demək olar ki, bütün materialların emalına imkan verir. Yüksək istiqamətlilik lazerin fokuslandıqda son dərəcə yüksək güc sıxlığını qoruyarkən uzun məsafələri səmərəli şəkildə qət etməsinə imkan verir.—Lazer emalı üçün iki vacib şərt. Yüksək monoxromatiklik, şüanın müstəsna güc sıxlığına nail olmaq üçün dəqiq şəkildə fokuslanmasını təmin edir. Yüksək koherentlik əsasən işıq dalğasının müxtəlif hissələri arasındakı faz əlaqəsini təsvir edir.
Bu qeyri-adi xüsusiyyətlərə əsaslanaraq, lazerlər sənaye emalı və bir çox digər sahələrdə geniş istifadə olunur və bu da lazer kəsmə maşınının ixtirasına səbəb olur.—lazer şüasının istilik enerjisindən istifadə edərək kəsmə aparan bir cihaz.
II. Xüsusi Kəsmə Prinsipləri
Lazer kəsmə maşını materialları lazer şüası istifadə edərək emal edir. Kəsmə üçün yüksək enerji sıxlığına malik lazer şüası vasitəsilə materialı sublimasiya və ya ərimə nöqtəsindən yuxarıya qədər qızdırır. Proses aşağıdakı addımları əhatə edir:
Lazer generatoru tərəfindən lazer şüasının yaradılması Lazer generatoru yüksək enerjili, yüksək konsentrasiyalı lazer şüası istehsal edir. Ümumi lazer növlərinə CO2 daxildir.₂lazerlər, lif lazerləri və bərk hal lazerləri.
Lazer şüasının istiqamətləndirilməsi və fokuslanması Linzalar və ya güzgülər kimi optik komponentlər şüanın yolunu idarə edir, onu kiçik diametrli bir nöqtəyə yönəldir və fokuslayır ki, enerji kiçik bir sahədə cəmlənsin.
Lazer enerjisinin material tərəfindən udulması Lazer şüası material səthinə şüalandıqda, material lazer enerjisini udur. Udma sürəti materiallar arasında dəyişir; bəzi metallar yüksək lazer udma qabiliyyətinə malikdir.
Materialın qızdırılması, əriməsi və ya buxarlanması Lazerin yüksək enerji sıxlığı materialı ərimə və ya buxarlanma temperaturuna qədər sürətlə qızdırır. Ərimə və ya buxarlanma çox miqdarda istilik sərf etdiyindən, kəsmə prosesi həyata keçirilir.
Köməkçi qazın yeridilməsiKəsmə zamanı köməkçi qazlar (azot, oksigen, inert qazlar və s.) adətən bir ucluqdan püskürdülür. Bu qazlar kəsmə zonasını qoruyur, ərimiş materialı uçurur və kəsmə sürətini artırmağa kömək edir.
Hərəkətə nəzarət sistemiLazer kəsmə maşınları, kəsici başlığı material səthində əvvəlcədən müəyyən edilmiş bir yol boyunca istiqamətləndirən hərəkətə nəzarət sistemi ilə təchiz olunmuşdur. Kompüter proqramının nəzarəti altında mürəkkəb formalar dəqiq şəkildə kəsilə bilər.
Ümumi Lazer Kəsmə Üsulları
Lazer buxarlanması ilə kəsməMaterial kəsmə zamanı buxarlanır. Yüksək enerji sıxlığına malik lazer şüası iş parçasını son dərəcə qısa müddətdə qaynama nöqtəsinə qədər qızdırır və sürətlə fırlanan buxar əmələ gətirir ki, bu da kerf əmələ gətirir. Bu üsul çox yüksək güc və güc sıxlığı tələb edir və əsasən kağız, parça, ağac, plastik və rezin kimi ultra nazik metallar və qeyri-metallar üçün istifadə olunur.
Lazer əritmə kəsməLazer metalı ərimiş vəziyyətə qədər qızdırır, sonra oksidləşməyən qazlar (Ar, He, N)₂və s.) şüa ilə koaksial olaraq yüksək təzyiq altında maye metalı üfürərək kerf əmələ gətirir. Tam buxarlanma lazım olmadığı üçün enerji sərfiyyatı buxarlanma kəsiminin yalnız 10%-ni təşkil edir. Paslanmayan polad, titan, alüminium və onların ərintiləri də daxil olmaqla oksidləşməyən və ya reaktiv metallar üçün uyğundur.
Lazerlə oksigen kəsmə (oksidləşdirici ərimə kəsmə)Oksi-asetilen kəsməsində olduğu kimi, lazer əvvəlcədən qızdırma mənbəyi kimi çıxış edir, oksigen və ya digər reaktiv qazlar isə kəsici mühit kimi xidmət edir. Qaz metalla oksidləşdirici şəkildə reaksiyaya girərək böyük istilik buraxır və ərimiş oksidləri üfürərək kerf əmələ gətirir. Ekzotermik oksidləşmə reaksiyasına görə enerji tələbatı ərimə kəsməsinin yalnız 50%-ni təşkil edir və daha yüksək sürətlə işləyir. Karbon polad, titan polad və istiliklə işlənmiş polad kimi oksidləşə bilən metallar üçün geniş istifadə olunur.
III. Lazer kəsmə maşınlarının diqqətəlayiq üstünlükləri
Kiçik, yüksək enerjili, sürətli hərəkət edən lazer nöqtəsi sayəsində lazer kəsiciləri müstəsna dəqiqlik təmin edir. Kesici hissə dar, paralel və perpendikulyar yan divarları ilə yüksək ölçülü dəqiqliyi təmin edir. Kəsilmiş səth hamar və cəlbedicidir, səth pürüzlülüyü cəmi bir neçə onlarla mikrometrdir. Bir çox hallarda, lazer kəsmə son proses kimi xidmət edir və hissələr əlavə emal olmadan birbaşa istifadəyə hazırdır.
İstilikdən təsirlənən zona (İZZ) olduqca dardır, kerfin ətrafındakı orijinal material xüsusiyyətlərini qoruyur və istilik deformasiyasını minimuma endirir. Kerfin en kəsiyi demək olar ki, standart düzbucaqlıdır. Bu dəqiqlik elektronika sənayesində metal/plastik hissələrin, korpusların və dövrə lövhələrinin emalı üçün çox vacibdir.
2. Yüksək kəsmə səmərəliliyi
Lazer kəsmə lazer ötürmə xüsusiyyətlərinə görə yüksək səmərəlidir. Əksər maşınlar tam avtomatlaşdırmaya imkan verən CNC idarəetmə sistemlərindən istifadə edir. Operatorlar yalnız müxtəlif hissə həndəsələrinə uyğunlaşmaq üçün CNC proqramlarını dəyişdirməlidirlər və həm 2D, həm də 3D kəsməni dəstəkləyirlər. Böyük istehsal zavodlarında birdən çox CNC iş stansiyası eyni vaxtda birdən çox hissəni emal edə bilər. Müxtəlif partiyalar və formalar üçün sürətli proqram dəyişikliyi mürəkkəb alət dəyişikliklərini və tənzimləmələrini aradan qaldırır və kütləvi istehsal üçün səmərəliliyi xeyli artırır.
3. Sürətli kəsmə sürəti
Lazerlə kəsmə, xüsusilə nazik təbəqələr üçün plazma kəsmə kimi ənənəvi üsullardan xeyli sürətlidir. Məsələn, bəzi sənaye lazer kəsiciləri plazma kəsicilərindən 300% daha yüksək sürətlə işləyir. Sıxma tələb olunmadığı üçün armatur xərcləri və yükləmə/boşaltma vaxtı qənaət olunur və ümumi istehsal gücü artır. Avtomobil sənayesində,yüksək güclü lif lazer kəsiciləriyüksək möhkəmlikli poladın səmərəliliyini beş dəfə artıra bilər, istehsal dövrlərini qısaldır və bazar rəqabət qabiliyyətini artırır.
4. Təmassız emal
Lazerlə kəsmə təmasda deyil, buna görə də kəsici başlıq heç vaxt iş parçasına toxunmur. Bu, alətin aşınmasını aradan qaldırır; müxtəlif hissələr üçün burun dəyişdirilməsinə ehtiyac yoxdur.—yalnız parametr tənzimləmələri. Proses aşağı səs-küy, minimal vibrasiya və çirklənmə yaratmır, rahat və ekoloji cəhətdən təmiz iş mühiti yaradır. Kövrək materiallar və ya yüksək dəqiqlikli komponentlər üçün təmassız kəsmə səth zədələnməsinin və deformasiyasının qarşısını alır, yüksək məhsul keyfiyyətini və məhsuldarlığı təmin edir.
5. Geniş Material Uyğunluğu
Lazer kəsicilər geniş çeşiddə materialları emal edir: metallar, qeyri-metallar, kompozitlər, dəri, ağac və daha çox. Uyğunlaşma istilik xüsusiyyətlərinə və lazer udma qabiliyyətinə görə dəyişir:
Paslanmayan polad, karbon polad və s. əridilmiş kəsmə və ya oksigen kəsmə yolu ilə səmərəli şəkildə kəsilir.
Plastik və ağac kimi qeyri-metallar buxarlanma kəsimi üçün idealdır.
Kompozitlər həmçinin xüsusiyyətlərinə görə dəqiq şəkildə kəsilə bilər.
Bu çox yönlülük lazer kəsicilərini istehsal sənayesində əvəzolunmaz edir.
6. Asan Əməliyyat
Müasir lazer kəsicilərikompüter rəqəmsal idarəetmə və uzaqdan idarəetmə xüsusiyyətlərinə malikdir. Kəsmə təsvirlərini idxal etdikdən sonra maşın sadə düymə basışları ilə avtomatik olaraq işləyir və bu da əmək xərclərini azaldır. Bir çox model əl ilə müdaxiləni minimuma endirmək üçün avtomatik yükləmə/boşaltma funksiyasını özündə birləşdirir. Hətta kiçik emalatxanalarda belə, operatorlar qısa təlimdən sonra sistemi mənimsəyə bilərlər və bir nəfər eyni anda birdən çox maşını izləyə bilər.
7. Aşağı İstismar və Texniki Xidmət Xərcləri
Lazer kəsicilərinin istifadə və texniki xidmət xərcləri nisbətən aşağıdır. Texniki xidmətə daha az vaxt sərf olunur və bu, istehsal üçün daha çox vaxt, məhsuldarlığın artırılması və iqtisadi fayda deməkdir.—xüsusilə kiçik və orta ölçülü müəssisələr üçün faydalıdır. Daha yüksək ilkin investisiya qoyuluşuna baxmayaraq, yüksək səmərəlilik kütləvi istehsalda vahid emal xərclərini azaldır, ümumi xərc rəqabətini gücləndirir və davamlı inkişafı dəstəkləyir.
IV. Lazer kəsmə maşınlarının əsas quruluşu
1. Əsas Çərçivə Quruluşu
Ev sahibi yataq və iş masasından ibarətdir.
Açıq yataq: Sadə quruluş, iş parçasının yüklənməsi/boşaldılması üçün əlverişlidir, kiçik hissələr və ya kompakt düzülüşlər üçün uyğundur.
Qapalı yataq: Yüksək sərtlik, kəsmə qüvvələrinə tab gətirmək və sabitlik və dəqiqliyi təmin etmək üçün böyük lazer kəsicilərində geniş istifadə olunur.
İş masası iş parçasını dəstəkləyir və adətən dəstək üçün birdən çox dirsək və ya top istifadə edir. Yan yerləşdirmə və sıxma cihazları kəsmə zamanı dəqiq uyğunlaşdırmanı və möhkəm fiksasiyanı təmin edir və kəsmə keyfiyyətini təmin edir.
2. Enerji Sistemi
Enerji sistemi elektrik enerjisini mexaniki enerjiyə çevirərək enerji mənbəyi kimi elektrik mühərriklərindən istifadə edir. Çıxış valı dişlilər, kəmərlər və ya zəncirlər kimi ötürücü komponentlərə qoşulur, hərəkət edən hissələrə hərəkətverici qüvvə verir və proses tələblərinə uyğun olaraq idarə olunan hərəkəti təmin edir.
3. Transmissiya Sistemi
CNC lazer kəsiciləri adətən yerləşdirmə dəqiqliyi tələblərinə cavab vermək üçün yarı qapalı dövrəli idarəetmə sistemini tətbiq edirlər (ümumiyyətlə <0,05 mm/300 mm). Ümumi sürücülərə DC və ya AC servo mühərrikləri, xüsusən də impuls genişliyi modulyasiya edilmiş (PWM) sürət tənzimlənən yüksək ətalətli DC mühərrikləri və ya etibarlı hərəkət üçün AC servo mühərrikləri daxildir. Motor birbaşa top vintinə qoşulur və dəqiq mövqe nəzarəti və yüksək keyfiyyətli kəsmə əldə etmək üçün kəsici məşəl sürüşməsini və ya hərəkətli iş masasını idarə edir.
V. Lazer kəsmə maşınlarının geniş tətbiqləri
1. Metal təbəqələrin emalı
Yüksək elastiklik, mürəkkəb formaları və kiçik və orta partiyaları səmərəli şəkildə idarə etməsi səbəbindən lazer kəsiciləri metal lövhələrin istehsalında üstünlük təşkil edir. Qəliblər tələb olunmur; emal təlimatları kompüter vasitəsilə asanlıqla proqramlaşdırılır və dəyişdirilir. Üstünlüklərə yüksək sürət, dar kerf, yüksək dəqiqlik, yaxşı səth pürüzlülüyü, minimal HAZ və təmasda olmayan stresssiz emal daxildir. Onlar yüksək sərtlik, yüksək kövrəklik və yüksək ərimə nöqtəsinə malik maddələr də daxil olmaqla, demək olar ki, bütün materialları kəsirlər. İlkin investisiya yüksək olsa da, kütləvi istehsal vahid maya dəyərini azaldır. Tam qapalı, az çirkli və az səs-küylü əməliyyat iş mühitini yaxşılaşdırır və sənayenin modernləşdirilməsinə təkan verir.
2. Kənd Təsərrüfatı Maşınları
Kənd təsərrüfatının mexanizasiyası inkişaf etdikcə, maşınlar şaxələndirilir və avtomatlaşdırılır, metal təbəqə hissələrinin çeşidini artırır və yenilənmə dövrlərini qısaldır. Ənənəvi ştamplama yüksək qəlib xərcləri və aşağı səmərəlilik ilə məhdudlaşır. Lazer kəsicilər minimal istilik deformasiyası ilə yüksək dəqiqlikli, yüksək sürətli, təmassız emal təklif edir. Heç bir qəlib xərcləri azaldır və proqram təminatı özbaşına təbəqə və boru kəsməsinə imkan verir, material istifadəsini maksimum dərəcədə artırır və məhsulun hazırlanmasını sadələşdirir. Onlar istehsal xərclərini azaldır və kənd təsərrüfatı maşınqayırma sənayesinin modernləşdirilməsini və təkmilləşdirilməsini dəstəkləyir.
3. Reklam istehsalı
Reklam sənayesi yüksək dəqiqlik və səth keyfiyyəti tələb edir. Lazer kəsicilər ənənəvi avadanlıqların bir çox problemini həll edir. Akril kimi materiallar üçün kompüter proqramlaşdırması materiallara qənaət etmək üçün düzeni optimallaşdırır. Kənarların kəsilməsi hamardır və sonrakı emal tələb etmir. Qəlibsiz işləmə prosesləri sadələşdirir, xərcləri azaldır və bazarın reaksiyasını sürətləndirir, çoxçeşidli, çoxpartiyalı istehsal üçün idealdır. Ekoloji cəhətdən təmiz, az səs-küylü və az tullantılı lazer kəsicilər mürəkkəb qrafika və şriftlər istehsal edir, yaradıcılığı, səmərəliliyi və gəlirliliyi artırır.
4. Geyim istehsalı
Əl ilə kəsmə geniş yayılsa da, avtomatlaşdırılmış lazerlə kəsmə sürətlə inkişaf edir.
Naxış kəsmə: Bir addımlı formalaşdırma, yüksək səmərəlilik, sürət və dəqiqlik üçün CAD proqram təminatı ilə inteqrasiya olunmuşdur.
Parça kəsimi: Yüksək səmərəlilik və dəqiqliklə (parça qalınlığı ilə məhdudlaşır) kəsmə şöbələrində getdikcə daha çox istifadə olunur.
Şablon hazırlama: Əl ilə və qazma əsaslı metodları əvəz edir, yüksək sürət, dəqiqlik, sabitlik və birbaşa proqram uyğunluğu vasitəsilə istehsal müddətini qısaldır və keyfiyyəti artırır.
Ümumilikdə, lazer kəsmə geyim sənayesində daha yüksək səmərəliliyi və dəqiqliyi təşviq edir.
5. Mətbəx əşyaları istehsalı
Lazer kəsmə sürət və dəqiqlik baxımından ənənəvi metodların məhdudiyyətlərini aradan qaldırır. Müxtəlif mətbəx əşyaları hissələrini tez bir zamanda kəsir və dəqiq mürəkkəb formalar və dekorativ naxışlar yaradır, görünüşü və əlavə dəyəri artırır. Artan istehlakçı tələblərini ödəmək üçün xüsusi və fərdiləşdirilmiş məhsul inkişafını dəstəkləyir. Paslanmayan poladdan hazırlanmış mətbəx əşyaları, bıçaqlar və digər metal/metal olmayan komponentlər üçün uyğundur, sənayedə innovasiya və şaxələndirməni təşviq edir.
6. Avtomobil sənayesi
Lazer kəsicilər avtomobil istehsalında əvəzolunmazdır. Onlar mühərrik hissələri və gövdə çərçivələri kimi komponentlər üçün yüksək dəqiqlik, dar kerflər, aşağı tullantı və yuvalama yolu ilə yüksək material istifadəsini təmin edir. Aşağı səth pürüzlülüyü üyüdülmə sonrası xərcləri azaldır. Kiçik HAZ, ferrit paslanmayan poladı və yüksək möhkəmlikli poladı qoruyur, qaynaq keyfiyyətini artırır. Onlar müxtəlif materialları (aşağı karbonlu polad, paslanmayan polad, alüminium ərintisi) idarə edir və ağıllı avtomobil istehsalında vaxtında və keyfiyyəti artıraraq kiçik partiyalı, birdəfəlik formalaşdırmanı dəstəkləyir.
7. Fitnes avadanlığı
Lazer kəsicilər fitnes avadanlıqlarında istifadə olunan boruların emalı üçün güclü elastiklik təklif edir. Onlar müəyyən uzunluqları, bucaqları və xüsusi formalı burunları dəqiq kəsir, montaj uyğunluğunu və sabitliyini artırır. Yüksək emal səmərəliliyi istehsal dövrlərini qısaldır, müxtəlif üslub və spesifikasiyalar üçün bazar tələbinə sürətli cavab verməyə imkan verir və məhsulun rəqabət qabiliyyətini gücləndirir.
8. Aerokosmik sənaye
Aerokosmik istehsalın son dərəcə yüksək tələbləri var və lazer kəsimi təyyarə və raket komponentlərində geniş istifadə olunur. Bu, gövdə konstruksiyaları və dəqiq hissələr üçün yüksək möhkəmlikli, yüngül aviasiya ərintilərinin yüksək dəqiqliklə kəsilməsinə nail olur. Yanacaq çəni hissələri və mühərrik burunları kimi mürəkkəb, yüksək tolerantlıqlı raket komponentləri üçün lazer kəsimi dəqiq yol nəzarəti və mürəkkəb profil emalına imkan verir, performans və təhlükəsizliyi təmin edir.
Yazı vaxtı: 10 aprel 2026
