Vid tillämpning av formar, skyltar, hårdvarutillbehör, reklamskyltar, bilregistreringsskyltar och andra produkter orsakar traditionella korrosionsprocesser inte bara miljöföroreningar utan även låg effektivitet. Traditionella processtillämpningar som bearbetning, metallskrot och kylvätskor kan också orsaka miljöföroreningar. Även om effektiviteten har förbättrats är noggrannheten inte hög och skarpa vinklar kan inte skäras. Jämfört med traditionella djupskurna metallmetoder har laserdjupskurna metaller fördelarna med föroreningsfri, hög precision och flexibelt skärningsinnehåll, vilket kan uppfylla kraven för komplexa skärningsprocesser.
Vanliga material för djup carving i metall inkluderar kolstål, rostfritt stål, aluminium, koppar, ädelmetaller etc. Ingenjörer utför högeffektiv parameteranalys av djup carving för olika metallmaterial.
Analys av det faktiska fallet:
Testplattformsutrustning Carmanhaas 3D Galvo-huvud med lins (F=163/210) utför djupskärningstestet. Graveringsstorleken är 10 mm × 10 mm. Ställ in de initiala parametrarna för gravering, som visas i tabell 1. Ändra processparametrar såsom mängden defokus, pulsbredd, hastighet, fyllningsintervall etc., använd djupskärningstestaren för att mäta djupet och hitta processparametrarna med bästa skärningseffekt.
Tabell 1 Initiala parametrar för djup carving
Genom processparametertabellen kan vi se att det finns många parametrar som påverkar den slutliga djupgraveringseffekten. Vi använder kontrollvariabelmetoden för att hitta processen för varje processparameters effekt på effekten, och nu kommer vi att presentera dem en efter en.
01 Effekten av oskärpa på snidningsdjup
Använd först Raycus fiberlaserkälla, effekt: 100 W, modell: RFL-100M för att gravera de initiala parametrarna. Utför graveringstestet på olika metallytor. Upprepa graveringen 100 gånger i 305 sekunder. Ändra oskärpan och testa effekten av oskärpan på graveringseffekten av olika material.
Figur 1 Jämförelse av effekten av oskärpa på djupet av materialskärningen
Som visas i figur 1 kan vi få följande om det maximala djupet som motsvarar olika defokuseringsnivåer när vi använder RFL-100M för djupgravering i olika metallmaterial. Utifrån ovanstående data kan man dra slutsatsen att djup snidning på metallytan kräver en viss defokusering för att få bästa graveringseffekt. Defokuseringen för gravering av aluminium och mässing är -3 mm, och defokuseringen för gravering av rostfritt stål och kolstål är -2 mm.
02 Pulsbreddens inverkan på skärdjupet
Genom ovanstående experiment erhålls den optimala mängden defokusering för RFL-100M vid djupgravering med olika material. Använd den optimala mängden defokusering, ändra pulsbredden och motsvarande frekvens i initialparametrarna, och andra parametrar förblir oförändrade.
Detta beror främst på att varje pulsbredd på RFL-100M-lasern har en motsvarande grundfrekvens. När frekvensen är lägre än motsvarande grundfrekvens är uteffekten lägre än medeleffekten, och när frekvensen är högre än motsvarande grundfrekvens minskar toppeffekten. Graveringstestet behöver använda den största pulsbredden och maximala kapaciteten för testning, så testfrekvensen är grundfrekvensen, och relevant testdata kommer att beskrivas i detalj i följande test.
Grundfrekvensen som motsvarar varje pulsbredd är: 240 ns, 10 kHz, 160 ns, 105 kHz, 130 ns, 119 kHz, 100 ns, 144 kHz, 58 ns, 179 kHz, 40 ns, 245 kHz, 20 ns, 490 kHz, 10 ns, 999 kHz. Utför gravyrtestet med ovanstående puls och frekvens. Testresultatet visas i figur 2.
Figur 2 Jämförelse av pulsbreddens effekt på graveringsdjupet
Det framgår av diagrammet att när RFL-100M graverar, minskar gravyrdjupet i takt med att pulsbredden minskar. Gravyrdjupet för varje material är störst vid 240 ns. Detta beror främst på minskningen av den enskilda pulsenergin på grund av minskningen av pulsbredden, vilket i sin tur minskar skadorna på metallmaterialets yta, vilket resulterar i att gravyrdjupet blir mindre och mindre.
03 Frekvensens inverkan på gravyrdjupet
Genom ovanstående experiment erhålls den bästa mängden defokus och pulsbredd för RFL-100M vid gravering med olika material. Använd den bästa mängden defokus och pulsbredd så att den förblir oförändrad, ändra frekvensen och testa effekten av olika frekvenser på graveringsdjupet. Testresultaten visas i figur 3.
Figur 3 Jämförelse av frekvensens inverkan på materialdjupskärning
Det framgår av diagrammet att när RFL-100M-lasern graverar olika material, minskar gravyrdjupet för varje material i takt med att frekvensen ökar. När frekvensen är 100 kHz är gravyrdjupet störst, och det maximala gravyrdjupet för rent aluminium är 2,43 mm, 0,95 mm för mässing, 0,55 mm för rostfritt stål och 0,36 mm för kolstål. Bland dessa är aluminium mest känsligt för frekvensförändringar. När frekvensen är 600 kHz kan djupgravering inte utföras på aluminiumytan. Medan mässing, rostfritt stål och kolstål påverkas mindre av frekvens, visar de också en trend att gravyrdjupet minskar med ökande frekvens.
04 Hastighetens inverkan på gravyrdjupet
Figur 4 Jämförelse av effekten av snidningshastighet på snidningsdjup
Det framgår av diagrammet att gravyrdjupet minskar i takt med att gravyrhastigheten ökar. När gravyrhastigheten är 500 mm/s är gravyrdjupet för varje material störst. Gravyrdjupen för aluminium, koppar, rostfritt stål respektive kolstål är: 3,4 mm, 3,24 mm, 1,69 mm, 1,31 mm.
05 Effekten av fyllningsavstånd på gravyrdjupet
Figur 5 Effekten av fyllnadsdensitet på gravyreffektivitet
Det framgår av diagrammet att när fyllningsdensiteten är 0,01 mm är gravyrdjupet för aluminium, mässing, rostfritt stål och kolstål maximalt, och gravyrdjupet minskar när fyllningsgapet ökar; fyllningsavståndet ökar från 0,01 mm till 0,1 mm, vilket gradvis förkortar tiden som krävs för att slutföra 100 gravyrer. När fyllningsavståndet är större än 0,04 mm minskar förkortningstidsintervallet avsevärt.
Avslutningsvis
Genom ovanstående tester kan vi få de rekommenderade processparametrarna för djup carving av olika metallmaterial med RFL-100M:
Publiceringstid: 11 juli 2022