Конвенционална механичка обрада, ЕДМ, сечење абразивним воденим млазом и стандардно ласерско сечење могу решити веома велики део индустријских задатака сечења.

Међутим, неке компоненте захтевају другачији ниво контроле процеса.

Типични примери укључују:

• Компоненте високе вредности
• Танкозидне конструкције
• Материјали осетљиви на топлоту
• Тврди и крхки материјали
• Мале карактеристике
• Уске толеранције димензија
• Компоненте које захтевају минимално термичко оштећење

У овим случајевима, ограничења могу укључивати зоне под утицајем топлоте, микропукотине, стварање неравнина, термичку деформацију, хабање алата или недовољну тачност карактеристика.

Прецизно ласерско сечење се стога све више користи за напредне материјале и компоненте високе вредности где је квалитет реза важнији од пуког максимизирања брзине резања.

Међу доступним технологијама, ласерско сечење вођено воденим млазом пружа препознатљиву комбинацију ласерске обраде, континуираног хлађења и контролисаног уклањања материјала.

1. Шта је прецизно ласерско сечење?

Прецизно ласерско сечење није дефинисано само малом машином или малим радним предметом.

Боље је дефинисано резултатом обраде.

Важне карактеристике укључују:

• Уски прорез
• Висока тачност димензија
• Минимална зона утицаја топлоте
• Смањено стварање неравнина
• Контролисано уклањање материјала
• Фина обрада карактеристика
• Висока поновљивост
• Смањена накнадна обрада

Различити материјали и захтеви за тачност захтевају различите ласерске технологије.

Из тог разлога, прецизна ласерска обрада може укључивати конвенционалне влакнасте ласере, ултрабрзе ласере, ласерске системе вођене воденим млазом или друге специјализоване процесе.

2. Главне технологије прецизног ласерског сечења

2.1 Прецизно сечење влакнастим ласером

Влакнасти ласери се широко користе за прецизну обраду танких металних делова.

Типичне предности укључују:

• Висока електрична ефикасност
• Зрела индустријска технологија
• Велика брзина обраде
• Добра могућност аутоматизације
• Снажне перформансе на многим металима

За многе прецизне примене сечења метала, фибер ласерски системи пружају одличан баланс продуктивности и трошкова.

Међутим, термички утицај и даље треба пажљиво контролисати приликом обраде танкозидних делова, материјала осетљивих на топлоту или веома вредних компоненти.

2.2 Ултрабрзо ласерско сечење

Ултрабрзи ласерски системи користе изузетно кратке ласерске импулсе, обично у:

• Пикосекундни опсег
• Фемтосекундни опсег

Пошто се енергија испоручује у веома кратком временском периоду, материјал се може уклонити са веома малом зоном термичке интеракције.

Предности укључују:

• Изузетно мала зона утицаја топлоте
• Смањена термичка оштећења
• Фина обрада карактеристика
• Прецизна микрообрада

Ултрабрзи ласери су посебно вредни за захтевне микроскопске примене, иако се трошкови опреме и ефикасност производње морају проценити према стварној компоненти.

2.3 Ласерско сечење вођено воденим млазом

Технологија ласера ​​вођеног воденим млазом комбинује ласерску енергију са танким, стабилним млазом воде који делује као оптички водич и усмерава ласер ка радном предмету.

То се фундаментално разликује од оба:

• Конвенционално суво ласерско сечење
• Конвенционално сечење абразивним воденим млазом

У ласерском систему вођеном воденим млазом, водени млаз не сече механички радни предмет сам по себи.

Уместо тога, он води ласерски зрак, а истовремено обезбеђује хлађење и помаже у уклањању процесних остатака.

Ово ствара високо контролисано окружење за прецизну обраду.

3. Како функционише ласерска технологија вођена воденим млазом?

Типична архитектура система може се представити као:

Ласерски извор
↓
Оптички систем
↓
Јединица за спајање ласера ​​и воде
↓
Водена комора
↓
Прецисион Ноззле
↓
Танки водени млаз
↓
Радни комад

Ласерски зрак је оптички спрегнут у фини водени млаз.

Због разлике у индексу преламања између воде и околног ваздуха, ласер може остати затворен унутар воденог млаза кроз поновљену унутрашњу рефлексију.

Водени млаз стога делује као оптички водич за ласерску енергију.

Ово је тачније него описивање процеса као воде која једноставно „гура“ ласер према радном предмету.

Током обраде, водени млаз обавља три важне функције:

Ласерско вођење + Хлађење + Уклањање отпада

Ово фундаментално мења управљање температуром у поређењу са конвенционалном сувом ласерском обрадом.

4. Зашто вођење воде мења ласерску обраду

Код конвенционалног ласерског сечења, фокусирани сноп директно интерагује са радним предметом, док помоћни гас и параметри процеса контролишу зону сечења.

Код ласерске обраде вођене воденим млазом, континуирани проток воде окружује и хлади подручје интеракције.

Ово може помоћи:

• Смањите прекомерно акумулирање топлоте
• Ограничите зону погођену топлотом
• Смањите термичку дисторзију
• Уклоните растопљени или аблатирани материјал
• Одржавајте контролисану област обраде

Технологија је стога посебно интересантна за материјале и компоненте где је термичко оштећење велика брига.

5. Ласерско сечење вођено воденим млазом у односу на конвенционално ласерско сечење

Закључак није да је ласер вођен воденим млазом универзално бољи.

Свака технологија има свој оптимални опсег примене. Конвенционално ласерско сечење остаје веома ефикасно за опште индустријско сечење, док ласерско сечење вођено воденим млазом постаје посебно вредно тамо где су контрола температуре, прецизност и вредност компоненти критични.

6. Ласерско сечење воденим млазом у односу на сечење абразивним воденим млазом

Ове две технологије се често мешају, али њихови механизми сечења су потпуно различити.

Абразивно резање воденим млазом

Конвенционална употреба абразивног воденог млазног сечења:

Вода под високим притиском + абразивне честице → Механичка ерозија

Абразивне честице физички уклањају материјал.

Овај процес је веома свестран и може сећи дебеле материјале без стварања конвенционалне термичке зоне утицаја топлоте.

Ласерско сечење вођено воденим млазом

Употреба ласера ​​вођеног воденим млазом:

Водичи воденог млаза Ласерска енергија → Интеракција ласера ​​и материјала

Вода је првенствено оптички медијум за вођење и хлађење, а не главни механизам сечења.

Брза Поређење

Стога ове две технологије не треба третирати као еквивалентне.

7. Материјали погодни за ласерску обраду вођену воденим млазом

Изводљивост материјала зависи од тачне класе, дебљине, геометрије и потребног квалитета реза.

Типичне категорије материјала могу укључивати:

Метали и суперлегуре

• Нехрђајући челици
• Легуре титанијума
• Суперлегуре на бази никла
• Легуре на бази кобалта
• Остали метали који се тешко обрађују

Тврди и крхки материјали

У зависности од капацитета опреме и развоја процеса:

• Керамика
• Материјали на бази силицијума
• Одређени полупроводнички материјали
• Остали тврди технички материјали

Напредни индустријски материјали

Специјалне легуре, пројектовани материјали и неки композитни системи такође могу бити процењени на основу специфичности пројекта.

Параметре процеса и изводљивост треба проценити у складу са тачном врстом материјала, дебљином, геометријом и потребним квалитетом реза.

8. Ваздухопловство

Компоненте ваздухопловства често комбинују:

• Висока вредност материјала
• Тешко обрадиве легуре
• Геометрија танких зидова
• Уске толеранције
• Осетљивост на термичка оштећења

Технологија ласерског вођења воденим млазом стога може бити атрактивна за одабране примене као што су:

• Компоненте турбине
• Прецизно обрезивање
• Рупе за хлађење
• Фини слотови
• Компоненте легура високе температуре
• Танкозидне конструкције

Главна предност није само брзина сечења.

То је способност контроле термичких ефеката током обраде високовредних делова.

9. Енергија и турбомашине

Компоненте енергије и турбомашина могу укључивати:

• Суперлегуре на бази никла
• Високотемпературне легуре
• Карактеристике прецизног хлађења
• Сложени прорези и рупе
• Танки пресеци

Ласерска обрада вођена воденим млазом може се проценити за:

• Компоненте турбине
• Делови отпорни на високе температуре
• Прецизни слотови
• Фине рупе
• Локализовано скраћивање

Ово је посебно релевантно када конвенционална обрада ствара прекомерно хабање алата или конвенционална ласерска обрада уводи нежељене термичке ефекте.

10. Примене у полупроводницима и електроници

За одговарајуће конфигурације опреме, технологија ласерског вођења воденим млазом може се такође проценити за прецизну обраду:

• Електронске компоненте
• Материјали везани за плочице
• Фине структуре
• Прецизно сечење
• Локализовано уклањање материјала

Ове примене захтевају строгу валидацију процеса јер понашање материјала, контрола контаминације, квалитет ивица и димензионалне толеранције могу значајно да варирају.

11. Медицинско и прецизно инжењерство

Прецизна ласерска обрада такође може бити релевантна за:

• Мале металне компоненте
• Фине карактеристике
• Структуре осетљиве на топлоту
• Прецизни механички делови

Тачна подобност зависи од материјала, регулаторних захтева, геометрије и потребног квалитета површине.

За прецизне компоненте високе вредности, смањено термичко оштећење може бити велика предност процеса.

12. Напредна производња и истраживање и развој

Ласерски системи вођени воденим млазом такође могу да подрже:

• Универзитетско истраживање
• Развој материјала
• Валидација новог процеса
• Напредне производне лабораторије
• Истраживање прецизне обраде

Истраживачка окружења често имају користи од флексибилне контроле параметара и могућности процене материјала који се тешко обрађују.

13. Више од сечења: Прецизна ласерска обрада

Технологија ласерског сечења вођена воденим млазом не треба да се схвати само као процес сечења.

У зависности од могућности система и примене, може подржати и:

• Прецизно сечење
• Микро бушење
• Жлебљење
• Слоттинг
• Обрезивање
• Контролисано уклањање материјала

Ово проширује технологију са једноставног система сечења на ширу платформу за прецизну ласерску обраду.

За неке компоненте високе вредности, бушење или локализовано уклањање материјала може бити комерцијално важније од сечења кроз цео материјал.

14. Кључне компоненте ласерског система вођеног воденим млазом

Комплетан систем обично укључује неколико координисаних подсистема.

Ласерски извор

Параметри ласера ​​морају бити одабрани према:

• Материјал
• Дебљина
• Потребна величина елемента
• Режим обраде
• Термичка осетљивост

Јединица за спајање ласера ​​и воде

Ово је једна од основних компоненти система.

Прецизно спаја ласерску енергију у водени млаз, одржавајући стабилан оптички пренос.

Систем воде под високим притиском

Водени систем генерише контролисани притисак и проток потребан за формирање стабилног финог млаза.

Прецисион Ноззле

Геометрија млазнице директно утиче на стабилност воденог млаза и самим тим на ласерско вођење.

Систем за кретање

У зависности од радног предмета, систем може користити:

• ЦНЦ платформа
• Вишеосни систем
• Роботски систем

Систем за контролу

Систем управљања координира:

Ласер + Вода + Кретање + Параметри процеса

Сафети Енцлосуре

Индустријска ласерска обрада захтева одговарајуће кућиште, блокаде, управљање водом и системе за безбедност процеса.

15. Шта одређује квалитет сечења?

Квалитет ласерске обраде вођене воденим млазом не зависи само од снаге ласера.

Важне променљиве укључују:

• Ласерска снага
• Таласна дужина
• Карактеристике пулса
• Притисак воде
• Пречник млазнице
• Стабилност воденог млаза
• Брзина кретања
• Дебљина материјала
• Својства материјала
• Број пролаза
• Тачност покрета

Коначни резултат обраде одређује се на основу:

Прозор процеса ласер–вода–материјал–кретање

Оптимизација само једног параметра не може гарантовати добар квалитет сечења.

16. Предности ласерске технологије вођене воденим млазом

Важне предности могу укључивати:

• Смањен топлотни утицај
• Мала зона утицаја топлоте
• visoka прецизност
• Континуирано хлађење процеса
• Могућност финих карактеристика
• Добре перформансе на тешким материјалима
• Смањен ризик од прекомерне термичке деформације
• Уклањање отпада уз помоћ воде
• Смањено хабање алата у поређењу са механичком обрадом

Ове предности су највредније код висококвалитетних прецизних примена, а не код општег јефтиног сечења лимова.

КСНУМКС. Ограничења

Ласерски системи вођени воденим млазом такође имају важна ограничења.

Ови укључују:

• Сложенија архитектура опреме
• Виша цена опреме од основних система за ласерско сечење
• Строги захтеви за квалитет воде
• Зависност од стабилног формирања млаза
• Одржавање млазница
• Брзина обраде зависна од апликације
• Захтеви за развој процеса за нове материјале
• Ограничена економска предност за многе опште задатке сечења

То значи да технологију треба одабрати према стварним захтевима процеса, а не зато што је технички софистициранија.

18. Када треба да изаберете ласерско сечење вођено воденим млазом?

За сечење обичних великих лимова од угљеничног челика, конвенционални фибер ласер велике снаге је обично економичнији и продуктивнији.

За велике дебеле пресеке, конвенционални ласер, плазма, абразивни водени млаз или други поступци могу бити прикладнији, у зависности од захтева.

Ласерско вођење воденим млазом постаје посебно интересантно када се примена комбинује:

Високовредна компонента + тежак материјал + термичка осетљивост + мала толеранција + прецизне карактеристике

Типична логика одлучивања је:

Опште индустријско сечење лимова

→ Конвенционални влакнасти ласер

Дебело, опште сечење са ниским термичким ефектом

→ Абразивни водени млаз / Други одговарајући поступак

Микроскална обрада са изузетно малим термичким оштећењима

→ Ултрабрзи ласер

Висококвалитетна прецизна обрада са јаком термичком контролом

→ Ласер вођен воденим млазом

Најнапреднија технологија није нужно и најбоље решење. Исправан процес је онај који постиже потребан квалитет, продуктивност и трошкове за одређену компоненту.

19. Прилагођени системи за ласерску обраду вођени воденим млазом

Системи за ласерску обраду вођени воденим млазом треба да буду конфигурисани око стварног радног предмета, а не да се третирају као један фиксни тип машине.

Важни параметри пројекта укључују:

• Материјал радног предмета
• Димензије
• Дебљина
• Потребна тачност
• Геометрија резања
• Величина функције
• Обим производње
• Захтеви за аутоматизацију

Прилагођени систем може да интегрише:

Ласер + Вођење воденим млазом + ЦНЦ/робот + Причвршћивач + Визија + Контрола процеса + Заштитно кућиште

У зависности од примене, коначна конфигурација може дати приоритет прецизном сечењу, бушењу, жлебовању, обрезивању или другим контролисаним операцијама уклањања материјала.

У компанији GREENSTONE , ова врста технологије може се проценити као део прилагођених напредних решења за ласерску производњу, а не као конвенционална линија производа за сечење лима.

КСНУМКС. закључак

Технологија ласерског сечења вођеног воденим млазом пружа алтернативни пут прецизне обраде за примене где конвенционално ласерско сечење може створити прекомерне термичке ефекте или где тешко обрадиви, високовредни материјали захтевају већу контролу процеса.

Његова кључна техничка разлика је комбинација:

Ласерска енергија + оптичко вођење воденим млазом + континуирано хлађење + контролисано уклањање материјала

Због тога је технологија посебно релевантна за прецизну обраду напредних материјала, финих карактеристика, високовредних компоненти и термички осетљивих структура.

Конвенционални влакнасти ласери, ултрабрзи ласери, абразивни системи воденог млазa и ласери вођени воденим млазом имају своје оптималне опсеге примене.

Праву технологију треба одабрати према:

Материјал + Геометрија + Дебљина + Потребна тачност + Термичка осетљивост + Продуктивност + Трошкови

У компанији GREENSTONE , прво се процењују радни предмет и циљ производње, након чега следи избор одговарајућег ласерског процеса, архитектуре кретања и решења за аутоматизацију.

Циљ није позиционирање GREENSTONE-а као општег добављача машина за ласерско сечење, већ развој напредних решења за ласерску обраду за захтевне индустријске примене.

Најчешћа питања (FAQ)

Шта је ласерско сечење вођено воденим млазом?

Ласерско сечење вођено воденим млазом користи танак водени млаз као оптички водич за ласерску енергију. Водени млаз такође обезбеђује хлађење и помаже у уклањању отпадака током прецизне обраде.

Да ли је ласерско сечење воденим млазом исто што и сечење воденим млазом?

Не. Конвенционално абразивно сечење воденим млазом уклања материјал механичком ерозијом помоћу воде и абразивних честица. Ласерска обрада вођена воденим млазом користи водени млаз за вођење ласерске енергије према радном предмету.

Које материјале може обрађивати ласер вођен воденим млазом?

Типични кандидати укључују нерђајуће челике, легуре титанијума, суперлегуре на бази никла, легуре кобалта и одабране тврде или крхке напредне материјале. Изводљивост мора бити процењена у складу са тачном врстом материјала и геометријом.

Које су предности ласерског сечења вођеног воденим млазом?

Главне предности укључују смањени термички утицај, могућност фине обраде карактеристика, континуирано хлађење, високу прецизност и добру погодност за материјале високе вредности или тешко обрадиве материјале.

Да ли ласерско сечење вођено воденим млазом има зону утицаја топлоте?

Термички ефекти су генерално смањени у поређењу са конвенционалном обрадом сувим ласером, али нису нужно нула. Стварно понашање под утицајем топлоте зависи од материјала и параметара процеса.

Ласер вођен воденим млазом у односу на конвенционални ласер: који је бољи?

Ниједно није универзално боље. Конвенционално ласерско сечење је генерално продуктивније за стандардно индустријско сечење, док је ласер вођен воденим млазом посебно атрактиван када су контрола температуре, прецизност и вредност компоненти критични.

Да ли ласер вођен воденим млазом може обрађивати суперлегуре?

Да, одговарајуће легуре на бази никла и друге легуре отпорне на високе температуре могу бити кандидати за ласерску обраду вођену воденим млазом, у зависности од квалитета материјала, дебљине, геометрије и захтева за квалитет.

Да ли се ласер вођен воденим млазом може користити за бушење и жлебљење?

Да. У зависности од конфигурације система, технологија може да подржи прецизно бушење, жлебљење, прављење прореза, обрезивање и контролисано уклањање материјала поред сечења.

Како да одаберем ласерски систем вођен воденим млазом?

Избор треба да почне са материјалом радног предмета, димензијама, дебљином, потребном величином елемента, геометријом обраде, тачношћу, термичким ограничењима и циљем производње.

Тражите прецизно решење за ласерску обраду?

Пошаљите нам цртеже вашег радног предмета, квалитет материјала, димензије, дебљину, потребну површину обраде, захтеве за тачност и циљ производње. Наш инжењерски тим може да процени примену и препоручи одговарајуће решење за ласерску обраду.