Лазерын огтлолтын технологи: Нарийвчлал ба хурд

Лазер барих технологиин эволюцын

Лазерын хайчлалтын системийн түүхэн хөгжил

Лазерийг анх 1960-аад оны үед нисэх онгоцны салбарт зориулан хязгаарлагдмал хэрэгсэл болгон ашигладаг байв. Эхний үед CO2 лазерийг ашиглан металл бус материалуудыг боловсруулдаг байсан. Эртний системүүд чадал, удирдлагааны хувьд хязгаарлалттай байсан боловч 1980-аад онд CNC-ийг интеграцлах амжилттай болсоноор нарийвчлал сайтай чиглэлд шилжих боломжийг бий болгож, автомашин, электрон бараа үйлдвэрлэл рүү нэвтрэн орж эхэлсэн.

Нааруулаг болон хайчлах хурдыг сайжруулах зорилгоор лазерын эх үүсвэрт хийсэн ахиц

Шилэн лазер нь хуучин CO2 системүүдтэй харьцуулахад үйлдвэрлэлийн ажиллагааг бүрэн өөрчилсөн. Тэд илүү сайн цацрагийн чанарыг хадгалж үлдэхийн зэрэгцээ энергийг ашиглах үр дүнтэй байдлыг ойролцоогоор 100 дахин сайжруулсан. Эдгээр сайжруулалтууд нь одоо инженерүүд саяхан гайхамшгийн амжилт гаргаж байгааг анхаарахад, таслагын өргөнийг зөвхөн 0.1 мм хүртэл бууруулах боломжийг олгож байна. Мөн нарийн хэсгүүд дээр хийсэн олон туршилтаас үзэхэд цэвэрхэн металлын хавтгайнуудыг таслах хурд ойролцоогоор 70%-иар нэмэгдсэн. Мөн шингэн бус лазерийг мартаарай, ялангуяа нарийн эмнэлгийн багаж хэрэгсэлд шаардлагатай нарийвчлал шаарддаг жижиг дэлгэрэнгийн таслалтанд чухал ач холбогдолтой байна.

CO2, Шилэн ба Шингэн бус лазерийн таслагчдын харьцуулалт

CO2 системүүд нь зэвэрдэггүй хар бус металл, том зузаан материалд тохиромжтой хэвээр байхад, шилэн кабелийн лазер нь их хэмжээний лист металлын үйлдвэрлэлийг доминчлох болсон. Хатуу төлөвийн лазер нь микрон түвшний нарийвчлал шаардагдах тусгай зориулалтын хэрэглээнд давуу талтай байдаг бөгөөд лазер хайчлах технологи ямар хэвээр ч өөр өөрөөр аж үйлдвэрийн шаардлагад нийцэж байгааг харуулж байна.

Лазер хайчлалтанд нарийвчлал: Нэг миллиметрээс бага нарийвчлалыг олж авах

CNC-ийн удирдлагатай системүүд лазер хайчлалтын нарийвчлалыг хэрхэн тогтвортой байлгаж байгаа вэ

Өнөөгийн CNC системүүд оптический калибровка болон бодит цагт хөдөлгөөний удирдлага хослуулснаар лазер хайчлах үед ойролцоогоор 0.1 мм нарийвчлалд хүрч чаддаг. Эдгээр машинууд үйлдвэрлэлийн орчинд бид бүгд тулгардаг материалд тохиолдох жигд бус байдлыг зохицуулахын тулд өөрсдөө автоматаар хооллох хурдаа тохируулдаг. Түүнчлэн, нэг хүний волосын диаметрээс ч бага хэмжээтэй, зөрүүхэн 20 мкм-ийн фокусын толботой гэрлийг мартаагүй байгаарай! Энэ нь өөрөөр боломжгүй байх маш нарийн дүрс, загвар, нарийвчилсан ажлыг хийх боломжийг олгодог. Эдгээр системүүдийг итгэлтэй болгодог нь тэдгээрийн хатуу бүтэц юм. Хатуу машиний хүрээ ба шугаман заагуур хослон 0.05 мм-ээс бага хэмжээтэй хэлбийлтийг бууруулдаг бөгөөд зарим машины хурд минутанд 100 метрээс дээш хүрэх үед энэ их л гайхамшигтай.

Нимгэн ба зузаан металл хавтгайг хайчлах нарийвчлал

Зузаан бус материал (<3 мм) нь электроны бүрэлдэхүүн хэсгийн хувьд тохиромжтой өндөр давтамжтай пульсатай шилэн ширмийг ашиглан ±0,05 мм нарийвчлалыг хадгалдаг. Харин зузаан материал (10–25 мм)-ийг хоёр савхтай хийн туслах системийг ашиглан удаан хурдаар, гэхдээ ±0,15 мм нарийвчлалтайгаар огшиж болно. CO2 лазер нь 15 мм цэвэрхий сталийг 0,2 мм-ийн хазайлттай, харин шилэн лазер нь 5 мм хөнгөн цагааныг 0,08 мм давталттайгаар огшино.

Үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд миллиметрийн доорх нарийвчлал шаардлагатай эсэхийн талаар ямаршууд

Агаарын урсгалыг сайжруулахын тулд онгоцны турбины хөвч 0,02 мм-ийн нарийвчлал шаарддаг ч бүтцийн 73% нь ±0,3 мм-ийн нарийвчлалтайгаар үр дүнтэй ажилладаг. 2023 оны судалгаагаар үйлдвэрлэгчдийн 40% нь нарийвчлалын шаардлагыг хэт их тодорхойлж, 18–25% өртгийг нэмэгдүүлж байна гэж гаргасан боловч үйл явцын үр дүн сайжраагүй. Гэсэн хэдий ч анагаахын багаж, хагас дамжуулагчийн салбарууд нь боловсруулалтын ажлын 92%-ийн бууралтыг шаардлагатай болгож байна.

Орчин үеийн лазер огших технологийн хурд ба үйлдвэрлэлийн үр ашгийг сайжруулах

Орчин үеийн лазерын хайчлалтын технологи нь үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд эвгүй өндөр чанарын стандартыг хадгалж, урьд нь байгаагүй үйлдвэрлэлийн хурдны түвшинд хүрч чадна.

Хавтгай металл хайчлахад хурд ихтэй лазер ашиглах

Орчин үеийн системүүд 1–3 мм зэвэрдэггүй гангуудыг минутанд 100 метрээс дээш хурдтайгаар боловсруулдаг бөгөөд энэ нь плазмын хайчлалттай харьцуулахад үйлдвэрлэлийн мөчрийг 50%-иар бууруулах боломжийг олгодог. Энэ хурд нь автомашин үйлдвэрлэлд чухал бөгөөд волокон лазер нь цуглуулгын ±0.1 мм байрлалын нарийвчлалыг алдагдуулахгүйгээр минутанд 40 метрийн хурдтайгаар 1.5 мм шассийн хэсгийг хайчилдаг.

Волокон лазер vs. CO2: Боловсруулах хурд 40%-иар илүү (Эх сурвалж: SPI Lasers, 2023)

Волокон системүүд метал дахь 1070 нм долгионы уртын давуу талын шингээлтийн улмаас зэвэрдэггүй гангийн хувьд 30–40% илүү хурдан хайчилдаг. Энэ үр ашгийг 5 кВт-ын волокон лазер 6 мм хөнгөн цагааныг минутанд 28 метрийн хурдтайгаар боловсруулахад, CO2 лазерийн 20 м/мин-тэй харьцуулахад илүү өндөр гарц өгч, үйл ажиллагааны цагт $18–$22 хэмнэх боломжийг олгодог.

Огтлолтын хурдыг материал болон ирмэгийн чанартай тэнцвэржүүлэх

Хэрэглэгчид нэмэлт хийн даралтыг (азотын хувьд 1.5–2 бар), савхны зай (±0.2 мм нарийвчлал), импульсын давтамжийг (харгалзан ойлгох металлд 500–1000 Гц) тохируулснаар үр дүнг сайжруулдаг. Энэ тохируулга нь 35 м/мин-ээс дээш хурдаар боловсруулагдсан 2 мм-ээс бага зэсний хаягт ирмэгийн цоорхой үүсэхээс сэргийлдэг бөгөөд агаарын нисэх тоног төхөөрөмжийн шаардлагад нийцсэн Ra 3.2 мкм гадаргуугийн төгсгөлд хүрдэг.

Шилэн Кабель Технологи: Дээд зэргийн нарийвчлал, хурд

Шилэн кабел яаж нарийвчлал, огтлолтын хурдыг сайжруулдаг вэ

Шилэн кабелийн лазер нь CO2-ийнхээс 10 дахин бага долгионы урттай байдлаар миллиметраас бага нарийвчлалд хүрч, 30 мм зузаан хүртэлх металлд нарийн огтлолт хийх боломжийг олгодог. Цардуулт суурьтай загвар нь хийн системд түгээмэл тохиолддог эгнэлтийн асуудлыг арилгаж, их хурдтай ажиллагааны үеийн тогтвортой ажиллагааг хангана — энэ нь ±0.1 мм нарийвчлал шаардлагатай нисэх онгоцны салбарт маш чухал.

Эрчим хүчний үр ашиг, бага засвар үйлчилгээгээр тогтвортой өндөр үйлдэл хангах

Орчин үеийн ширхэг лазерууд нь CO2-тэй харьцуулахад 70% бага энерги хэрэглэдэг бөгөөд 40% илүү хурдан хайчилдаг. Шууд диодын цахилгаанжуулалт нь дулаан үүсгэх болон деталийн элэгдлийг бууруулдаг тул 25,000 цагаас дээш хугацаагаар цөөн засвар үйлчилгээтэйгээр ажиллах боломжийг олгодог—зогсолтгүй үйлдвэрлэлийн мөчлөг шаарддаг авто үйлдвэрлэлийн үйлдвэрүүдэд энэ нь чухал хүчин зүйл юм.

Тохиолдол судалгаа: Ширхэг лазерын системийг ашиглан автомашин хэсгийг үйлдвэрлэх

Урд түрүүлэн явагч цахилгаан хөдөлгүүрт машин үйлдвэрлэгч ширхэг лазер хэрэглэснээс хойш хацар бүрэлдэхүүн хэсгийн хаягдал 23%-иар буурсан. Энэ технологийн 6 кВт-ын чадал 3 мм зэвэрдэггүй гангийг минутанд 45 метр хурдтайгаар хайчилж, ирмэгийн жигд байдлыг 1.6 µm Ra-аас доош хадгалсан. Энэ нарийвчлал-хурдны тэнцвэр нь чанарын шалгалтыг нэмэхгүйгээр сард гарцыг 18% -иар нэмэгдүүлэх боломжийг олгосон.

Лазер хайчлах системд автоматжуулалт ба CNC интеграци

Нарийвчлал ба гарц сайжруулахад CNC болон автоматжуулалтын үүрэг

Орчин үеийн CNC системүүд лазерын параметрүүдийг роботжуулсан материал зөөх тоног төхөөрөмжтэй синхрончилж, 25 мм-с илүү зузаан металл дээр нарийн хэв геометрүүдийг өндөр хурдаар оглох үед ч ±0.1 мм байршилтийн нарийвчлалд хүрдэг. Энэхүү нэгтгэл нь суурилуулах хугацааг 35%-иар бууруулах зэрэгцээ цаашид зогсолтгүй үйлдвэрлэлийг хангаж өгдөг.

Бодит цагт нарийвчлал ба хурдыг тохируулахын тулд хиймэл оюунд суурилсан үр ашгийг сайжруулах

Машин суралцах алгоритмууд одоо материалын муруйлтыг ба цацрагийн сарнихийг урьдчилан таамаглаж, оглох явцад чадлыг ба эргэлтийн хурдыг шууд тохируулдаг. Нэг автомашин үйлдвэрлэгч нь өндөр бат бөх чанартай ган дахь дулааны деформацийг засварлах хиймэл оюуны системийг нэвтрүүлснээр хаягдах эд ангиудын хэмжээг 22%-иар бууруулсан гэж мэдэгдсэн.

Чиг хандлага: Бүрэн автоматжуулсан лазерийн нүднүүд хүний ​​алдааг 60% хүртэл бууруулж байна

Автоматаар ачаалах, оглох, ангилалтын туршинууд одоо нийт үйлдвэрлэлийн мөчлөгийг 500 микрон хэмжээстэй нарийвчлалтайгаар дуусгадаг. 2023 оны үйлдвэрлэлийн судалгаагаар электрон багцын хувьд эдгээр нүднүүд эхний туршилтаар 98.6% гарц авч, гар ажиллагаатай ажиллагаатай харьцуулахад алдааг 60%-иар бууруулдаг байв.

Түгээмэл асуулт: Лазер хайчлах технологи

Цахилгаан салааны лазерийн багтаамж CO2 лазераас ямар давуу талтай вэ?

Цахилгаан салааны лазер нь CO2 лазерийнхаас илүү энерги хэмнэлттэй, хурдан хайчилдаг, нарийвчлал өндөртэй. Тус төхөөрөмж нь электроник болон автомашин үйлдвэрлэл зэрэг их хэмжээний, нарийвчилсан үйлдвэрлэлийн хувьд онцгой давуу талтай.

CNC-ийн интеграци лазер хайчлалтын нарийвчлалыг хэрхэн сайжруулах вэ?

CNC интеграци нь хөдөлгөөн болон оптикийн тохируулгыг бодит цагт удирдах замаар лазер хайчлалтын үйл ажиллагааг маш нарийвчлалтай удирддаг тул үйлдвэрлэлийн нарийвчлал, хурдны чанарыг сайжруулдаг.

Бүх салбарт эрчимтэй нарийвчлал шаардлагатай юу?

Үгүй, бүх салбарт эрчимтэй нарийвчлал шаардлагагүй. Энэ нь далайн эсвэл анагаахын багаж хэрэгсэл зэрэг тодорхой хэрэглээнд чухал ч, олон үйлдвэрлэлийн процесс харьцангуй сул зөрүүтэйгээр үр дүнтэй ажилладаг.