1. Nguyên lý gia công laser
Cắt laser là 1 công nghệ tiên tiến được ứng dụng rộng rãi trong việc gia công vật liệu.Cắt laser là sử dụng các chùm tia laser năng lượng cao tạo ra tia cắt để gia công vật liệu.
Kỹ thuật cắt laser cắt được nhiều loại vật liệu như: Kim loại, phi kim, vật liệu tổng
hợp, ứng dụng rộng rãi ở nhiều lĩnh vực khác nhau.
Cắt laser là chùm tia laser hội tụ trên bề mặt vật liệu và được hội tụ năng lượng làm tan chảy hoặc đạt đến điểm bốc cháy, đồng thời nhờ vào luồng khí áp lực cao đồng trục với chùm tia laser để đẩy phần vật liệu nóng chảy ra khỏi vùng gia công, từ đó thực hiện việc cắt vật liệu. Cắt laser là một trong những phương pháp gia công nhiệt.
2. Phương thức chủ yếu của gia công laser
a. Cắt Khí nén và cắt Nitơ
Cắt laser tan chảy là sử dụng laser làm cho vật liệu tan chảy và thông qua khí áp lực cao (khí N2,Air,…) đồng trục với chùm tia laser để loại bỏ kim loại lỏng tạo thành đường cắt. Phương pháp này chủ yếu áp dụng với các kim loại khó Oxy hóa hoặc cắt kim loại hoạt tính, như thép không gỉ, Titan, nhôm,...
b. Cắt Oxy
Nguyên lý gần giống với cắt Oxy - Acetylen. Nó sử dụng tia laser để làm nguồn đốt nóng, dùng khí hoạt tính như Oxy,.. làm khí cắt. Khí phun ra một mặt phản ứng với kim loại, tạo thành phản ứng oxy hóa tạo ra lượng lớn nhiệt, mặt khác loại bỏ các phần thừa ra khỏi vùng gia công, tạo ra đường cắt trên mặt kim loại. Phương pháp này chủ yếu cắt kím loại dễ oxy hóa như thép carbon,... có thể dùng cho các vật liệu khác như thép không gỉ,.. nhưng vết cắt có màu sẫm, sần sùi, mà giá thành lại thấp hơn so với chi phí sử dụng khí.
3 Vị trí tiêu điểm
Liên quan đến bề mặt của vật liệu gia công, khi tia laser được hội tụ, tiêu điểm nằm ở đâu thì đó được gọi là vị trí tiêu điểm. Vị trí tiêu điểm quyết định đường kính chùm tia laser, mật độ công suất và hình dạng mặt cắt trên bề mặt công cụ. Trong quá trình cắt laser, vị trí tương ứng của chùm tia laser và bề mặt cắt ảnh hưởng lớn đến chất lượng cắt.
Việc hiệu chỉnh vị trí tiêu điểm chính xác rất quan trọng. Thiết bị này được trang bị
thiết bị tự động tìm tiêu điểm độ chính xác cao. Khi chiều cao của tấm vật liệu thay đổi, hệ thống CNC sẽ tự động điều chỉnh khoảng cách giữa đầu dưới của bép cắt và bề mặt tấm để đảm bảo chiều cao không đổi giữa bép cắt và bề măt, đảm bảo vị trí tiêu điểm ổn định.
Cơ chế chỉnh tiêu cự của kính hội tụ sử dụng hộp hội tụ trục để thực hiện, có tính tự động khóa và chỉnh tiêu điểm chuẩn xác. Dưới đây là bảng liên quan giữa vị trí tiêu điểm với vật liệu cắt và điểm đứt:
Lấy tiêu cự 0: Tiêu cự nằm trên bề mặt của tấm phôi được sử dụng để cắt cắc tấm mỏng. đường kính chum tia nhỏ nhất, có thể hẹp nhất.
Lấy tiêu cự dương: tiêu cự nằm trên bề mặt trên của tấm phôi được sử dụng để cắt Oxy bằng Laser. Tiêu cự tập trung vào bề mặt vật liệu
Lấy tiêu cự âm: tiêu cự nằm dưới bề mặt của tấm phôi được sử dụng cắt Nito hoặc khí nén. Trọng tâm là bên trong vật liệu, vị trí lấy nét được thu nhỏ và khe khe được mở rộng tương ứng.
4. Bép cắt
a. Tác dụng của bép cắt
Thiết kế bép cắt khác nhau thì sự lưu động của khí cũng khác nhau, trực tiếp ảnh hưởng chất lượng cắt, tính năng chủ yếu của đầu cắt là:
- Tránh cặn bã, tạp chất bắn ngược lên đầu cắt làm hư hỏng thấu kính;
- Bép cắt giúp khí phun ra tập trung, khống chế diện tích và kích thước độ phân tán của khí, giúp chất lượng cắt tốt hơn.
b. Ảnh hưởng của bép cắt đến chất lượng cắt và chọn lựa bép cắt
Liên quan giữa bép cắt và chất lượng cắt: Khi bép cắt bị biến dạng hoặc có cặn sẽ ảnh hưởng đến chất lượng cắt. Do đó, vòi phải được đặt cẩn thận và không bị trầy xước, khi bề mặt bép cắt có cặn bẩn phải được làm sạch kịp thời. Bép cắt yêu cầu có độ chính xác cao hơn khi sản xuất. Nếu do chất lượng của bép cắt dẫn đến chất lượng cắt kém, vui lòng kịp thời thay thế bép cắt. Chọn lựa bép cắt:
Trường hợp đường kính bép cắt nhỏ, tốc độ khí nhanh và khả năng loại bỏ chất tan chảy mạnh, thích hợp cắt vật liệu tấm mỏng, và tạo ra được đường cắt mỏng tinh xảo. Nếu đường kính bép cắt lớn, tốc độ khí chậm, khả năng loại bỏ chất tan chảy kém, thích hợp cắt vật liệu dày. Nếu sử dụng bép cắt có lỗ to để cắt nhanh tấm vật liệu mỏng, sẽ dễ sinh ra tàn tích cặn bã, và bắn phản ngược lại gây ra hư hỏng cho thấu kính bảo vệ.
Bép cắt có 2 loại là bép cắt đơn và bép cắt kép (xem hình bên dưới), thông thường, đầu kép sẽ dùng để cắt thép đen, đầu đơn để cắt thép không gỉ.
Do vật liệu, khí gia công khác nhau, nên số liệu bảng trên cũng sẽ có sai số. Bảng này chỉ dùng để tham khảo. Bép cắt thương hiệu của các nhà cung cấp khác nhau cũng ảnh hưởng lớn đến chất lượng cắt. Anh em vận hành lưu ý nhé.
