CO2 лазерийн цацрагийн фокусыг тохируулах нь тогтвортой бүтээлүүдийн хувьд

CO₂ лазерийн цацрагийн фокус яаж бүтээлүүдийн нарийн бүтээлүүд болон чанарыг тодорхойлдог

Фокусын урт, цацрагийн толгойн хэмжээ, чадал нягт: CO₂ лазерийн цацрагийн фокусыг засварлах үндсэн физик хуулиуд

CO₂ лазеруудаар хийгдсэн гравюрүүдийн нарийн төвөгтэй бүтээмж ба чанар нь гурван гол оптик хүчин зүйлс дээр үндэслэн бүрддэг: линз материал дээрх байршлын зай (фокусын урт), лазер туяаны хамгийн нарийн цэгт бодит өргөн (тольн цэг), ба тодорхой талбайд хурцлагдаж буй энергийн нягт (хүчний нягт). Фокусын уртыг 1,5–2 инч хүртэл бүүртгэх үед тольн цэг илүү жижиг болдог — заримдаа 0,01 мм-түр хүртэл — үүнээс хүчний нягт ажиглагдаж буй хэмжээгээр нэмэгддэг. Энэ нь микрон түвшинд маш нарийн ажил хийх боломжийг олгодог, гэтэдүүр материал дулааны нөлөөнд гэмтэхийн оронд зохистой ууршигдахын тулд хурдатгах нь ихэвчлэн 200–300 мм/секунд хооронд багасгаж үлдээдэг. Харин фокусын уртыг 4 инч юм уу түүнээс илүү урт хийх үед тольн цэг үлдээдэг, мөн энергийн гадаргуу дээрх тархалт өргөсдөг. Үүнээс том талбайг хурдан хамрах боломж олгодог, гэтэдүүр нарийн төвөгтэй дэлгэрэнгүй зүйлсийг үүсгэх чадвар алдагддэг. Хүчний нягттэй холбоотой нэг чухал зүйл: тольн цэгийн хэмжээ хоёр дахин бүүртгэх үед хүчний нягт дөрвөн дахин нэмэгддэг! Ялгаатай материалын дулааны нөлөөнд үлдээдэг хариу урвал ба ууршигдах цэгүүд ялгаатай бөгөөс, фокусын тохиргоог зөв сонгох нь неүрт шугамууд үүсгэх төдийгүй, гадаргууг санаа зовхийн шарлах юм уу хайлах гэмтэлүүдийг саархуулахын тулд чухал ач хойртой.

Фокусын гүн vs. материалны зузаан: хурдатгагч дүрсийн тогтвортой байх нь давхар, төвөгтэй дэд-дэлхийн хувьд яачин чухал вэ

Фокусын тогтвортой байх нь лазерны фокусын гүний хязгаарт багтахгүй материалны зузаан эсвэл гадаргуугийн бүтэцтэй зүйлсийг гравировка хийх үед үнэнхүү чухал болой. Үүнийг фокусын хавтгайнаас доош ба дээш лазерны цацрагийн хамгийн жижиг хэмжээний ойролцоогоор 10% хазайлт хүртэл хадгалагдах тэнхлэгийн зай гэж ойлгож болой. Ихэнх стандарт 2 инчийн линзүүд ойролцоогоор 2 мм фокусын гүн өгөө, гэтэд 4 инчийн линз рүү шилжих үед тэр зай ойролцоогоор 8 мм хүртэл сундарт. Асуудал нь жишээ нь модон материал, түүний үндсийн чиглэлд зузааны хэлбэрлэл өөрчлөгдөх, давхар акрил хавтгай, хүүрдүүр гадаргуут металлын хувьд үүнээс гадна үүсдэг. Түүнээс хойш лазер фокусоос гардаг, үүнээс гурван тодорхой асуудал үүсдэг, түүнүүдийг хэмжих болой:

• Доогуур хайлоо , фокусын хавтгайн доор цацрагийн тархалт нь гравиркын ирмүүдийг нариймтуулдаг;
• Харлах , хүчний нягт хангалтгүй бөөрнүүрлэлд (пиролиз) шингэншүүрлэд (вапоризацид) дүүрэн шүүрлэлд хүргэдэг;
• Бүтэн бус абляци , хэсгүүд дээрх энергийн тархалт төвөгтэй бөөрнүүрлэлд үлдсэн бүсүүд юм уу үлдэгдсэн хучилт үлдээдэг.

Үйлдвэрлэлийн зэрэгт 3D лазер толгойнууд динамик фокусын нөхөлт аргаар түүнийг шийддэг: фокусын байрлалыг бодит цагт (50 мс-аас бага задралтай) зөрүүг ±0,1 мм хүртэл хадгалж, төвөгтэй контур дагуу ч тогтвортой ирмүүдийн бүтэн бүтэц ба технологийн тогтвортой байдлыг хангаж.

Аж ахуйн CO₂ лазер туяа фокусын зөрүүг тохируулах арга ба баталгаажуулах арга

Туршилтын шархуудыг ашиглан гараар фокусын калибровка хийх, орхимын өргөн хэмжих, фокусын цэгийн зураглал

Автомат фокус зөв ажиллахгүй эсвэл зүгээр л ажиллахгүй байгаа үед гараар тохируулах нь фокусын тохиргоог шалгах, тохируулах гол арга хэвээр байна. Бодит ажилд ашиглагдах материалтай төстэй харагдах хаягдал материал дээр туршилтын түлэгдэлт хийж эхэл. Фокус цэгцтэй байх үед тэмдэг нь цэвэрхэн, тод, сайн тодосгогчтой харагдах ёстой бөгөөд ирмэгийн эргэн тойронд тийм ч их түлэгдэлт гарахгүй. Дараа нь муруйлтын өргөнийг шалгана уу, энэ нь үндсэндээ материалаар шулуун шугам хийсний дараа зүсэлт хэр өргөн гарч ирэхийг хэмжих гэсэн үг юм. Хэрэв хэмжилт нь хүлээгдэж байснаас нэмэх эсвэл хасах 0.1 мм-ээс их хэлбэлзвэл энэ нь ихэвчлэн фокустай ямар нэгэн зүйл буруу байгаа бөгөөд линзийг хөдөлгөх шаардлагатай гэсэн үг юм. Хамгийн сайн фокус хаана байгааг яг таг олохын тулд налуу туршилт хийж үзээрэй. Ажиллаж буй аливаа материалыг 10 орчим градус хазайлгаж, шулуун сийлбэр хий. Сийлбэрийн хамгийн нарийхан, хамгийн тод харагдаж байгаа хэсэг нь лазер хаана хамгийн их тусч, фокусыг хаана тохируулах ёстойг харуулна. Энэхүү гар аргаар хийх аргыг ашиглах нь модон эсвэл акрил материалаар ажиллах үед үүссэн ядаргаатай хонхорхойноос зайлсхийхэд тусалдаг бөгөөд бүрэн тэгш биш гадаргуутай ажиллах үед ч ирмэгүүд нь тодорхой хэвээр байх болно.

Автомат фокусын системийн үнэлэлт: давтамж, сенсорын хязгаарлалт, ажиллуулалт ба техник засварын асуудал промышленн бүтээгдэхүүний CO₂ лазер гравюр хийгчид

Автомат фокусировка системууд нь тодорхой хэмжээгүй ажилтнуудын гараар хийх үйлдлүүдийг багасгаж, бүтээмжийг нэмэгдүүлдүүр. Гэтэд, төвөгтэй шалгах ба рүүтгүүр үйлдлүүдийн дараа л түүнүүд итгэмүүр ажиллах чадварыг хадгалдүүр. Түүний тогтвортой байдлыг шалгахын тулд стандарт юм дээр дор хаяж аравн орчим дараалан фокусировка шалгалт хийх шаардлагатай. Үр дүн нь индустрийн стандартыг хангахын тулд ±0,05 мм-ийн хязгаарт байх ёстой. Сенсорууд шинэлэг металл юмс эсвэл гэрлийг сарниулж, төвөгтэй сигнал үүсгэдүүр зүйлс (жишээ нь: цацрагт алюминий, бүрхүүлт даавуу) дээр ажиллахдаа хүнд бүтээмж үзүүлдүүр. Түүнүүд системд бодит фокусировкын байршлын талаар худал мэдээлэл өгдүүр, үүнээс бүтээлд бүтэн бүтээлгүй бүтээлүүд үүсдүүр. Хамгийн сайн арга нь бүтэн үйлдвэрлэлд оролтам урьдчилан жинхэнэ загварууд дээр туршилтын шархууд хийх явдал юм. Цэвэр байлгах чухал. Оптико-сенсоруудын хувьд тоосны нөлөөллийг саархуулахын тулд долоо хоногт нь нэг удаа цэвэрлэх шаардлагатай. Мөн НИСТ-ийн дагуу баталгаажуулж, гурван сард нь нэг удаа калибровка хийх шаардлагатай. Түүнийг хүлээж бүтэн дагаж, үйлдвэрлэлд тааруулж, түүнүүдийн нарийн фокусировка хугацаа дотор хадгалдүүр — үүнээс илүү чухал нь олон төрлийн бүтээлүүдийг масштабт үйлдвэрлэдүүр үйлдвэрлэлд.

Материал-тодорхой нийцүүр ба ирмүүсийн бүтэн бүтэц хадгалахын тулд CO₂ лазерын цацрагийн фокусыг сонгомжлолын аргаар тохируулах

Фокусын хазайлтас үүсгэсэн дутагдал: мод, акрил ба давхарлагат металл дээрх галдаж хуучирч, доогуур шүүрч, бүтэн устахгүй бөөрсгөлтийг хэмжих

Хамгийн бага фокусын алдаа ч газрын танил гравировка материалууд дээр тодорхой, хэмжигдэх дутагдал үүсгэдэг — түүний шалтгаан нь фокусын хазайлт нь материал-тодорхой устахгүй хязгаарын хувьд цахилгаан хүчдийн нягт ба гүнзгийн тархалтыг яаж өөрчлөх явдалд оршит.

Мод харлах нь ихэвчлэн хүчлийн нягт 12 Вт/мм²-с доош унах үед ажиглагддаг. Энэ үед шаталт процессын тундай хөндлөн шаталт (пиролиз) рүү шилжин, цэвэр ууршилт бүрэн зогсож, бүрэн биш пиролиз үүсдаг. Акрил материалын хувьд дулааны тархалт материал дээр төвдөөс хазайж тархадаг тул ирмүүсний гүнзгийрүүлэлтийн асуудал үүсдаг. Фокусын бага зүйл хазайлт (0,2 мм) нь ирмүүсний өнцгийг 15–25 градусаар нэмэгдүүлж, эцсийн хэмжээний нарийн төвөгтэй бүрдүүлэлтдээ нөлөөлдөг. Давхарга покрыт металлүүдийн хувьд ч асуудал үүсдаг. Хэрэв лазерийн оройн дулааны нягт покрыт давхарга болон металлын суурин хоорондын холбоосыг бүрэн салгаж чадахгүй бол, боловсруулалтын дараа 10% илүү покрыт давхарга үлдмүүлдөг. Үлдмүүлсэн покрыт давхарга дараа үүсгүүлж чадах бүх төрлийн асуудлыг үүсгүүлдөг.

Судалгаанууд нь модон дээрх хайлооны үед фокусын зөрүү ойролцоогоор 0,5 мм бүрд уг хайлооны үед гарч буй нүүрсний үлдэцний гүн нь зөвхөн фокусын дагуу хайлооны үед гарч буй нүүрсний үлдэцний гүннээс хоёр дахин их болж, акрил материалын хувьд илүү хүчтэй хэлбэлзэл ажиглагдаж, ижил нөхцөлд хурдатгалын өргөн нь ойролцоогоор 30% өөрчлөгдөж, хучилттой металлын гадаргууны хувьд фокусын зөрүү 0,3 мм-с илүү бол түүний ажиллах үзүүрлүүд нь хүчтэй нөлөөлж, хучилтын арилгах үр дүн нь хүртэл 40% хүртэл буурж. Түүн дагуу олон үйлдвэрлэлийн газар дохионы фокусын цэгийн зураглалын техникүүдийг хүртэл ашиглаж буй. Хяналттой туршилтын шарлалт ба анхааралтай хурдатгалын хэмжилтүүд нь ийм төрлийн асуудлуудыг саархуулах гол арга бөлгөөн юм. Бүртн бүрд гомоген биш бөлгөөнүүд бүрд илүү нарийн хэмжилтүүдийн тусламжтайгаар илүү тогтвортой ирмүүдийн чанарыг хадгалахад тусалж.

НӨАТ-ын хэсэг

Лазерийн тэмдэглэлд фокусын урт гэж юу вэ?

Фокусын зай нь гравирт хийх материал ба линз хоорондын зайг илтгэдэг, түүн дээр лазерын цацрагийн нарийн нарийвчлал ба хэмжээ нөлөөлдөг.

Лазер гравирт хийхдээ хүчний нягт юунаас важны?

Хүчний нягт нь лазерын материал хаях чадварыг тодорхойлдөг, мөн түүнийг гэмтээхгүйн тулд чухал ач холбогдолтой.

Лазер гравирт хийх төхөөрөмжүүдийн автомата фокусировка систем яаж ажилладаг?

Автомата фокусировка систем нь нарийн нарийвчлалыг хадгалахын тулд лазерын фокусыг автоматаар тохируулдөг, гэтэдүүн зөв ажиллахын тулд түүнийг бүрдүүлж, шинэчлэн үзэх шаардлагатай.

Буруу лазер фокусировкаас үүсдэг түгээмпил гэмтлийн жишээ нь юу?

Түгээмпил гэмтлийн жишээ нь модонд гарч буй харланхуй, акрилд үүсдэг доогуур хайлоо, хучилттай металлын дээрх бүтэн биш абляци.