Лазерийн боловсруулагч машин ямар материал төрлүүдийг боловсруулж чадах вэ?

Лазераар зурагч машин материалтай хэрхэн харилцдаг вэ

Лазер болон материал хоорондын харилцааны шинжлэх ухаан

Лазерийн боловсруулалт нь гадаргуугийн давхрагийг хайлуулж эсвэл уурших замаар материалыг нарийн нарийвчлалтайгаар авч зурах энергийн цацраг ашигладаг. Энэ аргын амжилт нь материалд хамааран гурван гол хүчин зүйлд ихээхэн хамаардаг: гэрлийг хэрхэн шингээх чадвар, дулаан дамжуулах чадвар болон хайлах температур. Жишээлбэл, акрил нь ойролцоогоор 10.6 мкм-д ажилладаг CO2 лазерын энергиийн талаар 95%-ийг шингээдэг тул маш цэвэр зураг авах боломжийг олгодог. Харин алuminium нь инфра улаан туяаны ойролцоогоор 60%-ийг ойлгох учраас түүн дээр сайн тэмдэглэл үлдээхийн тулд илүү хүчирхэг фибэр лазер шаардлагатай. Иймээс зөгийн мод шиг эвгүй модоор зурах нь хатуу модноос илүү хурдан байдаг ба анодчилсон алуминий гадаргуу ердийн бохирдуулагдаагүй металл гадаргуунд харьцуулахад илүү тод үр дүн өгдөг.

Долгионы урт ба материалийн шингээлт: Яагаад чухал вэ

Лазерын долгионы урт нь түүнийг ямар материалтай үр дүнтэй ажиллуулах боломжийг шийддэг. 9.3-10.6 микрометр хооронд ажилладаг CO2 лазер нь мод, акрил гадаргуу зэрэг органик бодисууд дээр маш сайн ажилладаг учир нь эдгээр материалууд дунд хязгаарын инфра улаан гэрлийг маш үр дүнтэй шингээдэг. Гэсэн хэдий ч металл хэсгүүдтэй ажиллах үед 1.06 микрометрийн орчим дахь шилэн кабель лазер нь төмөр, титан хайлш дахь электронуудын зан төлөвтэй сайн тохирдог ойролцоо инфра улаан спектртэй байдаг тул илүү тохиромжтой сонголт болдог. Олон үйлдвэрүүд электрон төхөөрөмжийн шидэт бүрхүүл шиг олон төрлийн материалаас бүрдсэн нарийн деталуудыг гравировк хийх үед лазерын долгионы уртыг нарийвчлан тохируулах нь боловсролын хурдыг ойролцоогоор 30 хувиар нэмэгдүүлдэг гэдгийг анзаарчээ. Үйлдвэрлэлийн явцад үр ашгийг шаардсан үед энэ спектрийн нарийвчлалыг зөв сонгох нь маш чухал.

Шилэн кабель лазер vs CO2 лазер: Материалд нийцүүлэн технологийг сонгох

Шилэн лазер нь илүү нарийвчлал ба бат бөх чанартай байдлаараа аж үйлдвэрийн металл дээр тэмдэглэлт хийх хэрэглээнд доминант байр эзэлдэг. CO2 лазер нь резинэн тамга, архитектурын загвар зэрэг металл бус материал дээр стандарт болон ашиглагддаг. Металл шохойнуудыг модон суурин дээр бэхлэх зэрэг олон төрлийн материал агуулсан төслүүд нь ихэвчлэн материал тус бүрт үр дүнг сайжруулахын тулд хоёр системтэй тохиргоог шаарддаг.

Мод ба Модны Суурьтай Материалууд: Байгалийн ба Инженерийн Хавтангуудыг Боловсруулах

Байгалийн Модыг Шахах: Боргоцой, Нягтрал, Гадаргуугийн Боловсролттой Холбоотой Асуудлууд

Модон дээр шинж чанараар боловсруулах үр дүн нь голлон гурван хүчин зүйлд хамаарна: модны шугамын чиглэл, модны нягтаршил, мөн түүний гадаргуугийн цэвэрлэлтийн төрөл. Ихэнх тохиолдолд модны шугамын эсрэг чиглэлд ажиллахад дулаан материалд жигд тархахгүй учраас чадлыг ойролцоогоор 15 хувiar нэмэх шаардлагатай болдог. Модны янз бүрийн нягтаршил машиний тохиргоог ихэд нөлөөлдөг. Жишээ нь, бассвуд мод нь куб фут бүрд 12-15 фунт жинтэй байдаг. Энэ зөгийн модыг 65% чадлын түвшинд түрүүлж ажиллуулбал, тодорхой хязгаартайгаар хэт халж, шатах явцад цэвэрхэн хайчлагдахгүй болдог. Харин 45-50 фунт/куб фут жинтэй улаан мод шиг хатуу модыг боловсруулахад маш их энергийн хэрэгцээтэй байдаг. Гадаргуугийн боловсруулалт ч мөн адил чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Полиуретан покрынгүй самбын мод нь полиуретанаар будсантай харьцуулахад ойролцоогоор 23% илүү их энергийг шингээдэг. Ингэснээр будаггүй гадаргуу дээр шатах үзэгдлийг сааруулахын тулд ихэнх туршлагатай боловсруулагчид процессийн явцад хурдыг 10-20% хооронд нэмэгдүүлдэг.

MDF, фанер болон бусад нийлмэл материалуудтай ажиллах

Огтлох материалууд нь илүү их нарийвчлалыг бидэнд оруулж ирдэг ч мөн л үйлдвэрийн талбайд асуудал учруулдаг. Жишээ нь MDF нь энгийн мод шиг олон давхаргатай биш тул лазерын энерги-г илүү сайн шингээдэг. Үр дүнд нь нарийн боловсруулалт хийх үед илүү цэвэр, хурц ирмэг гардаг. Гэсэн хэдий ч энд нэгэн асуудал бас байдаг. MDF-д агуулагдах смолаар холбогчид огтлолтын үеийн хэтэрхий хэмжээний жижиг хэсгүүдийг үүсгэдэг бөгөөд эдгээрийг аюулгүйгаар зохицуулахын тулд HEPA шүүлтүүртэй систем шаардлагатай. Харин фанерийн хувьд чанар маш чухал байдаг. Чанар муутай фанерийг ихэвчлэн 55%-иас дээш лазерын хүч хэрэглэх үед задардаг бөгөөд ялангуяа нэг удаагийн огтлолтоор гүн огтлохыг оролдвол илүү муу үр дүн өгдөг. Дэлгүүрийн менежерүүд эдгээр асуудлыг бага зэрэг тээвэрлэлтийн дараа бүтээгдэхүүн задарсан гэсэн хэрэглэгчийн гомдолд тулгардаг.

Модон материалуудад зориулсан тохиромжит лазерын тохиргоо (чадал, хурд, давтамж)

Ойролцоогоор 20 мянгаас 50 мянга хүртэлх герцийн давтамжийн өндөр давтамжийн импульсийг ашиглах үед хэт их смолтой нийлэмлэг материалд дулаан хуримтлагдах үзэгдэл тасралтгүй долгионт арга хэмжээнтэй харьцуулахад ойролцоогоор дөчин хувиар буурдаг. Жишээ нь, 3 мм зузаан Балтикийн шинэсний фанерыг авч үзье. Тоног төхөөрөмжийг 80 ваттын чадалтай, секундэд 350 миллиметр хурдтай, давтамж нь ойролцоогоор 30 килогерц байхаар тохируулбал материал нь наалтны холболтуудыг гажууруулахгүйгээр сайн цэвэр огтлолт өгдөг. Харин натурал модны төрлүүд нь инженерийн модоор хийсэн бүтээгдэхүүнүүдэд тохирсон хүч чадлын түвшинд харьцуулахад ойролцоогоор тавнаас хүртэл арван таван хувиар бага чадал, хамгийн багадаа хорьноос гуравдугаар хувиар илүү хурдан огтлох хурдтай ажиллахад илүү сайн ажилладаг. Энэ нь огтлолын ирмэг дээрх муухай нүүрстөрөгчжсөн харагдах байдлыг саатуулдаг.

Модыг боловсруулах үед утаа, гар, агааржуулалтыг удирдах

2023 оны дотоодын агаарын чанарын судалгаагаар хийн тусламжтай шүүлтүүр нь модон дээр зураг оруулах үед агаарт түрхэгдэх жижиг хэсгийг ойролцоогоор 74%-иар бууруулдаг. Зөөлөн модоор ажиллах үед цахилгааны хүчдэлийг ойролцоогоор 10%-иар бууруулж, хурдыг ойролцоогоор 15%-иар нэмэх нь илүү их шаталтын шугамууд гарахаас сэргийлж, хүссэн зураг оруулах гүндийг хадгалж өгдөг. Харин 12 мм-с илүү зузаан материал дээр ажиллах үед ихэнх мэргэжилтнүүд нэг нэгтээ дор хаяж 30 секундийн хөргөлтийн зайтайгаар олон удаа давтахыг зөвлөдөг. Энэ нь ирмэгүүд хэт халж, нүүрстөрөгчжихөөс сэргийлж, бүтээгдэхүүний гадаргуугийн чанарыг муутгахаас хамгаалдаг.

Металл: Ган, хөнгөн цагаан болон бусад үйлдвэрийн хайлшуудад зураг оруулах

Цахилгаан салаа модны металл дээр зураг оруулахад яагаад илүү сайн ажилладаг вэ

Шилэн лазерууд ойролцоогоор 1064нм-д ажилладаг бөгөөд энэ нь металлууд CO2 лазеруудтай харьцуулахад долоон дахин илүү сайн шингээдэг долгионы урттай тохиолддог. Материалууд гэрлийг хэрхэн шингээх талаарх судалгаа энэ ялгааг баталдаг. Металлууд энэ энерги ихээр шингээдэг тул шилэн лазерууд дулааны гэмтэл үүсгэхгүйгээр зэвэрдэггүй болон титаны гадаргуу, мөн янз бүрийн давхаргатай металлууд дээр тэмдэглэл үлдээх боломжийг олгодог. Эдгээр лазерууд энергийг импульсээр цацруулах арга нь үүсч буй дулааныг удирдахад тусалдаг тул нисэх онгоцны хэсгийг үйлдвэрлэх, анагаах ухааны хэрэгсэл үйлдвэрлэх зэрэг салбарт микрометр түвшинд нарийвчлал шаардлагатай деталь ажиллагаатай үед үйлдвэрлэгчид тэдгээрийг ихэвчлэн ашигладаг.

Зэвэрдэггүй болон аллюмин, гэрэл отой металлууд дээр тэмдэглэх аргачлал

Эдгээр арга техникийн тусламжтайгаар тодорхой зорилтуудад хандах боломжтой: бага давтамжийн импульс нержавик ган дээр бат бөх исэлт олборлож, харин алюминийг урьдчилан бүрэх нь харьцааг сайжруулдаг. Боловсруулахдаа цацрагийг хурц задалж, гэрлийг тусгахад энерги илүү жигд тархаж, буцах эрсдэлийг бууруулж, тэмдэглэгээний нягтшилыг сайжруулдаг.

Нарийн цэвэр металл дээр лазераар боловсруулахад зориулсан материал тус бүрт тохирсон тохиргоо

• Цахилгаан хэрэглэлийн ган : коррозид тэсвэртэй тэмдэглэгээ гаргахын тулд 30Вт чадал, 800мм/с хурд, 50кГц давтамж
• Анодчилсон цагаан тугалга : давхаргын бүтцийг хадгалахын тулд 20Вт чадал, 1200мм/с хурд, 100кГц давтамж
• Хэрэгсэлийн ган : хатуужуулсан гадаргуугийн хувьд 80Вт-ийн оргил чадал, 200нс импульсын үргэлжлэх хугацаа

Эдгээр параметрүүд нь янз бүрийн металлурги бүтэцтэй материалын хувьд оптимал харьцаа ба бүтцийн бат бөх чанарыг хангана.

Дулаан мэдрэг, маш их гэрэл цацруулагч гадаргуунуудад саад учруулах асуудлуудыг шийдвэрлэх

Магни-тэй шиг дулааныг мэдрэмтгий материал ашиглах үед гравюр хийх явцад исэлдэлтийг саатуулахын тулд азотын нэмэлт хийг нэмэх шаардлагатай болдог. Харин хараахуй металл, жишээ нь зэс, алатай ажиллах үед онцгой цацраг боловсруулах оптик системүүдийг ашигладаг. Эдгээр нь энерги материал-ын гадаргуу руу хэрхэн нөлөөлөхийг удирдах, буцах хараахуйг багасгахад тусалдаг. Өкмөлд (NIST) өнгөрсөн жил гаргасан судалгаагаар энэ нь улам бүр ялгарах бөгөөд тасралтгүй долгионы традицион системүүдтэй харьцуулахад гадаргуугийн хараахуй 92 орчим хувиар буурсан байна. Энэ нь үйлдвэрлэгчид одоо эрдэнийн чулуун холбоос, цахилгаан хэсгүүд шиг мэдрэмтгий гадаргуун дээр ч гэсэн хараахуйн асуудлаас болж гэмтэхээс сэргийлэхгүйгээр тогтвортой, аюулгүйгээр гравюр хийх боломжтой болсон гэсэн үг юм.

Пластик, Акрил, Поликарбонат: Сонголт ба Аюулгүй байдал

Акрил, ABS, Шилтэй пластикийг лазераар боловсруулах

Лазерийн гравёр ажилд зориулсан материалуудын талаар ярихад акрил (PMMA), ABS пластик, поликарбонат нь төрөл бүрийн төслүүдэд маш сайн ажилладаг тул онцлогтой. Хиймэл акрилын материал нь огтлох үед маш эвгэй, тод ирмэг үүсгэдэг бөгөөд дохиоллууд болон дэлгэцийн хайрцгуудад маш сайн харагддаг. Харин поликарбонат нь маш бат бөх байдаг, гэмтэл авч ч хугардаггүй тул найдвартай байдал чухал байдаг аюулгүй байдлын хамгаалалт эсвэл машин тоног төхөөрөмжийн хамгаалалтанд тохиромжтой. Одоо ABS пластикаар ажиллахад илүү анхаарал шаардлагатай, учир нь ирмэгүүдийг зөв боловсруулахгүй бол хайлдаг, гэхдээ нэг удаа арга зүйг эзэмшвэл үйлдвэрийн шошго, деталь гаргахад хүртэл сайн ажилладаг. Мөн PETG материал нь зэрэгцээ тунгалаг чанар болон дулааны эсэргүүцлийг хадгалж чаддаг тул декоратив самбаруудаас эхлээд олон салбарын ажиллагааны деталь хүртэл өргөн ашиглагддаг.

Хорт уур ба аюул: Лазерийн гравёрт ашиглахыг ЗӨВ БУСАР нь ямар пластик

PVC ба винил лазерийн энергийн нөлөөнд орох үедээ хлорын хий ялгаруулдаг бөгөөд энэ нь уушгины салстай хүчтэй цочроодог, хугацаа үргэж тоног төхөөрөмжид гэмтэл учруулж болзошгүй. Фтор эсвэл бром агуулсан материалууд илүү муу юм, учир нь тэдгээр нь хайчлах явцад маш их зохиурдаг утаа ялгаруулдаг. Харин полистирол нь зузаан хар утаа үүсгэж, боловсруулсны дараа ажлын гадаргуу дээр шингэн үлдэгдэл үлдээдэг. Аюулгүй байдал нь хамгийн чухал! Ямар ч лазерын үйл ажиллагааг эхлүүлэхээс өмнө бид ямар төрлийн материалтай ажиллаж байгааг дахин шалгах нь туйлын чухал юм. Энд гаргасан жижигхэн алдаа л хэн ч хүссэнгүй ажлын орчинд аюултай химийн урвал өдөөх боломжтой.

Лазерийн боловсруулах машинтай нийцдэг зөвлөгдөх пластик

• Зуурмаг акрил : Бага хэмжээний муруйтал, гайхалтай гэрлийн тунгалаг чанар
• Полипропилен : Бага хий ялгаруулдаг, зууралтын цаасан дээр боловсруулахад тохиромжтой
• Хоол хүнсэнд зориулсан PET : Эмнэлгийн багаж, хоол хүнсэн бүтээгдэхүүнтэй холбоотой бүтээгдэхүүнүүдэд аюулгүй

Эдгээр материалууд нь хүний эрүүл мэнд болон машин засварын асуудал багатай, найдвартай ажиллагааг хангана.

Пластикаас хийсэн зузаан, найрлагаас хамаарч чадлыг ба хурдыг тохируулах

Харанхуй өнгийн пластикад хэт халуурахаас сэргийлэхийн тулд чадлыг 10%-иар бууруулна уу. Импульсын давтамжийг нэмэх нь гадаргуугийн бүтэц, ялангуяа матт эсвэл цасан шиг дуусгах ажиллагааг илүү сайн удирдах боломжийг олгоно.

Тусгай ба хугарч дутагдах материал: Шил, керамик, чулуу, бохир

Шил, керамика нарийвчлалтайгаар боловсруулах: Хагаралгүйгээр дэлгэрэнгүй боловсруулах

Шил, керамик шиг хугарч эвдрэх аюултай материалтай ажиллах үед технологийн параметрүүдийг маш нарийвчлалтай удирдах шаардлагатай байдаг тиймээ. Боросиликатын шилэн дээр гэрлийн цохигдолтой лазерыг ашигласнаар 2021 онд Springer-д нийтэлсэн судалгаагаар хуучин тасралтгүй долгионт арга хэмжээнд харьцуулахад дулааны стрессийг ойролцоогоор 60% бууруулдаг байна. Керамик плиткийн үйлдвэрлүүлэгчид 30-150 микросекундын хоорондох цохигдолтын үргэлжлэх хугацааг тохируулах нь тэдний хэрэгцээнд хамгийн тохиромжтой байдгийг олж мэдсэн. Энэ нь жижиг трещиныг үүсэхээс сэргийлж, 0.1 мм хүртэлх нарийвчлалыг хадгалж өгдөг. Мөн шилэн материалыг ч мартаж болохгүй. Эдгээр нь ерөнхийдөө гадаргуу доорх ил гарахгүй аюултай гэмтэл үүсэхээс зайлсхийхийн тулд стандарт тохиргооноос ойролцоогоор 20-30% бага чадалтай байх шаардлагатай.

Цохигдолттой лазераар хугарч эвдэрч болзошгүй материал дахь дулааны стрессыг удирдах

Кварц, цахиагийн карбид шиг хагардаг материалуудтай ажиллах үед дулааныг зөв удирдах нь маш чухал. 2022 оны Springer-ийн судалгаагаар 1064 нм-ийн ширхэг лазерыг 50-100 кГц хооронд ажиллуулахад нэгдсэн диоксидын хувьд дулааны гэнэт өөрчлөлт 45% буурдаг байна. Бодит практикт эдгээр материалыг ажиллахын өмнө ерөнхийдөө анхны 120-150 хэм хүртэл халаадаг. Мөн боловсруулалтын үеэр бичил хэсэгт 300 хэмээс доош температур хадгалагдахыг агаараар хөргөх арга техникийг ашиглан хангаж байдаг. Энэ температур маш чухал учир нь ихэнх төрлийн шилэн материал энэ хэмжээнд хэт халснаар деформацид орохоо эхэлдэг.

Өндөр чадалтай CO2 систем ашиглан чулуу, плитийг боловсруулах

Байршил болон мраморын ажилд ихэнх тэмдэглэгчид нь хагас миллиметрээс хоёр миллиметр хүртэл гүнзгий оруулах сайн харагдах тэмдэглэл гаргахын тулд зөвхөн 80-100 ваттын CO2 лазер шаарддаг. Гэхдээ элсэн чулуу эсвэл слаттай ажиллах үед байдал өөрчлөгддөг. Эдгээр материалуудад лазерын хурдыг ойролцоогоор 30% удашруулж, нарийвчлалыг 500-700 DPI-ийн хооронд нэмэгдүүлэхэд илүү сайн үр дүн гардаг. Энэ хослол нь чулуун гадаргуу дээр нарийн зураглал хийхэд маш их тусалдаг. Мөн засвар үйлчилгээний асуудалд хамаатайгаар, нүхтэй чулуунуудтай ажилладаг хэн боловч усанд хөргөгдөх линзний системд хөрөнгө оруулахыг зайлшгүй хийх ёстой. Хөргөлт нь оптик бодисын насны хугацааг хэтэрхий богиносгодог эдэлгээтэй холбогдох бохирдлын үлдэгдлийг бүрмөсөн саатуулдаг. Бидний туршилтаас харахад ижил нөхцөлд эдгээр системүүд оптик бүрэлдэхүүн хэсгийн амьдралын хугацааг гурвуулдаг.

Лазераар цаасан болон найрмал материалыг таслах: Хэрэглээ ба Аюулгүй байдал

Хаалттай нүхтэй будаа, нүүрстөрөгчийн шилэн зэрэг материалууд нь тодорхой шинж чанарууд чухал байдаг онцгой загварчлалын хэрэглээнд ашигладаг. Полиэтилен будаа огтлох үед олон дэлгүүрүүд ийм процессоор ирмэгийг хайлуулдаггүй 10-15 ваттын диод лазерийг ашигладаг. Гэтэл керамик матрицын найрлагат материалтай ажиллах үед нөхцөл байдлын өөрчлөлт гардаг, учир нь хамгаалагч давхаргуудыг зөвхөн 1064 нм долгионы урттай лазераар л нэвтрүүлж болдог. Шилэн утас эсвэл эпоксид давхаргуудтай ажиллах үед аюулгүй байдал онцгой чухал болдог. 5 микрон болон түүнээс дээш хэмжээтэй том хэсгүүдийг барихын тулд сайн салхивчлэлтийн систем шаардлагатай. Энэ нь ажилчдыг нохойн муу нунтгийг амьсгалахаас хамгаалахад тусалдаг бөгөөд мөн цаг соён дор хуримтлагдаж үнэтэй машин механизмийг бохирдуулахаас сэргийлдэг.

Түгээмэл асуулт

Лазераар боловсруулахад ямар материалууд тохиромжтой вэ? Акрил, зэвэрдэггүй болон мод шиг материалууд нь энерги шингээх чанараараа лазерийн боловсруулалтад түгээмэл ашигладаг. Шилэн утас, эпоксид давхаргууд болон олон төрлийн пластик нь тодорхой нөхцөлд сайн ажилладаг.

Fiber болон CO2 лазерын ялгаа юу вэ? Fiber лазер нь металлуудад илүү тохиромжтой бөгөөд нарийвчлал өндөртэй, харин CO2 лазер нь мод, акрил, шил шиг металл бус материалууд дээр сайн ажилладаг.

Хугарч эвдрэх материалуудыг лазераар боловсруулах үед гэмтлийг хэрхэн сэргийлэх вэ? Импульст лазерийн системийг ашиглах нь дулааны стрессыг бууруулж, трещин үүсэхээс сэргийлдэг. Шил, керамик шиг мэдрэг суурин материалуудын хувьд материал халаах, лазерын тохиргоог нарийвчлан удирдах нь чухал.

Пластик материалыг лазераар боловсруулахад ямар аюулгүй байдлын арга хэмжээ авах шаардлагатай вэ? Хортой хий гаргадаг PVC, винил, полистиролийг ашиглахаас зайлшгүй байх хэрэгтэй. Агааржуулалтыг сайжруулах, материалийг үнэлж, эрүүл мэндэд аюул учруулах магадлалыг бууруулах нь чухал.