Pri uporabi kalupov, znakov, dodatkov za strojno opremo, panojev, avtomobilskih registrskih tablic in drugih izdelkov tradicionalni korozijski procesi ne bodo povzročili le onesnaževanja okolja, ampak tudi nizko učinkovitost. Tradicionalne procesne aplikacije, kot so strojna obdelava, kovinski odpadki in hladilna sredstva, lahko povzročijo tudi onesnaženje okolja. Čeprav je bila učinkovitost izboljšana, natančnost ni visoka in ostrih kotov ni mogoče rezati. V primerjavi s tradicionalnimi metodami globokega rezljanja kovin ima lasersko globinsko rezbarjenje prednosti brez onesnaževanja, visoke natančnosti in prilagodljive vsebine rezbarjenja, ki lahko izpolni zahteve zapletenih procesov rezbarjenja.
Običajni materiali za globoko rezljanje kovin vključujejo ogljikovo jeklo, nerjavno jeklo, aluminij, baker, plemenite kovine itd. Inženirji izvajajo visoko učinkovite raziskave parametrov globokega rezanja za različne kovinske materiale.
Dejanska analiza primera:
Oprema za preskusno platformo Carmanhaas 3D Galvo Head with Lens（F=163/210）izvedite test globokega rezanja. Velikost gravure je 10 mm × 10 mm. Nastavite začetne parametre graviranja, kot je prikazano v tabeli 1. Spremenite procesne parametre, kot so količina defokusiranja, širina impulza, hitrost, interval polnjenja itd., uporabite tester globokega rezanja za merjenje globine in poiščite procesne parametre z najboljšim rezbarskim učinkom.
Tabela 1 Začetni parametri globokega rezanja
Skozi tabelo procesnih parametrov lahko vidimo, da obstaja veliko parametrov, ki vplivajo na končni učinek globokega graviranja. Uporabljamo metodo kontrolne spremenljivke, da poiščemo učinek vsakega parametra procesa na učinek, zdaj pa jih bomo objavili enega za drugim.
01 Učinek defokusiranja na globino rezanja
Najprej uporabite laserski vir Raycus Fiber, moč: 100 W, model: RFL-100M, da gravirate začetne parametre. Izvedite preizkus graviranja na različnih kovinskih površinah. Graviranje ponovite 100-krat 305 s. Spremenite defokusiranje in preizkusite učinek defokusiranja na učinek graviranja različnih materialov.
Slika 1 Primerjava učinka defokusiranja na globino vrezovanja materiala
Kot je prikazano na sliki 1, lahko pri uporabi RFL-100M za globoko graviranje v različne kovinske materiale dobimo naslednje o največji globini, ki ustreza različnim količinam defokusiranja. Iz zgornjih podatkov se sklepa, da globoko rezljanje na kovinski površini zahteva določeno defokusiranje, da se doseže najboljši učinek graviranja. Defokus za graviranje aluminija in medenine je -3 mm, defokus za graviranje nerjavečega jekla in ogljikovega jekla pa -2 mm.
02 Vpliv širine impulza na globino rezanja
Z zgornjimi poskusi je dosežena optimalna količina razostritve RFL-100M pri globokem graviranju z različnimi materiali. Uporabite optimalno količino defokusiranja, spremenite širino impulza in ustrezno frekvenco v začetnih parametrih, ostali parametri pa ostanejo nespremenjeni.
To je predvsem zato, ker ima vsaka širina impulza laserja RFL-100M ustrezno osnovno frekvenco. Ko je frekvenca nižja od ustrezne osnovne frekvence, je izhodna moč nižja od povprečne moči, in ko je frekvenca višja od ustrezne osnovne frekvence, se konična moč zmanjša. Preskus graviranja mora za testiranje uporabiti največjo širino impulza in največjo zmogljivost, zato je preskusna frekvenca osnovna frekvenca, ustrezni preskusni podatki pa bodo podrobno opisani v naslednjem preskusu.
Osnovna frekvenca, ki ustreza vsaki širini impulza, je: 240 ns，10 kHz、160 ns，105 kHz、130 ns，119 kHz、100 ns，144 kHz、58 ns，179 kHz、40 ns，245 kHz、20 ns，490 kHz、10 ns，999 kHz。Izvedite preskus graviranja z zgornjim impulzom in frekvenco, rezultat preskusa je prikazan na sliki 2
Slika 2 Primerjava učinka širine impulza na globino graviranja
Iz tabele je razvidno, da ko RFL-100M gravira, ko se širina impulza zmanjša, se globina graviranja ustrezno zmanjša. Globina graviranja vsakega materiala je največja pri 240 ns. To je predvsem posledica zmanjšanja energije posameznega impulza zaradi zmanjšanja širine impulza, kar posledično zmanjša poškodbe površine kovinskega materiala, zaradi česar je globina graviranja vedno manjša.
03 Vpliv frekvence na globino graviranja
Z zgornjimi poskusi sta bila dosežena najboljša količina defokusiranja in širina impulza RFL-100M pri graviranju z različnimi materiali. Uporabite najboljšo količino defokusiranja in širino impulza, da ostanete nespremenjeni, spremenite frekvenco in preizkusite učinek različnih frekvenc na globino graviranja. Rezultati preskusa Kot je prikazano na sliki 3.
Slika 3 Primerjava vpliva frekvence na globoko rezljanje materiala
Iz tabele je razvidno, da ko laser RFL-100M gravira različne materiale, ko frekvenca narašča, se globina graviranja vsakega materiala ustrezno zmanjša. Pri frekvenci 100 kHz je globina graviranja največja, največja globina graviranja čistega aluminija pa je 2,43. mm, 0,95 mm za medenino, 0,55 mm za nerjavno jeklo in 0,36 mm za ogljikovo jeklo. Med njimi je aluminij najbolj občutljiv na spremembe frekvence. Ko je frekvenca 600 kHz, ni mogoče izvesti globokega graviranja na površini aluminija. Medtem ko frekvenca manj vpliva na medenino, nerjavno jeklo in ogljikovo jeklo, se pri njih z naraščajočo frekvenco tudi zmanjšuje globina graviranja.
04 Vpliv hitrosti na globino graviranja
Slika 4 Primerjava vpliva hitrosti rezanja na globino rezanja
Iz tabele je razvidno, da se z večanjem hitrosti graviranja globina graviranja ustrezno zmanjšuje. Ko je hitrost graviranja 500 mm/s, je globina graviranja vsakega materiala največja. Globine graviranja aluminija, bakra, nerjavečega jekla in ogljikovega jekla so: 3,4 mm, 3,24 mm, 1,69 mm, 1,31 mm.
05 Vpliv razmika polnila na globino graviranja
Slika 5 Vpliv gostote polnila na učinkovitost graviranja
Iz tabele je razvidno, da so globine graviranja aluminija, medenine, nerjavečega jekla in ogljikovega jekla največje, ko je gostota polnila 0,01 mm, globina graviranja pa se zmanjšuje, ko se polnilna reža povečuje; polnilni razmik se poveča od 0,01 mm. Pri procesu 0,1 mm se čas, potreben za dokončanje 100 gravur, postopoma skrajšuje. Ko je razdalja polnjenja večja od 0,04 mm, se časovni razpon skrajšanja bistveno zmanjša.
V zaključku
Z zgornjimi testi lahko pridobimo priporočene procesne parametre za globoko rezljanje različnih kovinskih materialov z uporabo RFL-100M:
Čas objave: 11. julij 2022