Na aplicación de moldes, rótulos, accesorios de ferraxe, carteis, matrículas de automóbiles e outros produtos, os procesos tradicionais de corrosión non só causan contaminación ambiental, senón tamén unha baixa eficiencia. As aplicacións de procesos tradicionais como o mecanizado, a chatarra metálica e os refrixerantes tamén poden causar contaminación ambiental. Aínda que a eficiencia mellorou, a precisión non é alta e non se poden tallar ángulos afiados. En comparación cos métodos tradicionais de tallado profundo en metal, o tallado profundo en metal con láser ten as vantaxes de non contaminar, ter alta precisión e un contido de tallado flexible, o que pode cumprir os requisitos dos procesos de tallado complexos.
Os materiais comúns para a talla profunda de metal inclúen aceiro ao carbono, aceiro inoxidable, aluminio, cobre, metais preciosos, etc. Os enxeñeiros realizan investigacións de parámetros de talla profunda de alta eficiencia para diferentes materiais metálicos.
Análise de casos reais:
O equipo de plataforma de probas Carmanhaas 3D Galvo Head con lente (F=163/210) realiza unha proba de tallado profundo. O tamaño do gravado é de 10 mm × 10 mm. Defina os parámetros iniciais do gravado, como se mostra na Táboa 1. Cambie os parámetros do proceso, como a cantidade de desenfoque, o ancho do pulso, a velocidade, o intervalo de recheo, etc., use o probador de tallado profundo para medir a profundidade e atope os parámetros do proceso co mellor efecto de tallado.
Táboa 1 Parámetros iniciais da talla profunda
A través da táboa de parámetros do proceso, podemos ver que hai moitos parámetros que inflúen no efecto final do gravado profundo. Usamos o método da variable de control para atopar o proceso do efecto de cada parámetro do proceso sobre o efecto, e agora anunciarémolos un por un.
01 O efecto do desenfoque na profundidade da talla
Primeiro, use a fonte láser de fibra Raycus, potencia: 100 W, modelo: RFL-100M para gravar os parámetros iniciais. Realice a proba de gravado en diferentes superficies metálicas. Repita o gravado 100 veces durante 305 segundos. Cambie o desenfoque e comprobe o efecto do desenfoque no efecto de gravado de diferentes materiais.
Figura 1 Comparación do efecto do desenfoque na profundidade do tallado do material
Como se mostra na Figura 1, podemos obter o seguinte sobre a profundidade máxima correspondente a diferentes cantidades de desenfoque ao usar RFL-100M para gravado profundo en diferentes materiais metálicos. Dos datos anteriores, conclúese que o gravado profundo na superficie metálica require un certo desenfoque para obter o mellor efecto de gravado. O desenfoque para gravar aluminio e latón é de -3 mm, e o desenfoque para gravar aceiro inoxidable e aceiro ao carbono é de -2 mm.
02 O efecto da anchura do pulso na profundidade de tallado
Mediante os experimentos anteriores, obtense a cantidade óptima de desenfoque do RFL-100M en gravados profundos con diferentes materiais. Usando a cantidade óptima de desenfoque, cambiando o ancho do pulso e a frecuencia correspondente nos parámetros iniciais, e os demais parámetros permanecen sen cambios.
Isto débese principalmente a que cada ancho de pulso do láser RFL-100M ten unha frecuencia fundamental correspondente. Cando a frecuencia é inferior á frecuencia fundamental correspondente, a potencia de saída é inferior á potencia media e, cando a frecuencia é superior á frecuencia fundamental correspondente, a potencia máxima diminuirá. A proba de gravado debe usar o maior ancho de pulso e a capacidade máxima para a proba, polo que a frecuencia de proba é a frecuencia fundamental e os datos de proba relevantes describiranse en detalle na seguinte proba.
A frecuencia fundamental correspondente a cada ancho de pulso é: 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. Realice a proba de gravado mediante o pulso e a frecuencia anteriores; o resultado da proba móstrase na Figura 2.
Figura 2 Comparación do efecto da anchura do pulso na profundidade de gravado
Pódese observar no gráfico que cando o RFL-100M está gravando, a medida que o ancho do pulso diminúe, a profundidade de gravado diminúe en consecuencia. A profundidade de gravado de cada material é a maior, con 240 ns. Isto débese principalmente á diminución da enerxía dun só pulso debido á redución do ancho do pulso, o que á súa vez reduce os danos na superficie do material metálico, o que resulta en que a profundidade de gravado sexa cada vez máis pequena.
03 Influencia da frecuencia na profundidade do gravado
Mediante os experimentos anteriores, obtéñense a mellor cantidade de desenfoque e o ancho de pulso do RFL-100M ao gravar con diferentes materiais. Use a mellor cantidade de desenfoque e o ancho de pulso para que non se modifiquen, cambie a frecuencia e comprobe o efecto das diferentes frecuencias na profundidade do gravado. Os resultados da proba móstranse na Figura 3.
Figura 3 Comparación da influencia da frecuencia na talla profunda do material
No gráfico pódese ver que cando o láser RFL-100M grava varios materiais, a medida que a frecuencia aumenta, a profundidade de gravado de cada material diminúe en consecuencia. Cando a frecuencia é de 100 kHz, a profundidade de gravado é a maior e a profundidade máxima de gravado do aluminio puro é de 2,43 mm, 0,95 mm para o latón, 0,55 mm para o aceiro inoxidable e 0,36 mm para o aceiro ao carbono. Entre eles, o aluminio é o máis sensible aos cambios de frecuencia. Cando a frecuencia é de 600 kHz, non se pode realizar un gravado profundo na superficie do aluminio. Aínda que o latón, o aceiro inoxidable e o aceiro ao carbono se ven menos afectados pola frecuencia, tamén mostran unha tendencia a diminuír a profundidade de gravado co aumento da frecuencia.
04 Influencia da velocidade na profundidade de gravado
Figura 4 Comparación do efecto da velocidade de tallado na profundidade de tallado
Pódese observar no gráfico que a medida que aumenta a velocidade de gravado, a profundidade de gravado diminúe en consecuencia. Cando a velocidade de gravado é de 500 mm/s, a profundidade de gravado de cada material é a maior. As profundidades de gravado de aluminio, cobre, aceiro inoxidable e aceiro ao carbono son respectivamente: 3,4 mm, 3,24 mm, 1,69 mm e 1,31 mm.
05 O efecto do espazamento do recheo na profundidade do gravado
Figura 5 O efecto da densidade de recheo na eficiencia do gravado
Pódese observar no gráfico que cando a densidade de recheo é de 0,01 mm, as profundidades de gravado de aluminio, latón, aceiro inoxidable e aceiro ao carbono son todas máximas, e a profundidade de gravado diminúe a medida que aumenta o oco de recheo; o espazado de recheo aumenta de 0,01 mm. No proceso de 0,1 mm, o tempo necesario para completar 100 gravados redúcese gradualmente. Cando a distancia de recheo é superior a 0,04 mm, o rango de tempo de acurtamento redúcese significativamente.
En conclusión
Mediante as probas anteriores, podemos obter os parámetros de proceso recomendados para o tallado profundo de diferentes materiais metálicos usando RFL-100M:
Data de publicación: 11 de xullo de 2022