Как лазерный станок с ЧПУ управляет зонами термического воздействия, чтобы свести к минимуму коробление или изменение цвета материала во время резки?- Zhejiang Sugar Energy Technology Co., Ltd.

Понимание зон термического влияния (HAZ)
Зона термического влияния (ЗТВ) — это область, прилегающая к лазерной резке, где материал испытывает термические изменения, которые не полностью расплавляют материал, но изменяют его микроструктуру, механические свойства или качество поверхности. В металлах ЗТВ может вызывать рост зерен, снижение твердости и остаточные напряжения , а в пластмассах и композитах это может привести к плавление, изменение цвета или деформация . Контроль HAZ имеет решающее значение для поддержания точность размеров, качество кромок и структурная целостность заготовки. Чрезмерная ЗТВ может нарушить жесткие допуски прецизионных деталей, привести к появлению неприглядных следов подгорания и привести к ослаблению материала, что особенно важно в аэрокосмической, автомобильной и медицинской промышленности. Понимание теплопроводности материала, температуры плавления и восприимчивости к окислению имеет важное значение для эффективного управления ЗТВ в операциях лазерной резки с ЧПУ.

Оптимизация мощности и скорости лазера
Одним из наиболее эффективных методов борьбы с ЗТВ является Тщательная регулировка мощности лазера и скорости резки . Лазерные резаки с ЧПУ позволяют операторам адаптировать параметры мощности к типу и толщине материала, обеспечивая достаточную энергию для резки материала и сводя к минимуму избыточное тепловложение. Высокоскоростная резка с низким энергопотреблением обычно используется для тонких или термочувствительных материалов, чтобы предотвратить коробление или обугливание, тогда как для более толстых металлов может потребоваться более медленная резка с контролируемой модуляцией мощности, чтобы позволить теплу постепенно рассеиваться. Оптимизация этих параметров также снижает термическую нагрузку и риск микротрещины или остаточная деформация , гарантируя точную и качественную резку. Поддержание постоянной скорости резки в зависимости от мощности лазера предотвращает локальный перегрев и обеспечивает однородное качество кромки.

Импульсная модуляция и управление частотой
Современные станки для лазерной резки с ЧПУ часто используют импульсный лазерный режим вместо непрерывного выходного сигнала, чтобы минимизировать тепловое воздействие. Импульсные лазеры передают энергию дискретными импульсами, позволяя материалу частично охлаждаться между импульсами и снижая общую ЗТВ. Регулируя длительность импульса, частота и рабочий цикл операторы могут точно контролировать тепловую нагрузку, приложенную к материалу. Это особенно важно для чувствительных или тонких материалов, которые склонны к плавление, обесцвечивание или расслоение . Импульсная модуляция не только уменьшает коробление, но и повышает точность резки сложных конструкций или микроструктур. В сочетании с соответствующей регулировкой скорости импульсный режим работы позволяет лазерным резакам с ЧПУ поддерживать острые, чистые края с минимальной термической деградацией .

Вспомогательный газ и методы охлаждения
Использование вспомогательные газы , такие как азот, кислород или воздух, играют ключевую роль в управлении ЗТВ. Инертные газы, такие как азот, защищают материал от окисления и одновременно охлаждение зоны резки , уменьшая обесцвечивание и термические искажения. Кислород может повысить эффективность резки металлов, но его необходимо сбалансировать, чтобы предотвратить чрезмерное окисление кромок. Некоторые станки для лазерной резки с ЧПУ также включают в себя локализованные системы охлаждения , такие как приспособления с направленным воздушным или водяным охлаждением под заготовкой, которые быстро рассеивают тепло из ЗТВ. Эти методы уменьшают накопление тепла, предотвращают коробление и улучшают качество кромок. Правильно настроенные системы подачи газа и охлаждения особенно важны при резке листов большого размера или сложной геометрии, где накопление тепла может быть значительным при длительной резке.

Управление сфокусированным лучом и оптимизация оптики
Точный контроль фокуса лазерного луча важен для минимизации ЗТВ. Автор точная фокусировка лазерного пятна на поверхности материала Энергия концентрируется только там, где это необходимо, уменьшая нежелательный нагрев прилегающих областей. Лазерные резаки с ЧПУ часто имеют динамическая регулировка фокуса которые поддерживают оптимальную фокусировку луча даже при резке материалов различной толщины или следовании сложным контурам. Регулярное техническое обслуживание оптики, включая очистку линз и выравнивание зеркал, имеет решающее значение для предотвращения рассеяния луча, которое может увеличить ЗТВ. Высококачественная оптика и точная подача луча обеспечивают эффективное применение тепла, создавая чистые края с минимальной термической деформацией или изменением цвета , даже во время высокоскоростного производства.