Co jest zaangażowane w cięcie laserowe aluminium?
Laserowe cięcie aluminium może być trudniejsze niż stosowanie laserów do precyzyjnego cięcia stali węglowej, stali nierdzewnej lub innych materiałów. Aluminium jest trudne do cięcia za pomocą lasera, ponieważ jest zarówno odblaskowe, jak i ma wysoką przewodność cieplną, zdolność do odprowadzania ciepła. Ze względu na te cechy cięcie aluminium za pomocą lasera wymaga specjalnego przenoszenia i sprzętu, aby zapewnić odpowiednią jakość aluminium.
Istnieją dwie główne klasy laserów używanych do cięcia metalu. Obejmują one neodymowe lub domieszkowane neodymem lasery krystaliczne oraz lasery gazowe na dwutlenku węgla (CO 2 ). Lasery kryształowe skupiają i wzmacniają wiązkę światła poprzez stały kryształ złożony z elementów, które je opisują. Lasery CO 2 wykorzystują gazowy dwutlenek węgla do zarządzania wiązką światła laserowego.
Oprócz lasera można zastosować technologię wspomagania gazowego. Systemy wspomagające gaz wykorzystują strumień gazu, który przepływa przez dyszę wiązki lasera lub przez dyszę wtórną. To usuwa stopiony metal, gazy i inne materiały ze strefy cięcia.
Cięcie aluminium za pomocą lasera wymaga laserów o większej mocy, niż może to być wymagane w przypadku innych metali. Pomoc gazowa jest często potrzebna, aby zapobiec gromadzeniu się stopionego żużla na dolnej krawędzi wykopu. Aluminium szybko przewodzi ciepło i chłodzi, co może skutkować słabym wykończeniem cięcia. Grubsza blacha aluminiowa zwykle wymaga użycia lasera CO 2 , który jest mocniejszy niż lasery klasy neodymowej.
Laserowe cięcie aluminium można osiągnąć albo przesuwając arkusz aluminium pod optyczną głowicę tnącą, albo przesuwając głowicę optyczną nad nieruchomym arkuszem aluminium. Ta ostatnia metoda jest nazywana latającym układem optycznym i zwykle jest połączona z komputerowym systemem cięcia. Latające układy optyczne są bardziej powszechne w dużych przemysłowych operacjach cięcia, ponieważ rozmiar blachy aluminiowej może być bardzo duży i trudno byłoby poruszać się pod stacjonarną głowicą tnącą.
Przy cięciu aluminium laserem należy wziąć pod uwagę szereg kwestii. Zużycie energii elektrycznej może być znacznie wyższe podczas tego procesu niż w przypadku innych technologii cięcia. Zużycie energii może być również znacznie wyższe niż wymagane dla innych metali. Dodatkowe koszty wiążą się z koniecznością wspomagania gazem w celu usuwania odpadów i utrzymania wysokiej jakości cięcia.
Wysoka przewodność cieplna aluminium może ograniczać grubość aluminium, którą można rozsądnie ciąć za pomocą systemów laserowych. Laserowe cięcie aluminium tworzy wysokie temperatury krawędzi cięcia, które mogą zmieniać właściwości metalu w sąsiedztwie cięcia, co może wymagać dodatkowej obróbki cieplnej. Zrozumienie tych rozważań ma kluczowe znaczenie dla opłacalności procesu.