Lazer Kesim Nedir? Derinlemesine Bir Kılavuz

Son yıllarda, üreticilerin yaklaşık 70%'si doğru ve verimli üretim için lazer kesim kullanmıştır. Endüstriyel kesim makineleri, malzemeleri doğru bir şekilde kazımak için konsantre bir lazer ışını kullanır. Otomotiv, havacılık ve moda gibi sektörler buna ihtiyaç duyar. Doğruluğu nedeniyle lazer, modern lazerle kesilmiş kapı tasarımı ve lazerle kesilmiş balkon korkuluğu dahil ancak bunlarla sınırlı olmamak üzere büyük imalat ve özelleştirilmiş tasarım için idealdir.
Bu arada, bu makale lazer kesimin ne olduğu, nasıl çalıştığı, tarihçesi, kullanılan malzemeler, uygulamalar, avantajlar ve dezavantajlara ilişkin temel bir genel bakışı kapsayacaktır.

Lazer Kesim Nedir?

Lazer kesim, yüksek güçlü bir lazer ışınının optikler aracılığıyla yönlendirilerek mikronlar dahilinde toleranslarla malzemeleri kesmek, kazımak veya aşındırmak için kullanıldığı hassas bir üretim sürecidir.

CNC Lazer Kesim Makinesi Çeşitleri

• CO2 Lazer Kesim Makineleri.
• Fiber Lazer Kesim Makineleri.
• Nd (Neodimyum Katkılı Yitriyum Alüminyum Garnet) Lazer Kesim Makineleri.
• UV Lazer Kesim Makineleri.
• Yeşil Lazer Kesim Makineleri.
• Mini Lazer Kesim Makineleri.

Temel Bileşenler

Lazer kesim metal makinelerinde bir lazer kaynağı, bir kesim yatağı ve CNC kontrollü bir hareket sistemi bulunur. Lazer kaynağı, kesmek için yüksek enerjili bir ışın üretir. Kesme yatağı, malzemenin lazer altında konumlandırılması için eksenler boyunca hareket ettirilmek üzere yerleştirildiği yerdir. Lensler ve aynalar da dahil olmak üzere optikler lazer ışınını malzemeye yönlendirir. Azot veya oksijen, erimiş malzemeyi dışarı atarken veya oksidasyonu önlerken kesme verimliliğini artırabilir. Bir kontrol sistemi makinenin işlemlerini yönetir ve tasarım dosyalarını kesme yollarına çevirir.

Lazer Kesim Nasıl Çalışır?

İlgili Temel Süreç Adımları

1. Elektriksel/optik pompalama yoluyla lazer ışınının üretilmesi.
2. Optik bileşenler (aynalar/optik fiberler) aracılığıyla ışın iletimi.
3. Işının malzeme yüzeyinde hassas bir noktaya odaklanması.
4. Malzemeyi delerken kesimin başlatılması.
5. Kirişin kesme yolu boyunca hareket ettirilmesi.
6. Kesme hızını ve gücünü malzeme kalınlığına göre ayarlama.
7. Yardımcı gaz aracılığıyla erimiş malzemenin (çentik) çıkarılması.
8. CNC metal lazer kesim makinesi ile kesim kalitesinin izlenmesi.

Kontrol Sistemleri

CNC sistemleri, karmaşık geometrilerde ve yüksek toleranslı uygulamalarda kesim lazerini hassasiyetle yönlendirir. CAD modellerini makine talimatlarına dönüştürür ve lazerin X, Y ve Z eksenleri boyunca hareketini kontrol ederler. CNC ayrıca ideal kesim koşulları için ışın gücünü, odak yüksekliğini ve gaz basıncını ayarlar. Örneğin, bir lazer metal kesme makinesinde CNC İşleme Kusur riskini azaltmak için malzeme kalınlığı değişimlerini telafi eder.

Lazer Kesimin Tarihçesi

İlk üretim lazer makinesi 1965 yılında elmas kalıp delikleri açtı. Western Electric Mühendislik Araştırma Merkezi bu ekipmanı üretti. Bundan sonra İngilizler 1967 yılında lazer destekli oksijen jeti ile metal kesmeyi icat etti. 1970'lerin başında, havacılık ve uzay uygulamalarında titanyum için kesme tekniği geliştirildi. Öte yandan, CO2 lazerler metallerin termal iletkenliğinin üstesinden gelmek için çok zayıf olduklarından kumaşları kesmek için de kullanıldı.

Lazer Kesimde Kullanılan Malzemeler

Metaller

Lazer kesim çelik, alüminyum, pirinç ve bakır için kullanılır. Pirinç lazer kesim parçalar, hassas ve zor tasarımlara ihtiyaç duyan endüstrilerde standarttır. Lazer kazıma makinesi altın gümüş ve kesme işlemlerinde metallerin yansıtıcılığı, ışın yansıması hasarını önlemek için özel lazer ayarları gerektirir.

Akrilik

Akrilik, temiz ve cilalı kenarları nedeniyle lazer kesim için tercih edilir. Özel bir akrilik lazer makinesi aşırı ısınmayı önlemeye yardımcı olur ve düzgün kesimleri garanti eder. Akrilik kesimi için lazer makinesi, kontrol edilmediği takdirde zehirli olabilecek dumanlar için uygun havalandırmaya sahip olmalıdır.

Ahşap

Ahşap, lazer kesim için çok amaçlıdır ve ihmal edilebilir kavurma ile net kesimler sunar. Ancak ahşap yoğunluğu ve reçine içeriği kaliteyi etkileyebilir. MDF ve kontrplak dahil olmak üzere farklı ahşaplar lazer altında farklı davranır ve yanmayı önlemek için güç ayarlarında ayarlamalar gerekir.

Plastikler

ABS, polikarbonat ve polietilen kesmeye iyi yanıt verir ancak zorlukları vardır. Bazıları kesildiğinde zararlı dumanlar yayar. Lazer tipinin ve havalandırma sistemlerinin dikkatli seçilmesini gerektirir. İnce plastik levhalar, doğru ve ölçülü lazer gücüyle kesilmezse eriyebilir veya bükülebilir.

Kompozitler

Karbon fiber takviyeli polimerler, katmanlı yapıları nedeniyle zorlayıcı olabilir. Lazer, birden fazla katmanı kenar kalitesiyle kesebilecek kadar güçlü olmalıdır. Isıdan etkilenen bölgelerin kontrol edilmesi, kompozit malzemenin delaminasyonunu veya bozulmasını önlemeye yardımcı olur.

Lazer Kesim Uygulamaları

Hassas İmalat

Lazer kesim, demir saclarla hassas üretim sunabilir. Bir demir sac lazer makinesi, hafif ısı bozulması olan tasarımları gerçekleştirebilir. Havacılık ve otomotiv sektörlerine uygundur.

Özel Akrilik Tasarımlar

Akrilik ile çalışırken, lazer kesim eşsiz detaylar verir. Örneğin, kesim için akrilik levhalar, ikincil işleme gerek kalmadan lekesiz, cilalı kenarlara izin verir. Özel tabelalar, ekranlar ve sofistike sanat eserleri oluşturmaya yardımcı olur.

Verimli Tüp İşleme

Tüp lazer makinesi, boru şeklindeki malzemeler için vazgeçilmezdir. Silindirik yüzeylerde karmaşık delikler ve yuvalar keser. İnşaat ve ağır makine sektörlerine fayda sağlayabilir.

Endüstriyel Ağaç Kesimi

Ağaç lazer kesim makineleri, endüstriyel ormancılıkta organik malzemelere odaklanır. Malzeme fazlasını azaltan verimli ve güvenilir kesimler için ağaç gövdelerini hassas bir şekilde işlerler. Bu teknoloji ahşap işleme ve mobilya yapımında da uygulanabilir.

Çok Yönlü Boru Kesme

Bir lazer boru kesme makinesi yuvarlak, kare ve dikdörtgen dahil olmak üzere boru şekillerinin kesilmesine yardımcı olur. İmalat ve mimaride seri üretim için kesimlerde kusursuz kalite sağlar. Ayrıca, çok yönlü açıların kesilmesi birden fazla işlem adımını göz ardı eder.

Lazer Kesimin Avantaj ve Dezavantajları

Lazer kesim, endüstriyel uygulamalar için hassas, verimli ve çeviktir. Yine de lazer kesim makinelerinin fiyatları düşünüldüğünde dezavantajları yok değildir. İyi tarafı, lazer kesim akrilik, havacılık ve tıbbi cihaz üretimindeki bileşenler için ±0,0005 inç kadar sıkı toleranslarla kıvrımlı tasarımlar elde edebilir. Paslanmaz çelik, alüminyum ve titanyum gibi zorlu malzemeler, odaklanmış lazer ışını nedeniyle ihmal edilebilir termal bozulma ile işlenebilir. Zaman ve maliyetten tasarruf etmek için ikincil son işlem süreçlerini göz ardı eder.

Ayrıca, uygun ayarlarla, aynı makine esneklik için kesme, gravür ve delme görevleri arasında geçiş yapabilir. Bununla birlikte, daha kalın malzemeleri keserken işlem yavaş olabilir. Güç gereksinimi kalınlıkla birlikte katlanarak artar ve daha pahalı yüksek güçlü lazerler gerektirir. Ayrıca, yansıtıcı bakır veya pirinç, makinenin optiklerine zarar vererek bakım maliyetlerini ve boşta kalma süresini artırabilir. Isıdan etkilenen bölge minimum düzeyde olsa da, katı malzeme bütünlüğü gerektiren uygulamalar için malzeme özelliklerini değiştirebilir.

Lazer kesim makinelerinin fiyatları güç çıkışı, makine yatağı boyutu ve otomatik malzeme işleme özelliklerinden etkilenebilir. Örneğin, üst düzey fiber lazerler Çok kilovatlık güç değerleri ve otomasyon ile $600.000'e ulaşabilir. Küçük ölçekli üretim veya prototipleme için daha düşük güçlü sistemlerin maliyeti $20.000 civarında olabilir. Yine de ön yatırım ve çalışma maliyetleri, geleneksel su jeti veya plazma kesimi ile karşılaştırıldığında küçük üreticiler için engelleyici olabilir. Ayrıca odak uzunluğunu, darbe süresini ve kesme hızını optimize etmenin öğrenme eğrisi dik olabilir. Kaliteli lazer makine kesim hizmetleri mi arıyorsunuz? İletişim MXY İşleme ve sihri görün.

Sonuç

Lazer kesim makineleri, teknolojinin değişimi nasıl yönlendirdiğinin ve farklı sektörlere nasıl fayda sağladığının etkileyici bir örneğidir. Bu yenilikçi teknolojinin birçok avantajı, hızı, üretkenliği, otomasyon kolaylığını ve benzersiz bir hassasiyetle son derece özelleştirilmiş ürünler üretme yeteneğini artırarak imalat endüstrisinde devrim yaratmıştır. Lazer kesimin faydaları imalat sektörünün ötesine geçmekte ve atık ve enerji tüketimini azaltarak olağanüstü bir çevresel etkiye sahip olmaktadır. Yeni malzemeler keşfediliyor ve lazer makineleri için geleceğin parlak olduğuna şüphe yok. Bu teknolojiye yatırım yapan endüstriler, daha fazla büyüme ve başarı için muazzam fırsatlara sahiptir.