Νέα

Στην εφαρμογή καλουπιών, επιγραφών, εξαρτημάτων υλικού, πινακίδων διαφημίσεων, πινακίδων κυκλοφορίας αυτοκινήτων και άλλων προϊόντων, οι παραδοσιακές διαδικασίες διάβρωσης όχι μόνο θα προκαλέσουν περιβαλλοντική ρύπανση, αλλά και χαμηλή απόδοση. Οι παραδοσιακές εφαρμογές διεργασιών, όπως η μηχανική κατεργασία, τα θραύσματα μετάλλων και τα ψυκτικά μπορούν επίσης να προκαλέσουν περιβαλλοντική ρύπανση. Αν και η απόδοση έχει βελτιωθεί, η ακρίβεια δεν είναι υψηλή και οι έντονες γωνίες δεν μπορούν να χαραχθούν. Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους βαθιάς σκάλισης μετάλλων, το βαθύ σκάλισμα μετάλλων με λέιζερ έχει τα πλεονεκτήματα της μη ρύπανσης, της υψηλής ακρίβειας και του ευέλικτου περιεχομένου σκάλισμα, το οποίο μπορεί να καλύψει τις απαιτήσεις περίπλοκων διαδικασιών σκάλισης.

Τα κοινά υλικά για τη βαθιά σκάλισμα μετάλλων περιλαμβάνουν ανθρακούχο χάλυβα, ανοξείδωτο χάλυβα, αλουμίνιο, χαλκό, πολύτιμα μέταλλα κ.λπ. Οι μηχανικοί διεξάγουν έρευνα παραμέτρων βαθιάς σκάλισης υψηλής απόδοσης για διαφορετικά μεταλλικά υλικά.

Ανάλυση πραγματικής περίπτωσης:
Δοκιμαστικός εξοπλισμός πλατφόρμας Carmanhaas 3D Galvo Head with Lens (F=163/210) πραγματοποιήστε δοκιμή βαθιάς σκαλίσματος. Το μέγεθος της χάραξης είναι 10 mm×10 mm. Ρυθμίστε τις αρχικές παραμέτρους της χάραξης, όπως φαίνεται στον Πίνακα 1. Αλλάξτε τις παραμέτρους της διαδικασίας, όπως την ποσότητα της αποεστίασης, το πλάτος παλμού, την ταχύτητα, το διάστημα πλήρωσης κ.λπ., χρησιμοποιήστε τον ελεγκτή βαθιάς χάραξης για να μετρήσετε το βάθος και βρείτε τις παραμέτρους διαδικασίας με το καλύτερο αποτέλεσμα σκαλίσματος.

Πίνακας 1 Αρχικές παράμετροι βαθύ σκάλισμα

Μέσω του πίνακα παραμέτρων διεργασίας, μπορούμε να δούμε ότι υπάρχουν πολλές παράμετροι που έχουν αντίκτυπο στο τελικό αποτέλεσμα βαθιάς χάραξης. Χρησιμοποιούμε τη μέθοδο της μεταβλητής ελέγχου για να βρούμε τη διαδικασία της επίδρασης κάθε παραμέτρου διεργασίας στο εφέ, και τώρα θα τις ανακοινώσουμε μία προς μία.

01 Η επίδραση της αποεστίασης στο βάθος σκαλίσματος

Χρησιμοποιήστε πρώτα το Raycus Fiber Laser Source, Power:100W, Model: RFL-100M για να χαράξετε τις αρχικές παραμέτρους. Πραγματοποιήστε τη δοκιμή χάραξης σε διαφορετικές μεταλλικές επιφάνειες. Επαναλάβετε τη χάραξη 100 φορές για 305 δευτερόλεπτα. Αλλάξτε την αποεστίαση και δοκιμάστε την επίδραση της αποεστίασης στο εφέ χάραξης διαφορετικών υλικών.

Εικόνα 1 Σύγκριση της επίδρασης της αποεστίασης στο βάθος της χάραξης υλικού

Όπως φαίνεται στο Σχήμα 1, μπορούμε να πάρουμε τα ακόλουθα σχετικά με το μέγιστο βάθος που αντιστοιχεί σε διαφορετικές ποσότητες αποεστίασης όταν χρησιμοποιούμε το RFL-100M για βαθιά χάραξη σε διαφορετικά μεταλλικά υλικά. Από τα παραπάνω δεδομένα, συνάγεται το συμπέρασμα ότι το βαθύ σκάλισμα στη μεταλλική επιφάνεια απαιτεί μια ορισμένη αποεστίαση για να έχετε το καλύτερο αποτέλεσμα χάραξης. Η αποεστίαση για τη χάραξη αλουμινίου και ορείχαλκου είναι -3 mm και η αποεστίαση για τη χάραξη ανοξείδωτου χάλυβα και ανθρακούχου χάλυβα είναι -2 mm.

02 Η επίδραση του πλάτους παλμού στο βάθος σκαλίσματος 

Μέσω των παραπάνω πειραμάτων, προκύπτει η βέλτιστη ποσότητα αποεστίασης RFL-100M σε βαθιά χάραξη με διαφορετικά υλικά. Χρησιμοποιήστε τη βέλτιστη ποσότητα αποεστίασης, αλλάξτε το πλάτος του παλμού και την αντίστοιχη συχνότητα στις αρχικές παραμέτρους και άλλες παράμετροι παραμένουν αμετάβλητες.

Αυτό οφείλεται κυρίως στο ότι κάθε πλάτος παλμού του λέιζερ RFL-100M έχει μια αντίστοιχη θεμελιώδη συχνότητα. Όταν η συχνότητα είναι χαμηλότερη από την αντίστοιχη θεμελιώδη συχνότητα, η ισχύς εξόδου είναι χαμηλότερη από τη μέση ισχύ και όταν η συχνότητα είναι μεγαλύτερη από την αντίστοιχη θεμελιώδη συχνότητα, η ισχύς αιχμής θα μειωθεί. Η δοκιμή χάραξης πρέπει να χρησιμοποιεί το μεγαλύτερο πλάτος παλμού και τη μέγιστη χωρητικότητα για τη δοκιμή, επομένως η συχνότητα δοκιμής είναι η θεμελιώδης συχνότητα και τα σχετικά δεδομένα δοκιμής θα περιγραφούν λεπτομερώς στην επόμενη δοκιμή.

Η βασική συχνότητα που αντιστοιχεί σε κάθε πλάτος παλμού είναι: 240 ns, 10 kHz, 160 ns, 105 kHz, 130 ns, 119 kHz, 100 ns, 144 kHz, 58 ns, 179 kHz, 279 kHz, 40 kHz, 0ns 4 kHz, 10 ns, 999 kHz. Πραγματοποιήστε τη δοκιμή χάραξης μέσω του παραπάνω παλμού και συχνότητας, το αποτέλεσμα της δοκιμής φαίνεται στο Σχήμα 2Εικόνα 2 Σύγκριση της επίδρασης του πλάτους παλμού στο βάθος χάραξης

Μπορεί να φανεί από το διάγραμμα ότι όταν το RFL-100M χαράζει, καθώς μειώνεται το πλάτος του παλμού, το βάθος χάραξης μειώνεται ανάλογα. Το βάθος χάραξης κάθε υλικού είναι το μεγαλύτερο στα 240 ns. Αυτό οφείλεται κυρίως στη μείωση της ενέργειας ενός παλμού λόγω της μείωσης του πλάτους του παλμού, που με τη σειρά του μειώνει τη φθορά στην επιφάνεια του μεταλλικού υλικού, με αποτέλεσμα το βάθος χάραξης να γίνεται όλο και μικρότερο.

03 Επίδραση της συχνότητας στο βάθος χάραξης

Μέσω των παραπάνω πειραμάτων, επιτυγχάνεται η καλύτερη ποσότητα αποεστίασης και πλάτος παλμού του RFL-100M κατά τη χάραξη με διαφορετικά υλικά. Χρησιμοποιήστε την καλύτερη ποσότητα αποεστίασης και πλάτος παλμού για να παραμείνουν αμετάβλητα, αλλάξτε τη συχνότητα και δοκιμάστε την επίδραση διαφορετικών συχνοτήτων στο βάθος χάραξης. Τα αποτελέσματα της δοκιμής Όπως φαίνεται στο σχήμα 3.

Εικόνα 3 Σύγκριση της επίδρασης της συχνότητας στο βαθύ σκάλισμα υλικού

Από το διάγραμμα φαίνεται ότι όταν το λέιζερ RFL-100M χαράζει διάφορα υλικά, καθώς αυξάνεται η συχνότητα, το βάθος χάραξης κάθε υλικού μειώνεται ανάλογα. Όταν η συχνότητα είναι 100 kHz, το βάθος χάραξης είναι το μεγαλύτερο και το μέγιστο βάθος χάραξης καθαρού αλουμινίου είναι 2,43. mm, 0,95 mm για ορείχαλκο, 0,55 mm για ανοξείδωτο χάλυβα και 0,36 mm για ανθρακούχο χάλυβα. Μεταξύ αυτών, το αλουμίνιο είναι το πιο ευαίσθητο στις αλλαγές συχνότητας. Όταν η συχνότητα είναι 600 kHz, δεν μπορεί να γίνει βαθιά χάραξη στην επιφάνεια του αλουμινίου. Ενώ ο ορείχαλκος, ο ανοξείδωτος χάλυβας και ο ανθρακούχο χάλυβας επηρεάζονται λιγότερο από τη συχνότητα, παρουσιάζουν επίσης μια τάση μείωσης του βάθους χάραξης με αυξανόμενη συχνότητα.

04 Επίδραση της ταχύτητας στο βάθος χάραξης

Εικόνα 4 Σύγκριση της επίδρασης της ταχύτητας σκάλισμα στο βάθος σκάλισμα

Από το διάγραμμα φαίνεται ότι όσο αυξάνεται η ταχύτητα χάραξης, το βάθος χάραξης μειώνεται ανάλογα. Όταν η ταχύτητα χάραξης είναι 500 mm/s, το βάθος χάραξης κάθε υλικού είναι το μεγαλύτερο. Τα βάθη χάραξης από αλουμίνιο, χαλκό, ανοξείδωτο χάλυβα και ανθρακούχο χάλυβα είναι αντίστοιχα: 3,4 mm, 3,24 mm, 1,69 mm, 1,31 mm.

05 Η επίδραση της απόστασης πλήρωσης στο βάθος της χάραξης

Εικόνα 5 Η επίδραση της πυκνότητας πλήρωσης στην απόδοση της χάραξης

Μπορεί να φανεί από το διάγραμμα ότι όταν η πυκνότητα πλήρωσης είναι 0,01 mm, τα βάθη χάραξης από αλουμίνιο, ορείχαλκο, ανοξείδωτο χάλυβα και ανθρακούχο χάλυβα είναι όλα μέγιστα και το βάθος χάραξης μειώνεται καθώς αυξάνεται το διάκενο πλήρωσης. η απόσταση πλήρωσης αυξάνεται από 0,01 mm Στη διαδικασία των 0,1 mm, ο χρόνος που απαιτείται για την ολοκλήρωση 100 χαρακτικών μειώνεται σταδιακά. Όταν η απόσταση πλήρωσης είναι μεγαλύτερη από 0,04 mm, το εύρος χρόνου σμίκρυνσης μειώνεται σημαντικά.

Εν κατακλείδι

Μέσω των παραπάνω δοκιμών, μπορούμε να λάβουμε τις συνιστώμενες παραμέτρους διαδικασίας για βαθιά σκάλισμα διαφορετικών μεταλλικών υλικών με χρήση RFL-100M: