Máy cắt Laser hoạt động như thế nào?

Máy cắt laser hoạt động như thế nào? Máy cắt laser có thể cắt những vật liệu gì? Tại sao phải cắt bằng máy cắt laser? Đây là những câu hỏi thường gặp nhất của bất kỳ người mới bắt đầu học cắt laser nào. Khi bạn tìm ra những câu hỏi này, bạn sẽ biết rằng so với các công cụ cắt khác, máy cắt laser có những lợi thế vô song. Đó là lý do tại sao rất nhiều nhà sản xuất và xưởng sẵn sàng sử dụng máy cắt laser để tiến hành kinh doanh của họ.

Tia laser được sử dụng để cắt lần đầu tiên vào đầu những năm 1970. Ngày nay, cắt laser có nhiều ứng dụng hơn trong các ngành công nghiệp hiện đại khác nhau. Ví dụ, gia công kim loại, nhựa, gốm sứ, thủy tinh, chất bán dẫn, gỗ, dệt may và các lĩnh vực khác. Có những lý do để tin rằng trong tương lai việc sử dụng cắt laser sẽ được mở rộng hơn.

Bài viết này giải thích cơ chế hoạt động của máy cắt laser và các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả cắt laser. Nó cũng liệt kê các tính năng độc đáo của cắt laser và đề xuất 5 máy cắt laser bán chạy nhất.

Cắt laser là quá trình sử dụng công nghệ laser để cắt các vật liệu kim loại và phi kim loại khác nhau. Tia laser dùng để chỉ một loại ánh sáng có cường độ cao, tính liên kết cao và khả năng định hướng cao. Tia laser được tạo ra bởi một máy phát laser và được truyền và chiếu xạ trên phôi thông qua các gương phản xạ và hội tụ.

Trong quá trình cắt laser, máy phát laser phát ra chùm tia laser. Chùm tia laser này được truyền đi và tập hợp lại thành chùm tia laser công suất cao và mật độ cao thông qua hệ thống đường dẫn quang học hoặc cáp quang. Chùm tia laze hội tụ chiếu xạ phôi và tạo thành một điểm nhỏ và mật độ cao. Phôi này hấp thụ tất cả năng lượng do tia laser phát ra. Nhiệt độ của phôi này tăng mạnh và khi đạt đến điểm bắt vít, nó bắt đầu bốc hơi hoặc nóng chảy. Với sự trợ giúp của luồng không khí áp suất cao và chuyển động của chùm tia, tia laser sẽ cắt ra những hình dạng cần thiết.

Máy cắt laser là một loại máy công cụ gia công laser sử dụng công nghệ laser để cắt vật liệu. Nó là một máy CNC sử dụng năng lượng nhiệt của chùm tia laser để cắt.

Theo nguồn laser, chủ yếu có ba loại máy cắt laser. Máy laser sợi quang chủ yếu để cắt các vật liệu kim loại như thép, đồng, nhôm và các hợp kim khác nhau. Laser CO2 rất tốt trong việc cắt gỗ, vải, giấy, acrylic, sáp, và khắc thủy tinh, đá và các vật liệu phi kim loại khác. Laser YAG chủ yếu được sử dụng để cắt và khắc kim loại và gốm sứ. Hiện tại, hai máy laser đầu tiên là dòng máy laser phổ biến trên thị trường. Và các ứng dụng của chúng được mở rộng hơn.

Thiết bị cắt laser sợi quang còn được gọi là máy cắt laser kim loại, máy cắt laser thép, … Dựa trên chức năng, máy cắt laser kim loại có thể có nhiều kiểu máy khác nhau để cắt kim loại ở các hình dạng khác nhau. Ví dụ, máy cắt laser tấm kim loại, máy cắt laser ống kim loại, máy cắt laser tấm & ống kim loại, máy cắt laser kim loại có vỏ bảo vệ, v.v. Mỗi kiểu máy đều có các điểm bán hàng và đặc điểm tương ứng.

Máy cắt laser CO2 chuyên gia công các vật liệu phi kim loại. Vì vậy người ta còn gọi nó là máy cắt laser acrylic, máy cắt laser gỗ, máy cắt laser ván ép, máy cắt laser vải, máy cắt giấy laser, v.v.

Cắt laser là cắt một phần ra khỏi phôi về chiều sâu cắt. Nhưng nếu chỉ loại bỏ một phần vật liệu khỏi bề mặt vật liệu, điều này làm cho việc khắc laser hoặc đốt laser. Ví dụ, đồ thủ công bằng gỗ khắc bằng laser, bảng hiệu acrylic, đồ lưu niệm bằng đá, kính, … Nhiều máy cắt laser CO2 có thể đạt được cả chức năng cắt và khắc.

Dù là loại nào, máy cắt laser chủ yếu bao gồm hai bộ phận lớn. Một là bảng điều khiển số và một là máy công cụ laser. Chúng tôi có thể nhập các bản vẽ và tệp thiết kế vào hoặc thiết kế trực tiếp trên bàn điều khiển CNC. Sau khi tính toán, máy tính sẽ truyền lệnh đến máy công cụ xử lý. Và máy công cụ laser sẽ xử lý các mẫu mong muốn theo hướng dẫn này.

Chúng ta hãy xem cách máy cắt laser hoạt động cho kim loại và máy cắt laser CO2 hoạt động như thế nào.

Trên thực tế, nguyên lý cắt của máy cắt laser fiber tương tự như máy cắt laser CO2. Nhưng thực sự có một số khác biệt về nguồn laser, chế độ truyền laser, khí phụ và các khía cạnh khác.

Máy cắt laser kim loại sử dụng tia laser sợi quang. Đây là một tia laser sử dụng chất rắn thay vì khí hoặc chất lỏng làm phương tiện khuếch đại. Laser sợi quang tạo ra một chùm tia laser, sau đó được khuếch đại trong sợi thủy tinh. Một chùm tia laser sợi quang có bước sóng chỉ 1064nm, có thể tạo ra kích thước điểm cực kỳ nhỏ. Nó nhỏ hơn tới 100 lần so với laser CO2, lý tưởng cho việc cắt các kim loại phản chiếu. Chùm sáng được truyền qua cáp quang, và không cần phải có hệ thống dẫn sáng phức tạp. Vì vậy, đường dẫn ánh sáng là đơn giản, và cấu trúc ổn định.

Các máy cắt laser sợi quang phải bổ sung khí phụ phù hợp với vật liệu gia công trong quá trình cắt. Ngoài tác dụng thổi sạch xỉ trong khe, khí đồng trục còn có thể làm nguội bề mặt phôi. Nó cũng có thể làm giảm vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt và làm mát ống kính lấy nét. Bên cạnh đó, nó ngăn khói và bụi xâm nhập vào ngăn chứa ống kính làm ô nhiễm ống kính và gây ra hiện tượng quá nhiệt. Việc lựa chọn áp suất khí và loại có ảnh hưởng lớn đến quá trình cắt. Các khí thông thường bao gồm không khí, oxy và nitơ.

Máy cắt laser CO2 sử dụng laser ống thủy tinh CO2 kín làm nguồn laser. Chất làm việc trong ống laser là hỗn hợp của carbon dioxide, helium và nitơ. Laser CO2 tạo ra chùm tia laser bằng cách kích thích hỗn hợp khí trong ống. Và sau đó truyền chùm tia qua gương phản xạ.

Khi chùm tia laser được tập trung vào gỗ hoặc các phi kim loại khác, nó sẽ làm tan chảy hoặc bốc hơi các vật liệu. Khi tia laze xuyên qua phôi, quá trình cắt bắt đầu. Chùm tia laze hoặc đầu tia laze di chuyển dọc theo con đường nhất định để cắt ra các hình dạng đã thiết kế.

Bước sóng của máy cắt laser CO2 là 10,6um. Các vật liệu phi kim loại như gỗ, giấy, vải và acrylic dễ hấp thụ bước sóng laser đó hơn. Tỷ lệ chuyển đổi quang điện của laser CO2 là khoảng 10%. So với máy sợi quang, máy laser CO2 yêu cầu nhiều gương quang học để phản xạ tia laser. Các thấu kính quang học này đều là những bộ phận dễ bị tổn thương và cần được thay thế thường xuyên. Vì vậy chi phí bảo trì tương đối cao. Ngoài ra, CO2 có yêu cầu về môi trường cao hơn và nhạy cảm với các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm và bụi.

Nhiều thông số có thể ảnh hưởng đến quá trình cắt laser và chất lượng cắt. Một số trong số chúng phụ thuộc vào các đặc tính kỹ thuật của laser và máy công cụ. Và những người khác có thể thay đổi.

Công suất laser

Công suất của tia laser có ảnh hưởng quyết định đến quá trình cắt và chất lượng đường cắt. Công suất quá nhỏ không thể cắt xuyên qua các phôi và công suất quá lớn có thể làm chảy quá nhiều bề mặt. Vì vậy, công suất laser phải phù hợp với kiểu xử lý, loại vật liệu và độ dày.

Chế độ cắt

Chế độ liên tục chủ yếu để cắt các đường viền tiêu chuẩn của kim loại và nhựa có kích thước từ milimét đến centimet. Để nấu chảy, đục lỗ hoặc tạo ra các đường viền chính xác, nó cần tia laser xung tần số thấp.

Vị trí tiêu điểm

Vị trí tiêu điểm xác định đường kính chùm tia và mật độ công suất trên bề mặt của phôi và hình dạng vết rạch. Độ dài tiêu cự bằng không thích hợp để cắt thép cacbon dưới 5mm. Tiêu cự âm thích hợp để cắt nhôm, thép không gỉ,… Còn tiêu cự dương cắt tốt các tấm kim loại dày.

Đường kính tiêu cự

Đường kính tiêu cự có ảnh hưởng đến chiều rộng của vết rạch. Bạn có thể thay đổi đường kính tiêu cự bằng cách thay đổi tiêu cự của thấu kính hội tụ. Đường kính tiêu cự nhỏ hơn có nghĩa là vết rạch cắt hẹp hơn.

Vòi phun

Hình dạng vòi phun, khẩu độ và chiều cao (khoảng cách giữa vòi phun và bề mặt phôi) đều ảnh hưởng đến hiệu quả cắt.

Khẩu độ vòi phun

Đường kính của vòi phun xác định tốc độ dòng chảy và hình dạng của khí được phun ra từ nó. Nếu khẩu độ của vòi phun quá lớn, chất tan chảy bắn tung tóe có thể đi qua lỗ vòi phun và làm ô nhiễm ống kính.

Cắt nhanh

Tốc độ cắt phải phù hợp với công suất laser. Tốc độ cắt quá nhanh hoặc quá chậm sẽ làm tăng độ nhám và xuất hiện các đường gờ.

Khí phụ trợ

Các loại khí khác nhau áp dụng cho việc cắt các kim loại khác nhau. Ví dụ, nó thường sử dụng oxy để cắt thép cacbon và nitơ để cắt thép không gỉ hoặc đồng. Độ tinh khiết của khí càng cao thì chất lượng cắt càng tốt.

Bây giờ bạn đã biết câu trả lời cho cắt laser là gì và nó hoạt động như thế nào, cũng như những gì ảnh hưởng đến việc cắt laser. Không thể chờ đợi để biết mô hình cụ thể của máy laser có thể đáp ứng nhu cầu cụ thể của bạn?

Sau đây, tôi sẽ giới thiệu 5 máy cắt laser bán chạy nhất. Họ có thể nhận ra các chức năng khác nhau để đáp ứng nhu cầu cụ thể của bạn.

Máy cắt laser kim loại này sử dụng cấu trúc phẳng mở, phù hợp để cắt tất cả các loại tấm kim loại. Các mô hình của nó bao gồm 1530, 1540, 1545, 1560, 2040, 2060 và 2560 về diện tích làm việc. Cùng một công suất, diện tích làm việc càng lớn thì giá càng cao. Giá của chiếc máy này khoảng 18.000-28.000 USD.

Vì vậy, bạn cũng cần cân nhắc túi tiền của mình bên cạnh diện tích làm việc khi mua máy cắt laser. Độ dày của vật liệu cắt phụ thuộc ở một mức độ nhất định vào công suất laser. Công suất càng lớn, vật liệu có thể cắt càng dày. Khi độ dày bằng nhau, tốc độ cắt sẽ cao hơn với công suất lớn hơn.

Hãy xem video này để xem máy cắt laser hoạt động như thế nào để cắt các tấm kim loại có độ dày khác nhau. Nó cho thấy một máy laser sợi quang 4000W cắt thép carbon 20mm, đồng thau 6mm, nhôm 5mm và thép không gỉ 11mm.

• Máy cắt Laser sợi kim loại

Mô hình máy cắt laser sợi quang này được thiết kế đặc biệt để cắt các tấm và ống kim loại. Máy cắt tốt các loại ống tròn, ống vuông, ống chữ nhật, thép hình chữ H, thép hình chữ U, thép hình chữ L. Máy cắt ống kim loại DXTECH có thể cắt các ống kim loại có chiều dài 3m, 6m, 9m. Đường kính của vòng tròn tiếp tuyến bên ngoài của vật liệu ống phải nằm trong phạm vi 160mm và 220mm.

Dưới đây là một số mẫu ống và ống được cắt bằng máy cắt laser ống kim loại của chúng tôi.

• Máy cắt Laser sợi quang và tấm kim loại đa chức năng FT Series

Máy này tích hợp các chức năng của 2 loại máy laser trên. Nó có thể cắt cả tấm kim loại và ống kim loại, ống và thép hình chữ L, U- và H. Vì vậy, đây có thể là lựa chọn tốt nhất nếu vật liệu chế biến của bạn chứa cả tấm và ống. Thiết bị cắt ống kim loại sử dụng kẹp định vị tự động và mâm cặp khí nén đôi. Họ có thể xoay các ống hoặc ống đồng thời, thực hiện cắt 360 °. Các ống kim loại hoặc thép có hình dạng khác nhau có thể yêu cầu các phương pháp kẹp khác nhau.

• Tất cả các bìa Exchange Bảng kim loại Máy cắt tấm kim loại

Đây là một máy cắt kim loại bằng laser với một nắp bảo vệ hoàn toàn kèm theo. Nó phù hợp với người dùng từ các khu vực có yêu cầu nghiêm ngặt về ô nhiễm môi trường. Nó sử dụng giường hàn tấm có độ bền cao, chắc chắn và bền. Điều này đảm bảo rằng nó có thể chịu được công việc cắt có độ bền cao và lâu dài.

Nó được trang bị một nền tảng trao đổi. Vì vậy, hai nền tảng làm việc có thể nhận ra một để cắt công việc và một để xếp hoặc dỡ hàng. Giá của chiếc máy này có thể trên 30.000 USD. Các công ty gia công kim loại hoặc sản xuất thiết bị có quy mô và sản lượng sản xuất lớn hơn có thể lựa chọn loại máy như vậy.

Sau khi đọc bài viết này, bạn không chỉ biết máy cắt laser hoạt động như thế nào mà còn biết những gì ảnh hưởng đến việc cắt laser. Máy cắt laser phổ biến nhất là máy cắt laser sợi quang và laser CO2. Mặc dù cả hai rất khác nhau về nguồn laser và cấu tạo máy laser, nhưng về cơ bản nguyên lý cắt là giống nhau. Chùm tia laze mật độ cao chiếu vào bề mặt phôi và tạo thành một đốm sáng. Phôi ở vị trí tại chỗ sẽ nhanh chóng hấp thụ nhiệt và nhiệt độ của nó tăng lên nhanh chóng. Sau đó, vị trí này được nấu chảy hoặc hóa hơi. Với sự chuyển động của đầu laser, phôi được cắt thành nhiều hình dạng khác nhau.

Toàn bộ quá trình cắt được hoàn thành bởi máy cắt laser tự động. Người vận hành không cần phải ở gần vật liệu cắt. Vì vậy, nó hiệu quả hơn và an toàn hơn so với việc sử dụng các công cụ cắt khác. Ngày càng có nhiều nhà máy và nhà sản xuất sẵn sàng sử dụng máy cắt laser để phát triển hoạt động kinh doanh của mình. Thu nhập từ các dự án cắt laser sẽ sớm bù đắp cho khoản đầu tư mua máy laser. Và nó sẽ tiếp tục mang lại nhiều thu nhập tốt.