Naudojant liejimo formas, ženklus, techninės įrangos priedus, reklaminius skydus, automobilių numerių ženklus ir kitus gaminius, tradiciniai korozijos procesai ne tik sukels aplinkos taršą, bet ir mažą efektyvumą. Tradiciniai procesų taikymai, tokie kaip mechaninis apdirbimas, metalo laužas ir aušinimo skysčiai, taip pat gali sukelti aplinkos taršą. Nors efektyvumas pagerėjo, tikslumas nėra didelis ir negalima išdrožti aštrių kampų. Palyginti su tradiciniais metalo giluminio drožimo metodais, lazerinis metalo giluminis drožimas turi netaršos, didelio tikslumo ir lankstaus drožinio turinio pranašumų, kurie gali atitikti sudėtingų drožybos procesų reikalavimus.
Įprastos metalo giluminio drožimo medžiagos yra anglinis plienas, nerūdijantis plienas, aliuminis, varis, taurieji metalai ir kt. Inžinieriai atlieka didelio efektyvumo giluminio drožimo parametrų tyrimus skirtingoms metalinėms medžiagoms.
Faktinė atvejo analizė:
Bandymo platformos įranga „Carmanhaas 3D Galvo Head with Lens“ (F = 163/210) atlieka giluminio drožybos bandymą. Graviravimo dydis yra 10 mm × 10 mm. Nustatykite pradinius graviravimo parametrus, kaip parodyta 1 lentelėje. Pakeiskite proceso parametrus, tokius kaip defokusavimo kiekis, impulso plotis, greitis, užpildymo intervalas ir kt., naudokite giluminio drožybos testerį gyliui išmatuoti ir raskite proceso parametrus, užtikrinančius geriausią drožybos efektą.
1 lentelė. Pradiniai gilaus drožimo parametrai
Per proceso parametrų lentelę matome, kad yra daug parametrų, turinčių įtakos galutiniam gilaus graviravimo efektui. Mes naudojame valdymo kintamųjų metodą, kad nustatytume kiekvieno proceso parametro poveikį efektui, ir dabar juos paskelbsime po vieną.
01 Defokusavimo poveikis drožybos gyliui
Pirmiausia naudokite „Raycus“ pluošto lazerinį šaltinį, galia: 100 W, modelis: RFL-100M, kad išgraviruotumėte pradinius parametrus. Atlikite graviravimo bandymą ant skirtingų metalinių paviršių. Pakartokite graviravimą 100 kartų po 305 s. Keiskite defokusavimą ir patikrinkite defokusavimo poveikį skirtingų medžiagų graviravimo efektui.
1 pav. Defokusavimo poveikio medžiagos raižybos gyliui palyginimas
Kaip parodyta 1 paveiksle, galime gauti toliau nurodytus duomenis apie maksimalų gylį, atitinkantį skirtingus defokusavimo lygius, kai naudojamas RFL-100M giliam graviravimui skirtingose metalinėse medžiagose. Remiantis aukščiau pateiktais duomenimis, daroma išvada, kad norint pasiekti geriausią graviravimo efektą, giliam raižymui metalo paviršiuje reikalingas tam tikras defokusavimas. Graviruojant aliuminį ir žalvarį, defokusavimas yra -3 mm, o graviruojant nerūdijantį ir anglinį plieną - -2 mm.
02 Impulso pločio įtaka drožimo gyliui
Atlikus aukščiau aprašytus eksperimentus, buvo nustatytas optimalus RFL-100M defokusavimo laipsnis giliam graviravimui su skirtingomis medžiagomis. Naudojant optimalų defokusavimo laipsnį, pradiniuose parametruose keičiant impulso plotį ir atitinkamą dažnį, kiti parametrai lieka nepakitę.
Taip yra daugiausia dėl to, kad kiekvienas RFL-100M lazerio impulsų plotis turi atitinkamą pagrindinį dažnį. Kai dažnis yra mažesnis už atitinkamą pagrindinį dažnį, išėjimo galia yra mažesnė už vidutinę galią, o kai dažnis yra didesnis už atitinkamą pagrindinį dažnį, didžiausia galia sumažėja. Graviravimo bandymui reikia naudoti didžiausią impulsų plotį ir maksimalią galią, todėl bandymo dažnis yra pagrindinis dažnis, o atitinkami bandymo duomenys bus išsamiai aprašyti toliau pateiktame bandyme.
Kiekvieną impulso plotį atitinkantis pagrindinis dažnis yra: 240 ns, 10 kHz, 160 ns, 105 kHz, 130 ns, 119 kHz, 100 ns, 144 kHz, 58 ns, 179 kHz, 40 ns, 245 kHz, 20 ns, 490 kHz, 10 ns, 999 kHz. Atlikite graviravimo bandymą naudodami aukščiau nurodytus impulsus ir dažnius, bandymo rezultatas parodytas 2 paveiksle.
2 pav. Impulso pločio įtakos graviravimo gyliui palyginimas
Iš diagramos matyti, kad graviruojant RFL-100M, impulsų pločiui mažėjant, atitinkamai mažėja ir graviravimo gylis. Kiekvienos medžiagos graviravimo gylis yra didžiausias – 240 ns. Taip yra daugiausia dėl to, kad dėl impulsų pločio sumažinimo sumažėja vieno impulso energija, o tai savo ruožtu sumažina metalinės medžiagos paviršiaus pažeidimus, todėl graviravimo gylis tampa vis mažesnis.
03 Dažnio įtaka graviravimo gyliui
Atlikus aukščiau aprašytus eksperimentus, buvo nustatytas geriausias RFL-100M defokusavimo dydis ir impulso plotis, graviruojant skirtingomis medžiagomis. Naudokite geriausią defokusavimo dydį ir impulso plotį, kad jie nepakito, pakeiskite dažnį ir išbandykite skirtingų dažnių poveikį graviravimo gyliui. Bandymo rezultatai parodyti 3 paveiksle.
3 pav. Dažnio įtakos medžiagos giliam drožimui palyginimas
Iš diagramos matyti, kad RFL-100M lazeriu graviruojant įvairias medžiagas, didėjant dažniui, atitinkamai mažėja kiekvienos medžiagos graviravimo gylis. Esant 100 kHz dažniui, graviravimo gylis yra didžiausias, o gryno aliuminio maksimalus graviravimo gylis yra 2,43 mm, žalvario – 0,95 mm, nerūdijančio plieno – 0,55 mm, o anglinio plieno – 0,36 mm. Iš jų aliuminis yra jautriausias dažnio pokyčiams. Esant 600 kHz dažniui, giluminio graviravimo aliuminio paviršiuje atlikti negalima. Nors žalvaris, nerūdijantis plienas ir anglinis plienas yra mažiau veikiami dažnio, jie taip pat rodo tendenciją, kad graviravimo gylis mažėja didėjant dažniui.
04 Greičio įtaka graviravimo gyliui
4 pav. Drožimo greičio įtakos drožimo gyliui palyginimas
Iš diagramos matyti, kad didėjant graviravimo greičiui, atitinkamai mažėja ir graviravimo gylis. Kai graviravimo greitis yra 500 mm/s, kiekvienos medžiagos graviravimo gylis yra didžiausias. Aliuminio, vario, nerūdijančio plieno ir anglinio plieno graviravimo gyliai yra atitinkamai: 3,4 mm, 3,24 mm, 1,69 mm, 1,31 mm.
05 Užpildymo tarpų įtaka graviravimo gyliui
5 pav. Užpildymo tankio įtaka graviravimo efektyvumui
Iš diagramos matyti, kad kai užpildymo tankis yra 0,01 mm, aliuminio, žalvario, nerūdijančio plieno ir anglinio plieno graviravimo gylis yra maksimalus, o graviravimo gylis mažėja didėjant užpildymo tarpui; užpildo tarpas didėja nuo 0,01 mm, kai užpildymo tankis yra 0,1 mm, 100 graviravimo laikas palaipsniui trumpėja. Kai užpildymo atstumas yra didesnis nei 0,04 mm, trumpinimo laikas žymiai sumažėja.
Apibendrinant
Atlikus aukščiau pateiktus bandymus, galime gauti rekomenduojamus įvairių metalinių medžiagų giluminio drožimo proceso parametrus naudojant RFL-100M:
Įrašo laikas: 2022 m. liepos 11 d.