Kako izboljšati natančnost laserskega rezanja

Natančnost laserskega rezanja pogosto vpliva na kakovost postopka rezanja. Če natančnost laserskega rezalnega stroja odstopa, bo kakovost rezanega izdelka neustrezna. Zato je za strokovnjake za lasersko rezanje glavno vprašanje, kako izboljšati natančnost laserskega rezalnega stroja.

1. Kaj je lasersko rezanje?
Lasersko rezanje je tehnologija, ki uporablja laserski žarek visoke gostote moči kot vir toplote in izvaja rezanje z relativnim premikanjem glede na obdelovanec. Njegovo osnovno načelo je: laser oddaja laserski žarek visoke gostote moči, ki ga po fokusiranju z optičnim sistemom poti obseva površino obdelovanca, tako da se temperatura obdelovanca takoj dvigne na temperaturo, višjo od kritične tališča ali vrelišča. Hkrati se pod vplivom tlaka laserskega sevanja okoli obdelovanca ustvari določen razpon visokotlačnega plina, ki odpihne staljeno ali uparjeno kovino, rezalni impulzi pa se lahko neprekinjeno oddajajo v določenem časovnem obdobju. Ko se relativni položaj žarka in obdelovanca premika, se končno oblikuje reža, ki doseže namen rezanja.
Lasersko rezanje nima zarobkov, gub in je visoko natančno, kar je boljše od plazemskega rezanja. V mnogih elektromehanskih proizvodnih industrijah lahko sodobni laserski rezalni sistemi z mikroračunalniškimi programi enostavno režejo obdelovance različnih oblik in velikosti, zato so pogosto prednostnejši od postopkov prebijanja in brizganja. Čeprav je hitrost obdelave počasnejša od prebijanja, ne porablja kalupov, jih ne potrebuje za popravilo in prihrani čas pri zamenjavi kalupov, s čimer se prihranijo stroški obdelave in zmanjšajo stroški izdelkov. Zato je na splošno bolj ekonomično.

2. Dejavniki, ki vplivajo na natančnost rezanja
(1) Velikost pike
Med postopkom rezanja laserskega rezalnega stroja se svetlobni žarek z lečo rezalne glave usmeri v zelo majhen fokus, tako da fokus doseže visoko gostoto moči. Po fokusiranju laserskega žarka se oblikuje pika: manjša kot je pika po fokusiranju laserskega žarka, večja je natančnost laserskega rezanja.
(2) Natančnost delovne mize
Natančnost delovne mize običajno določa ponovljivost laserskega rezanja. Višja kot je natančnost delovne mize, višja je natančnost rezanja.
(3) Debelina obdelovanca
Debelejši kot je obdelovanec, ki ga je treba obdelati, manjša je natančnost rezanja in večja je reža. Ker je laserski žarek stožčast, je tudi reža stožčasta. Reža tanjšega materiala je veliko manjša kot reža debelejšega materiala.
(4) Material obdelovanca
Material obdelovanca ima določen vpliv na natančnost laserskega rezanja. Pri enakih pogojih rezanja se natančnost rezanja obdelovancev iz različnih materialov nekoliko razlikuje. Natančnost rezanja železnih plošč je veliko višja kot pri bakrenih materialih, rezalna površina pa je bolj gladka.

3. Tehnologija nadzora položaja ostrenja
Manjša kot je goriščna globina fokusirne leče, manjši je premer goriščne točke. Zato je zelo pomembno nadzorovati položaj gorišča glede na površino rezanega materiala, kar lahko izboljša natančnost rezanja.

4. Tehnologija rezanja in perforacije
Vsaka tehnologija termičnega rezanja, razen v nekaj primerih, ko se lahko začne od roba plošče, običajno zahteva, da se v ploščo izreže majhna luknja. Prej so pri stroju za lasersko žigosanje kompozitov najprej uporabili luknjač za izrezovanje luknje, nato pa se je z laserjem začelo rezanje iz majhne luknje.

5. Zasnova šobe in tehnologija za nadzor pretoka zraka
Pri laserskem rezanju jekla se kisik in fokusiran laserski žarek skozi šobo usmerjata na rezani material, s čimer se tvori pretok zraka. Osnovni zahtevi za pretok zraka sta, da mora biti pretok zraka, ki vstopa v rez, velik in da mora biti njegova hitrost visoka, da zadostna oksidacija lahko povzroči popolno eksotermno reakcijo rezalnega materiala; hkrati pa mora biti dovolj zagona za izmet staljenega materiala.