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2015/5/22 13:07:50

[推荐]激光加工开发新模切加工板工艺

    激光加工模切加工板是光学、机械、电子学和材料学相结合的高科技工艺,它是利用激光束的高平行性和高强度的特点,用光学透镜把激光束会聚到胶合板上。因为聚焦后的光斑直径很小(<0.2mm),且具有很高的功率密度,它就像一把锋利的“锯刀",能汽化胶合板材料,达到切割目的。
 
    1.模切加工激光切割系统
    模切加工激光切割系统由激光器、机床、电脑数控器和电脑辅助设计软件等组成。
 
    ①激光器:一般选择C02激光器并兼有连续和脉冲两种工作方式,光束模式以单模为好,聚焦后的光束应为圆偏振光,这样可在不同切割方向上保证切口质量一致。激光的功率输出要稳定,否则在长时间连续加工过程中就会出现局部过烧或切不断现象,稳定性应优于±2%
 
    ②机床:将胶合扳安装在机床的工作台上,通过与切割头的相对运动切割出图形来。通常采用三维坐标工作台,由电机及同轴丝杆的转动来驱动滚珠导轨工作台移动。从切割头与胶合板相对运动方式来看,又可分为工件移动式(切割头固定不动)、切割头移动式(工件固定不动),以及这两种方式的复合方式,即一维是胶合板工件移动,另一维是切割头移动。
 
    ③电脑数控器(CNC):它是整个系统的指挥中心,采用微处理器控制的可编程逻辑控制(PLC)技术,将预先编好的数控软件送入CNC,它将实时控制模切加工板的激光切割,包括故障检测、伺服驱动、定位精度、过程参数等等,整个过程无需人工干预,实现了彻底的自动化。
 
    ④电脑辅助设计(CAD):它是一个先进的软件系统,能将客户提供的图纸快速转换成数控语言,并在那些封闭的曲线段上加上适当数量的2mm-8mm长的辅助过桥,使切割材料在装刀之前不致脱落。在数据库内可存放数千个常规盒样供客户选用,大大方便了图形设计,避免了编程的重复劳动。
 
    2.模切加工激光切割工艺
    有了一套完备的模切加工激光加工系统并不一定能切割出离质量的模切加工板,还要有合适的切割工艺。切割工艺与多方面因素有关,像光束模式、偏振状态、聚焦透镜,焦点与胶合板表面的距离、机床的运行速度、编程方式、辅助气体压力及胶合板材料的性能(湿度、平整度、均匀性、 纹理方向)等等。当设备调整完好后,以下几个要素必须注意:
 
    ①激光功率:功率在400-2000W范围内,模切加工激光切割是一种热加工,多层胶合板对COa激光束吸收率髙而自身导热性差,因此激光功率必须足够大到使被加工的材料汽化。适当提离功率,同时放大运行速度会使效率提高,对改善切割质量、减少缝榷断口碳化也有益处。利用动态功率控制,可避免材料上下表面燃烧。
 
    ②机床运行速度:速度在0.5m-2.Om/min范围内,速度越高生产效率也越高,但同时还需观察材料有否穿透,以选择最佳速度。
 
    ③焦平面与胶合板表面距离:可选用焦距为127mm的透镜,由于焦点直径通常为0.1mm左右,切割时向下调整焦平面位置,使切缝达 0.7mm为最佳,同时通过对传输光路的调试,保证缝壁笔直、上下同宽、切缝总是垂直于材料的表面。还要调整喷嘴位置,使其距离材料表面lmm-1.5mm,此时能使辅助气体充分发挥作用。
 
    ④辅助气体压力:压力在0.5Kg-1.0Kg/cm2范围内,使用经过干操过滤的压缅空气。气体的作用是加速激光能量传递,及时排走残渣和冷却加工面。气压的选择要结合功率、速度综合考虑。
 
    ⑤编程方式:同样一种图形,不同的编程途径就会有不同的切割质量,例如在尖角、圆弧、直线等处软件应设置不同的切割速度。对成批量和重复切割率离的图形还要考虑总轨迹长度越短越好,有利于提高生产率,降低成本。
 
    ⑥胶合板材料性能:应选用干燥、表面平整、内部均匀和厚度标准的材料,并保证批量材料间性能的一致性。要根据材料纹理选择最佳切割移动的矢暈方向。


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