Trong lĩnh vực sản xuất công nghiệp ngày nay, máy cắt laser kim loại fiber có rất nhiều ứng dụng trong mọi lĩnh vực xã hội do ưu điểm gia công hiệu quả và linh hoạt. Đặc biệt là trong lĩnh vực gia công kim loại, máy cắt kim loại bằng sợi quang gần như đã trở thành một công cụ cần phải có của tất cả các nhà sản xuất gia công cơ khí, và nó gắn liền trong cuộc sống hàng ngày của con người, nhưng hầu hết mọi người không biết nó hoạt động như thế nào. Hôm nay, Công ty Quảng Cáo Song Phương sẽ đưa các bạn đi tìm hiểu nguyên lý hoạt động của máy cắt laser fiber.
Máy cắt laser fiber
Máy cắt laser fiber là gì?
Máy cắt laser fiber là loại máy cnc dùng tia laser để cắt các vật liệu theo các hình dạng mong muốn với độ chính xác cao. Như vậy máy cắt laser có 2 phần chính là phần máy cnc để điều khiển mỏ cắt chạy theo bản vẽ và phần nguồn laser và mỏ cắt laser để cắt vật liệu.
Nguồn laser là một thiết bị dùng để chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng laser (tia laser). Có rất nhiều loại laser khác nhau nhưng có thể chia chúng thành 2 nhóm là laser thể khí và laser thể rắn.
Laser thể khí mà điển hình là laser CO2 được tạo ra khi cho dòng khí trộn có thành phần chính là khí CO2 chạy qua tia plasma trong ống phóng cao áp sẽ sản sinh ra tia laser có bước sóng khoảng 10um.
Nhược điểm của Laser CO2 là nó tiêu thụ năng lượng điện rất lớn và tuổi thọ của ống phóng laser không cao (chỉ khoảng vài ngàn giờ), cùng với hệ thống gương phản xạ phức tạp để dẫn tia laser đến mỏ cắt cũng phải định kỳ thay thế nên chi phí vận hành của máy cắt laser CO2 rất cao.
Máy cắt laser
Laser thể rắn mà điển hình là laser YAG hay còn gọi là laser tinh thể. Sở dĩ gọi như vậy là vì tia laser được phát ra khi người ta chiếu ánh sáng kích thích bằng đèn flash hoặc đèn diode laser vào tinh thể đất hiếm (YAG) nó sẽ sinh ra tia laser ở bước sóng khoảng 1 um (bước sóng nhỏ hơn 10 lần so với laser CO2).
Mặc dù tiết kiệm điện hơn so với laser Co2, nhưng nhược điểm của laser YAG là nhiệt độ của thanh YAG rất cao trong quá trình phát ra tia laser. Nên vấn đề tản nhiệt gặp rất nhiều khó khăn và tuổi thọ của thanh YAG còn thấp và chất lượng chùm tia laser không cao ảnh hưởng đến chất lượng đường cắt.
Để giải quyết vấn đề tản nhiệt người ta đã tìm ra 2 giải pháp khác nhau dẫn đến phân thành 2 loại công nghệ laser khác nhau là máy cắt laser fiber và disk laser.
Sở dĩ gọi là laser fiber vì thay vì tập trung các nguyên tố đất hiếm thành dạng khối (thanh) người ta đã phân tán chúng trong sợi fiber (sợi quang). Khi chiếu ánh sáng kích thích vào sợi fiber các nguyên tố đất hiếm phát ra tia laser ngay trong sợi fiber và sau đó được dẫn trực tiếp đến mỏ cắt laser mà không cần qua các gương phản xạ nên có hiệu quả chuyển đổi năng lượng tốt. Nên fiber laser có chi phí vận hành thấp hơn nhiều so với laser Co2 hay laser YAG.
Nguyên lý hoạt động của máy cắt laser fiber
Máy cắt laser fiber tập trung ánh sáng laser phát ra từ máy laser thành chùm tia laser mật độ công suất cao thông qua hệ thống quang dẫn. Chùm tia laze chiếu vào bề mặt của phôi để làm cho phôi đạt đến điểm nóng chảy hoặc điểm sôi, và khí áp suất cao đồng trục với chùm tia sẽ thổi bay kim loại nóng chảy hoặc hóa hơi. Khi vị trí tương đối của dầm và phôi di chuyển, vật liệu cuối cùng sẽ tạo thành một khe, để đạt được mục đích cắt.
Cắt CNC laser
Máy cắt laser fiber có thể cắt được tất cả các loại vật liệu không?
Không. Máy cắt laser fiber chỉ cắt được vật liệu bằng kim loại như sắt, inox, nhôm, đồng, titan, ceramic (một dạng oxit nhôm)…nó không cắt được vật liệu bằng phi kim như mica, gỗ…
Chi phí vận hành máy cắt laser fiber có cao không?
So với các phương pháp cắt kim loại khác như: cắt plasma, cắt laser Co2, cắt tia nước thì máy cắt laser fiber có chi phí vận hành thấp nhất.
Độ dày mà máy cắt laser fiber có thể cắt là bao nhiêu?
Độ dày cắt phụ thuộc vào công suất của nguồn laser. Ví dụ với nguồn laser fiber công suất 1kW thì có thể cắt sắt có độ dày tối đa 12mm, inox 4mm.
Tốc độ cắt của máy laser fiber là bao nhiêu?
Tốc độ cắt máy cắt laser fiber được quyết định nhờ vào công suất nguồn và vật liệu cắt.
Ưu điểm của máy cắt laser fiber
Quá trình cắt laser fiber sử dụng một chùm tia vô hình để thay thế dao cơ khí truyền thống. Nguyên lý hoạt động của nó cũng quyết định rằng nó có những ưu điểm mà các phương pháp xử lý khác không có được:
- Độ chính xác cao, tốc độ nhanh, đường cắt hẹp, vùng ảnh hưởng nhiệt tối thiểu, bề mặt cắt mịn không có gờ.
- Đầu cắt laser không chạm vào bề mặt vật liệu và không làm xước bề mặt của phôi.
- Khe hẹp, biến dạng cục bộ của phôi cực nhỏ, không xảy ra biến dạng cơ học.
- Nó có thể cắt thép, thép, thép cacbon, thép không gỉ, tấm hợp kim nhôm và các vật liệu cứng khác mà không bị biến dạng.
- Lập trình điều khiển số có thể gia công bất kỳ phương án nào, có thể cắt nguyên tấm khổ lớn, không cần mở khuôn, kinh tế, tiết kiệm thời gian.
Ưu điểm của cắt laser
Hy vọng thông tin chúng tôi mang đến là hữu ích và giúp bạn chọn được loại máy phù hợp. Nếu còn thắc mắc cần tìm thêm thì xem chi tiết tại đây.
Ứng dụng của máy cắt laser fiber
Máy cắt laser fiber được ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực như:
- Cơ khí chế tạo máy: máy cắt laser fiber có thể tạo ra các chi tiết máy với độ chính xác cao, chất lượng đường cắt rất tốt, có thể sử dụng ngay mà không cần qua các khâu xử lý khác như phay, tiện…với chi phí thấp.
- Thiết bị y tế: Thật khó mà tưởng tượng đến việc chế tạo các thiết bị y tế bằng kim loại tinh xảo, phức tạp mà không có sự góp sức của máy cắt laser fiber.
- Ngành ô tô: Ngành công nghiệp ô tô phát triển từng giây. Sử dụng máy cắt laser fiber làm cho ngành công nghiệp này dễ dàng hơn trong việc đối phó với sự tiến bộ hàng ngày trong thiết kế và công nghệ. Những chiếc máy cắt laser rất tuyệt vời để cắt các bộ phận nhỏ và phức tạp được sử dụng trong xe ô tô với độ chính xác tuyệt vời.
- Ngành điện tử: Những chi tiết tinh vi của ngành công nghệ điện tử chỉ có thể thực hiện được với máy cắt laser fiber
- Ngành trang trí nội ngoại thất và quảng cáo: ngày nay ở khắp mọi nơi, từ sân bay, các nhà hàng, khách sạn hay các biệt thự sang trọng bạn dễ dàng bắt gặp các sản phẩm mỹ thuật trang trí được cắt bằng máy cắt laser như các vách ngăn cnc, tranh cnc, cửa lan can cầu thang, biển quảng cáo…
