Là công nghệ cốt lõi trong ngành sản xuất, cắt laser đã được áp dụng rộng rãi trên nhiều lĩnh vực khác nhau-từ công nghiệp nặng đến điện tử chính xác và từ sản xuất hàng loạt đến sản xuất tùy chỉnh-nhờ độ chính xác cao, tốc độ cao và khả năng xử lý linh hoạt. Là một kỹ thuật gia công linh hoạt, các ứng dụng và giải pháp xử lý của nó liên quan chặt chẽ đến loại vật liệu, độ chính xác cần thiết và quy mô sản xuất. Các phần sau đây trình bày chi tiết về các khía cạnh này.
1. Ứng dụng của Gia công cắt Laser
Cắt laze sử dụng chùm tia laze năng lượng cao-để làm tan chảy, đốt cháy hoặc làm bay hơi vật liệu dọc theo đường đi đã xác định trước. Nó được sử dụng rộng rãi trong:
a) Gia công kim loại
Cắt kim loại tấm (thép, nhôm, thép không gỉ, titan) cho ô tô, hàng không vũ trụ và các bộ phận xây dựng cũng như sản xuất các bộ phận chính xác như giá đỡ, tấm, khung và bộ trao đổi nhiệt.
b) Vật liệu phi kim loại
Xử lý nhựa, acrylic, polycarbonate và vật liệu tổng hợp, cũng như gỗ, giấy, da và dệt may cho các ứng dụng thiết kế, đóng gói và trang trí.
c) Điện tử và bán dẫn
Khoan bằng laze để tạo ra các lỗ-vi mô chính xác và cắt bảng mạch, màng mỏng cũng như các mẫu phức tạp cho cảm biến hoặc thiết bị MEMS.
d) Ô tô và hàng không vũ trụ
Cắt các hình học phức tạp cho các tấm thân xe, các bộ phận bên trong và cánh tuabin, giúp giảm trọng lượng kết cấu mà không gây ra ứng suất cơ học.
2. Giải pháp quy trình cắt laser
Cắt laze không chỉ đơn giản là thao tác "ngắm{0}}và-chụp"; quy trình được điều chỉnh dựa trên vật liệu, độ dày và chất lượng cạnh mong muốn. Các giải pháp quy trình chính bao gồm:
a) Các loại tia Laser để cắt
Laser CO₂
Lý tưởng cho các vật liệu phi kim loại (gỗ, acrylic, nhựa), với tốc độ cắt kim loại vừa phải. Ứng dụng điển hình: bảng hiệu, cắt vải, nhựa.
Laser sợi quang
Hiệu quả cao để cắt kim loại (thép, nhôm, đồng, titan). Chúng mang lại tốc độ và độ chính xác vượt trội so với tia laser CO₂ dành cho các tấm có độ dày-mỏng đến trung bình. Ứng dụng: tấm ô tô, thiết bị điện tử.
Laser Nd:YAG/Nd:YVO₄
Laser xung dùng để gia công vi mô và khắc, thích hợp cho các bộ phận nhỏ hoặc phức tạp như đồ trang sức, linh kiện điện tử hoặc lỗ-vi mô.
b) Phương pháp cắt
Cắt hợp nhất
Tia laser làm tan chảy vật liệu và một tia khí thổi vật liệu nóng chảy đi. Thường được sử dụng trong gia công kim loại.
Cắt bay hơi
Vật liệu được hóa hơi mà không cần tia nóng chảy, được sử dụng để cắt chính xác các vật liệu mỏng manh.
Viết nguệch ngoạc hoặc cắt bỏ
Loại bỏ vật liệu bề mặt mà không thấm hoàn toàn, phù hợp với vật liệu dễ vỡ hoặc nhiều{0}}lớp.
Đâm/Khoan
Tia laser xung tạo ra các lỗ chính xác, bao gồm cả các lỗ-vi mô.
c) Thông số quy trình
Công suất laze: Cần công suất cao hơn cho vật liệu dày hơn.
Tốc độ cắt: Cân bằng giữa chất lượng cạnh và hiệu quả sản xuất.
Khí hỗ trợ: Oxy, nitơ hoặc không khí để tăng cường khả năng cắt hoặc ngăn chặn quá trình oxy hóa.
Vị trí lấy nét: Lấy nét thích hợp đảm bảo vết cắt sạch sẽ với lượng xỉ tối thiểu.
Chất lượng chùm tia: Ảnh hưởng đến độ chính xác và độ rộng rãnh cắt.
d) Tích hợp vào sản xuất hàng loạt
Dây chuyền cắt laze được điều khiển bằng CNC-cho phép:
Xử lý vật liệu tự động
Cắt giảm lồng nhau để giảm thiểu chất thải
Cắt hàng loạt các hình học phức tạp mà không cần thay đổi dụng cụ
Tích hợp với sản xuất uốn, hàn hoặc bồi đắp để sản xuất bộ phận hoàn chỉnh
Các tế bào cắt laser thông minh trong sản xuất hiện đại có thể tự động đề xuất các thông số quy trình dựa trên biên dạng tấm, độ dày và loại vật liệu. Họ sử dụng hệ thống thị giác để giám sát chất lượng đường cắt trong thời gian thực và đưa ra các điều chỉnh phản hồi. Khi kết hợp với uốn và hàn thành dây chuyền sản xuất linh hoạt, chúng đạt được quy trình làm việc hoàn toàn tự động từ tấm phẳng đến thành phẩm. Những giải pháp này phù hợp để sản xuất hàng loạt các vật liệu khác nhau và được áp dụng trong nhiều ngành công nghiệp bao gồm sản xuất công nghiệp, thiết bị y tế, ô tô, điện tử và nghệ thuật.