Môže vláknový laser rezať hliník?
Áno, vláknové lasery dobre režu hliník: vlnová dĺžka 1064 nm absorbuje v hliníku oveľa lepšie ako CO2 lasery, vďaka čomu sú vláknové rezy štandardnou voľbou. Vláknový laser s výkonom 1.5 až 2 kW reže čisto do 3 mm, 3 kW zvládne približne 6 až 8 mm, 6 kW dosahuje 12 až 16 mm a 12 kW delí do 30 mm, hoci kvalita hrán sa zhoršuje nad približne 20 mm. Kľúčom k bezstruskovým hrám je vysokotlaková pomoc dusíka (15 až 20 barov).
Úprimná odpoveď má dve polovice. Vláknové lasery bežne režu hliník, od krytov elektroniky cez konzoly pre letecký priemysel až po priehradky na batérie pre elektromobily. A hliník stále trestá nedbalú montáž tvrdšie ako oceľ, pretože dve z jeho materiálových vlastností priamo pôsobia proti fyzike laserového rezania.
Prvým je odrazivosť: hliník odráža približne 90 percent lúča vláknového laseru s vlnovou dĺžkou 1064 nm pri izbovej teplote, takže do materiálu sa spočiatku vpustí len zlomok dodávaného výkonu. Druhým je tepelná vodivosť: pri hodnote približne 237 W/mK oproti približne 50 % u ocele hliník odvádza teplo z rezanej zóny takmer 5-krát rýchlejšie. Lúč sa snaží vytvoriť tavný bazén, zatiaľ čo okolitý plech ho aktívne ochladzuje. Všetky zložitosti laserového rezania hliníka pramenia z týchto dvoch čísel.
4 problémy, ktoré ničia hliníkové rezy (a ich riešenia)
PROBLÉM 1: Spätný odraz
Prečo sa to dejeNeopracovaný hliník sa pri vlnovej dĺžke 1064 nm správa ako zrkadlo. Počas dierovania, ešte predtým, ako sa vytvorí tavenina, sa časť lúča odrazí priamo späť po optickej dráhe. Na nechránených strojoch to môže poškodiť optiku rezacej hlavy alebo v závažných prípadoch samotný laserový zdroj, a preto staršie zdroje uvádzali vo svojich návodoch varovania týkajúce sa hliníka.
OpravaModerné vláknové lasery sa dodávajú s ochranou proti spätnému odrazu (izolátory a senzory, ktoré poruchu zdroja vyvolajú pred poškodením). Uistite sa, že váš zdroj je určený pre reflexné kovy, udržujte hlavu kolmo, aby sa odrazy nezaostrili späť čisto, a používajte správny postup prepichovania (zvýšený výkon, mierne rozostrenie), aby fáza zrkadla trvala milisekundy namiesto sekúnd.
PROBLÉM 2: Troska na spodnom okraji
Prečo sa to dejeHlavná chyba hliníka. Roztavený hliník je viskózny a vysoká vodivosť plechu ho ochladzuje tak rýchlo, že sa zmení na kašovitý materiál skôr, ako ho asistenčný plyn dokáže vytlačiť. Polostuhnutý kov sa prilepí na dno reznej škáry a zatuhne do tvrdej, ostrej guľôčky, ktorú je potrebné obrúsiť. Hrubší plech to zhoršuje: väčší objem taveniny, rovnaké únikové okno.
OpravaVyhadzovanie je dôležitejšie ako výkon. Cez väčšiu trysku preháňajte dusík pod vysokým tlakom 15 až 20 barov, nastavte zaostrenie na negatívne (do materiálu) tak, aby rez zostal v spodnej časti široký a tavenina mohla vytekať, a spomalte podávanie o 10 až 15 percent oproti nastaveniu ekvivalentu ocele. Ak troska pretrváva, opravte plyn, trysku, odstup a zaostrenie predtým, ako siahnete po vyššom výkone; dodatočný výkon pri zle vyhadzovanom reze len spôsobí, že bude potrebné odstrániť viac taveniny.
PROBLÉM 3: Otrepy a drsné hrany na tenkom plechu
Prečo sa to dejeNa plechoch s hrúbkou menšou ako 3 mm je obvyklá príčina prevrátenia: príliš veľa tepla, nie príliš málo. Nadmerný výkon alebo pomalý posuv prehrievajú mäkkú zliatinu, hrany rezu sa tavia a rez vychádza s vyvýšeným otrepom a pruhovaným, sivým okrajom namiesto čistej lesklej plochy.
OpravaTenký hliník režte rýchlo so stredným výkonom a čistým dusíkom. Skontrolujte stav a vycentrovanie trysky (opotrebovaná alebo mimo stredu umiestnená tryska ťahá prúd plynu do strán a opotrebováva jednu stranu rezu) a pre maximálnu ostrosť hrán dbajte na zaostrenie na povrchu alebo tesne pod ním. Dobre vyladený tenký hliníkový plech by mal zo stola pochádzať lesklý, bez otrepov a pripravený na ohýbanie.
PROBLÉM 4: Nekonzistentné výsledky medzi zliatinami
Prečo sa to dejeOperátori ladia parametre pri jednej úlohe a pri ďalšej sa tvoria trosky, pretože hliník nie je len jeden materiál. Čistý rad 1xxx sa ľahko reže, ale silne tvorí trosky. Námorné triedy 5xxx režu najčistejšie z bežných zliatin. Architektonická extrúzia 6xxx vyžaduje starostlivú reguláciu rýchlosti, aby sa zabránilo spáleniu, a vysokopevnostný letecký plech 7xxx je zo všetkých najcitlivejší na parametre a náchylnejší na praskanie.
OpravaUkladajte parametre pre každú skupinu zliatin, nie pre jedno nastavenie hliníka. Keď príde nová zliatina alebo dokonca nová dávka, pred odoslaním plechu vykonajte krátky skúšobný rez a znova nalaďte rýchlosť a tlak. 15 minút skúšobných rezov stojí menej ako jedno zošrotované hniezdo.
Tabuľka hrúbky laserového rezania hliníka podľa výkonu
Najdôležitejším rozdielom v akomkoľvek tvrdení o hrúbke je maximálna deliaca dĺžka oproti výrobnej hrúbke. Maximálna deliaca dĺžka znamená, že nosník prechádza pomaly s kvalitou hrán, ktorá môže vyžadovať prepracovanie. Výrobná hrúbka znamená stabilnú rýchlosť, čisté hrany a opakovateľnosť. Kúpte si a vyžiadajte si cenovú ponuku na základe výrobného čísla.
| Výkon lasera | Hrúbka výroby | Maximálna závažnosť | Poznámky |
|---|---|---|---|
| 1 kW | 1 až 2 mm | 3 až 4 mm | Tenké plechy, označenia, kryty. Čisté a rýchle vo svojom okne |
| 1.5 až 2 kW | 2 až 3 mm | 4 až 5 mm | Vstupný bod pre spoľahlivú výrobu hliníka |
| 3 kW | 4 až 6 mm | 8 až 10 mm | Ideálne miesto pre všeobecnú výrobu a dielne |
| 6 kW | 8 až 12 mm | 16 mm | Dostatočne pokrýva väčšinu hliníkových aplikácií |
| 12 kW | 12 až 20 mm | 25 až 30 mm | Kvalita hrán sa citeľne zhoršuje nad ~20 mm |
| 20 kW+ | 20 až 30 mm | 40 mm+ | Práca s platňou; vyžaduje sa hlboké negatívne zaostrenie (-8 až -15 mm) |
Dve poznámky z fyziky vysvetľujú, prečo sa stôl v hornej časti splošťuje. Závislosť výkonu od hrúbky je sublineárna: zdvojnásobenie výkonu zvyšuje použiteľnú hrúbku zhruba o polovicu, nie o dvojnásobok, pretože exponent vo vzťahu výkonu a hrúbky sa pri rezaní laserom pohybuje okolo 0.65. A konkrétne pri hrubom hliníku sa vodivosť plechu mení na chladič: dodatočný výkon sa šíri do strán do okolitého kovu a zväčšuje taveninu rýchlejšie, ako prehlbuje rez, a preto privádzanie energie do troskového rezu hrubého plechu zvyčajne trosku zahusťuje namiesto toho, aby ju čistí.
Pre všeobecný obraz kovov v rámci ocele, nehrdzavejúcej ocele a hliníka na každej úrovni výkonu, hrúbka, rýchlosť a referenčný výkon rezania vláknovým laserom obsahuje kompletné multimateriálové tabuľky, do ktorých sa tento hliníkový graf zasúva.
Prečo je pre hliník dôležitá pomoc s dusíkom
Pomocný plyn pri rezaní laserom vykonáva dve funkcie: vystrekuje roztavený kov z rezu a riadi chemické zloženie na rezanej ploche. Pri hliníku obe funkcie smerujú k dusíku.
✓ Vyhodenie pod tlakomRýchlo chladnúca tavenina hliníka musí opustiť škáru skôr, ako sa zmení na kašovitú. Dusík s tlakom 15 až 20 barov cez trysku s väčším priemerom zabezpečuje mechanický prúd vzduchu, ktorý vyčistí taveninu v jej krátkom kvapalnom okne. Toto je najväčšia páka proti troske.
✓ Inertná rezaná tvárKyslíkový asistenčný systém, štandardný pre uhlíkovú oceľ, reaguje s hliníkom za vzniku tvrdého oxidu hlinitého v reze a jeho okolí, čím zdrsňuje hranu a komplikuje akékoľvek neskoršie zváranie alebo eloxovanie. Dusík udržiava rezanú plochu lesklú, bez oxidov a pripravenú na zváranie priamo zo stola.
✓ Žiadna pomoc so spaľovaním aj tak nie je možnáKyslík si svoje miesto na uhlíkovej oceli zaslúži tým, že prispieva k rezu exotermickou energiou. Hliník neponúka žiadny takýto bonus v porovnaní s oxidovým trestom, takže výmena kyslíka je len nevýhodná.
✓ Stlačený vzduch ako stredná cenaVzduch pozostáva zhruba zo 78 percent z dusíka a moderné vysokotlakové vzduchové systémy režu tenké a stredné hliníkové časti prijateľne za zlomok ceny dusíka vo fľašiach. V dôsledku čiastočnej oxidácie očakávajte mierne sivý odtieň na okraji. Pre reklamné nápisy a všeobecnú výrobu vyhovuje; pre prípravu zvárania a eloxované diely zostaňte pri dusíku.
Praktická poznámka k nákladomSpotreba dusíka prudko stúpa s tlakom a veľkosťou trysky, čo je presne ten správny recept na hliník. Dielne, ktoré denne režú hliník, zvyčajne rýchlejšie odôvodňujú použitie generátora dusíka ako dielne, ktoré režú iba oceľ, a možnosť vzduchovej asistencie sa oplatí kvalifikovať na skutočných dieloch, než sa domnievať, že jedinou cestou je plyn vo fľašiach.
Bezpečnostná poznámka, ktorú by nikto nemal preskočiť: Hliníkový prach
Jemný hliníkový prášok je výbušný a laserové rezanie ho vytvára. Nebezpečenstvo nepredstavuje samotné rezanie, ale systém odsávania prachu: jemné hliníkové častice hromadiace sa vo filtroch vytvárajú palivovú záťaž a klasickým scenárom nehody je rezanie ocele, ktorej iskry pôsobia ako zdroj zapálenia, do odsávacieho systému, ktorý je už naplnený hliníkovým prachom.
Ochranné pravidlá sú jednoduché. Udržiavajte systém na odsávanie prachu čistý podľa plánu, nikdy nemiešajte oceľové iskry do filtrov s obsahom hliníka (oddeľte prácu alebo čistite medzi výmenami materiálu) a dodržiavajte pokyny výrobcu odsávania týkajúce sa mokrých odlučovačov alebo lapačov iskier v oblastiach s vysokým objemom hliníka. Každá dielňa, ktorá reza hliník vláknovým laserom vo výrobnom objeme, by to mala považovať za zavedený postup, nie za kmeňovú znalosť.
STYLECNC Vláknové lasery pre hliník
STYLECNC Stroje na rezanie vláknovým laserom sa dodávajú s konfiguráciou, ktorá spĺňa požiadavky na hliník: zdroje chránené pred spätným odrazom, určené pre reflexné kovy, okruhy s vysokotlakovým pomocným plynom pre prácu s dusíkom pod tlakom 15 až 20 barov a knižnice parametrov rezania s nastaveniami pre jednotlivé hliníkové zliatiny. najlepší stroj na rezanie kovov vláknovým laserom Táto rada pokrýva rozsah od 1.5 do 6 kW, kde sa nachádza väčšina hliníkových výrobkov, a laserová rezačka plechu Konfigurácia sa zameriava na prácu s tenkými a strednými plechmi, ktorá dominuje pri výrobe krytov, označení a panelov.
Pre dielne, ktoré sa zaoberajú hrubými plechmi, vysokovýkonný vláknový laserový rezací stroj na kov škáluje sa do triedy 12 kW, kde sa 20 mm hliníková výroba stáva realistickou. A pre realistický pohľad na základnú úroveň, 1000W Video o rezaní hliníka vláknovým laserom IPG s hrúbkou 3 mm presne ukazuje, ako vyzerá spodný riadok tabuľky hrúbky na skutočnom materiáli. Kontaktujte STYLECNC Spojte sa s vašimi zliatinami, rozsahom hrúbok a mesačným objemom, aby ste získali odporúčanie konfigurácie a plynového systému zodpovedajúceho práci s hliníkom.
Často kladené otázky
Dokáže vláknový laser rezať hliník bez toho, aby sa poškodil?
Áno, na akomkoľvek modernom stroji. Historický strach pramení z približne 90-percentnej odrazivosti hliníka na vlnovej dĺžke vlákna: počas prepichovania nerezaný povrch odráža energiu lúča späť do optiky a pôvodne nechránené zdroje by sa mohli poškodiť. Súčasné optické zdroje sa dodávajú s izoláciou spätného odrazu a senzormi, ktoré bezpečne reagujú na chyby, a preto je hliník teraz bežne vyrábaným materiálom. Pred kúpou si overte reflexnú kovovú charakteristiku zdroja a potom s istotou režte.
Prečo sa na mojich hliníkových laserových rezoch tvoria usadeniny?
Pretože hliníková tavenina chladne príliš rýchlo na to, aby unikla. Plech odvádza teplo približne päťkrát rýchlejšie ako oceľ, takže roztavený kov sa v reze zmení na kašovitý a zamrzne na spodnom okraji skôr, ako ho plyn vyvrhne. Poradie, ktoré funguje: zvýšiť tlak dusíka na 15 až 20 barov, namontovať väčšiu trysku, zaostriť hlbšie (negatívne) do materiálu a spomaliť podávanie o 10 až 15 percent. Pridajte výkon až po správnom vyhadzovaní; vyšší výkon pri zle vyvrhovanom reze len vytvorí viac trosky.
Akú hrúbku dokáže laser rezať hliník?
Podľa výkonovej triedy, z hľadiska produkcie: 1 kW zvládne 1 až 2 mm, 3 kW približne 4 až 6 mm, 6 kW zhruba 8 až 12 mm a 12 kW zvládne 12 až 20 mm s maximálnou deliacou hĺbkou blízko 30 mm. Nad približne 20 mm sa kvalita hrán znižuje bez ohľadu na výkon, pretože vodivosť hliníka rozptyľuje energiu lúča do strán do plechu rýchlejšie, ako prehlbuje rez. Pri objednávkach uveďte cenovú ponuku na základe výrobnej hrúbky, nie čísla deliacej hĺbky v brožúre.
Potrebujem dusík na laserové rezanie hliníka?
Pre čisté hrany pripravené na zváranie a eloxovanie áno: vysokotlakový dusík vytláča taveninu a udržiava rezanú plochu bez oxidov a kyslík aktívne poškodzuje hliník tvorbou tvrdého oxidu na hrane bez akéhokoľvek spaľovacieho účinku. Cenovo dostupnou alternatívou je vysokotlakový stlačený vzduch, ktorý obsahuje 78 percent dusíka a prijateľne reže tenký až stredne hrubý hliník s miernym sivým odtieňom na hranách. Pri výrobe reklamných nápisov a všeobecnej výroby sa môže používať vzduch; príprava zvárania a kozmetické práce by mali zostať na dusíku.
Môže a CO2 laserom rezaný hliník?
Zle a neodporúča sa to. Hliník odráža CO2 Vlnová dĺžka laseru 10.6 mikrónu je ešte silnejšia ako vlnová dĺžka vlákna, takže väzba je horšia, riziko spätného odrazu je vyššie a praktické okno hrúbky je tenké. Toto je jeden z hlavných dôvodov, prečo sa kovovýroba rozhodne presunula k vláknovým zdrojom: lúč s vlnovou dĺžkou 1064 nm absorbuje v hliníku niekoľkonásobne lepšie, čím sa mení na okrajový... CO2 spracovať na rutinný vláknový proces.
Prečo sa rôzne hliníkové zliatiny režu tak odlišne?
Chémia zliatin mení správanie taveniny. Čistý hliník série 1xxx sa reže ľahko, ale produkuje najťažšie trosky. Námorné triedy 5xxx sú obľúbené na čisté rezanie. Architektonické zliatiny série 6xxx vyžadujú disciplinovanú reguláciu rýchlosti, aby sa predišlo spáleniu, a plechy série 7xxx pre letecký a kozmický priemysel sú najcitlivejším radom zliatin na parametre a náchylnejším na praskanie. Variácie medzi jednotlivými dávkami pridávajú ďalšiu vrstvu aj v rámci jedného druhu. Funkčným riešením je knižnica parametrov pre každý rad zliatin a rýchly testovací rez vždy, keď sa objaví nový materiál.
Bottom Line
Hliník sa na vláknových laseroch krásne reže, keď nastavenie rešpektuje jeho 2 určujúce vlastnosti. Odrazivosť je riešená chránenými modernými zdrojmi a disciplinovaným prepichovaním. Vodivosť, koreň trosky a strop hrúbky, je riešená vstrekovaním: vysokotlakový dusík, správna tryska, negatívne zaostrenie a poctivá rýchlosť. Prispôsobte výkon stĺpcu hrúbky výroby, a nie údajom o oddelení, dodržujte parametre pre každú zliatinu a udržiavajte systém odsávania prachu čistý.
STYLECNC konfiguruje vláknové laserové rezacie stroje pre prácu s hliníkom od rezačiek plechov s výkonom 1 kW až po systémy plechov s výkonom 12 kW, s plynovými okruhmi a knižnicami parametrov podľa požiadaviek materiálu. Pošlite STYLECNC Skombinujte rozsah hrúbok a zliatin, aby ste získali odporúčanie založené na vyššie uvedených číslach.
