Vormide, siltide, riistvaratarvikute, reklaamtahvlite, autode numbrimärkide ja muude toodete kasutamisel põhjustavad traditsioonilised korrosiooniprotsessid mitte ainult keskkonnareostust, vaid ka madalat efektiivsust. Traditsioonilised protsessirakendused, nagu mehaaniline töötlemine, metallijäätmete ja jahutusvedelike töötlemine, võivad samuti põhjustada keskkonnareostust. Kuigi efektiivsust on parandatud, pole täpsus kõrge ja teravaid nurki ei saa nikerdada. Võrreldes traditsiooniliste metalli sügavnikerdusmeetoditega on lasermetalli sügavnikerdusel saastevaba, suure täpsusega ja paindliku nikerdusmaterjali eelised, mis suudavad täita keerukate nikerdusprotsesside nõudeid.
Metalli sügavnikerdamiseks kasutatavate tavaliste materjalide hulka kuuluvad süsinikteras, roostevaba teras, alumiinium, vask, väärismetallid jne. Insenerid viivad läbi erinevate metallmaterjalide ülitõhusa sügavnikerdamise parameetrite uuringuid.
Tegeliku juhtumi analüüs:
Katseplatvormi seadmed Carmanhaas 3D Galvo Head koos objektiiviga (F=163/210) teostavad sügavnikerduskatse. Graveeringu suurus on 10 mm × 10 mm. Määrake graveerimise algparameetrid vastavalt tabelile 1. Muutke protsessiparameetreid, nagu defokuseerimise hulk, impulsi laius, kiirus, täitmise intervall jne, kasutage sügavnikerdustestrit sügavuse mõõtmiseks ja leidke parima nikerdusefektiga protsessiparameetrid.
Tabel 1 Sügavnikerduse algparameetrid
Protsessiparameetrite tabelist näeme, et lõplikku sügava graveerimise efekti mõjutavad paljud parameetrid. Kasutame juhtmuutujate meetodit, et leida iga protsessiparameetri mõju efektile, ja nüüd avalikustame need ükshaaval.
01 Defokuseerimise mõju nikerdussügavusele
Esmalt kasutage Raycus kiudlaserallikat, võimsus: 100 W, mudel: RFL-100M, et graveerida algparameetrid. Tehke graveerimistest erinevatel metallpindadel. Korrake graveerimist 100 korda 305 sekundi jooksul. Muutke defokuseerimist ja testige defokuseerimise mõju erinevate materjalide graveerimisefektile.
Joonis 1. Defokuseerimise mõju võrdlus materjali nikerdussügavusele.
Nagu joonisel 1 näidatud, saame RFL-100M kasutamisel erinevate metallmaterjalide sügavgraveerimiseks erineva defokuseerimise ulatusest tuleneva maksimaalse sügavuse kohta järgmist. Ülaltoodud andmetest järeldub, et metallpinna sügavgraveerimine nõuab parima graveerimisefekti saavutamiseks teatud defokuseerimist. Alumiiniumi ja messingi graveerimisel on defokuseerimine -3 mm ning roostevaba terase ja süsinikterase graveerimisel on defokuseerimine -2 mm.
02 Impulsi laiuse mõju nikerdussügavusele
Ülaltoodud katsete abil saavutati RFL-100M optimaalne fookuse hägustamise määr erinevate materjalidega sügavgraveerimiseks. Optimaalse fookuse hägustamise määr, impulsi laiuse ja vastava sageduse muutmine algparameetrites, ülejäänud parameetrid jäävad samaks.
See on peamiselt tingitud asjaolust, et RFL-100M laseri igal impulsi laiusel on vastav põhisagedus. Kui sagedus on vastavast põhisagedusest madalam, on väljundvõimsus keskmisest võimsusest madalam ja kui sagedus on vastavast põhisagedusest kõrgem, väheneb tippvõimsus. Graveerimiskatse puhul tuleb testimiseks kasutada suurimat impulsi laiust ja maksimaalset võimsust, seega on testsagedus põhisagedus ja asjakohaseid testandmeid kirjeldatakse üksikasjalikult järgmises testis.
Igale impulsi laiusele vastav põhisagedus on: 240 ns, 10 kHz, 160 ns, 105 kHz, 130 ns, 119 kHz, 100 ns, 144 kHz, 58 ns, 179 kHz, 40 ns, 245 kHz, 20 ns, 490 kHz, 10 ns, 999 kHz. Tehke graveerimiskatse ülaltoodud impulsi ja sageduse abil, testi tulemused on näidatud joonisel 2.
Joonis 2. Impulsi laiuse mõju graveerimissügavusele võrdlus
Diagrammilt on näha, et RFL-100M graveerimisel väheneb impulsi laiuse vähenedes vastavalt ka graveerimissügavus. Iga materjali graveerimissügavus on suurim, 240 ns. See on peamiselt tingitud impulsi laiuse vähenemisest tingitud üksiku impulsi energia vähenemisest, mis omakorda vähendab metallmaterjali pinna kahjustusi, mille tulemuseks on graveerimissügavuse vähenemine.
03 Sageduse mõju graveerimissügavusele
Ülaltoodud katsete abil saavutati RFL-100M parim defokuseerimise määr ja impulsi laius erinevate materjalidega graveerimisel. Kasutage parimat defokuseerimise määr ja impulsi laiust, et need muutumatuna jääksid, muutke sagedust ja testige erinevate sageduste mõju graveerimissügavusele. Katse tulemused on näidatud joonisel 3.
Joonis 3. Sageduse mõju võrdlus materjali sügavnikerdamisele
Diagrammilt on näha, et kui RFL-100M laseriga graveeritakse erinevaid materjale, siis sageduse suurenedes väheneb vastavalt iga materjali graveerimissügavus. 100 kHz sagedusel on graveerimissügavus suurim ja puhta alumiiniumi maksimaalne graveerimissügavus on 2,43 mm, messingi puhul 0,95 mm, roostevaba terase puhul 0,55 mm ja süsinikterase puhul 0,36 mm. Nende hulgas on alumiinium sageduse muutuste suhtes kõige tundlikum. 600 kHz sagedusel ei saa alumiiniumi pinnale sügavgraveerimist teha. Kuigi messing, roostevaba teras ja süsinikteras on sagedusest vähem mõjutatud, näitavad nad ka graveerimissügavuse vähenemise trendi sageduse suurenedes.
04 Kiiruse mõju graveerimissügavusele
Joonis 4. Nikerdamiskiiruse mõju võrdlus nikerdamissügavusele
Diagrammilt on näha, et graveerimiskiiruse suurenedes väheneb vastavalt ka graveerimissügavus. Kui graveerimiskiirus on 500 mm/s, on iga materjali graveerimissügavus suurim. Alumiiniumi, vase, roostevaba terase ja süsinikterase graveerimissügavused on vastavalt: 3,4 mm, 3,24 mm, 1,69 mm ja 1,31 mm.
05 Täitevahe mõju graveerimissügavusele
Joonis 5. Täitetiheduse mõju graveerimise efektiivsusele
Diagrammilt on näha, et kui täitetihedus on 0,01 mm, on alumiiniumi, messingi, roostevaba terase ja süsinikterase graveerimissügavus maksimaalne ning graveerimissügavus väheneb täitevahe suurenedes; täitevahe suureneb 0,01 mm-st 0,1 mm juures ja 100 graveeringu tegemiseks kuluv aeg lüheneb järk-järgult. Kui täitevahe on suurem kui 0,04 mm, väheneb lühenemisaja vahemik oluliselt.
Kokkuvõtteks
Ülaltoodud testide abil saame RFL-100M abil erinevate metallmaterjalide sügavnikerdamiseks soovitatavad protsessiparameetrid:
Postituse aeg: 11. juuli 2022