חֲדָשׁוֹת

ביישום של תבניות, שלטים, אביזרי חומרה, שלטי חוצות, לוחיות רישוי לרכב ומוצרים אחרים, תהליכי קורוזיה מסורתיים לא רק יגרמו לזיהום סביבתי, אלא גם ליעילות נמוכה. יישומי תהליכים מסורתיים כגון עיבוד שבבי, גרוטאות מתכת ונוזלי קירור יכולים גם הם לגרום לזיהום סביבתי. למרות שהיעילות שופרה, הדיוק אינו גבוה, ולא ניתן לגלף זוויות חדות. בהשוואה לשיטות גילוף עמוקות במתכת מסורתיות, לגילוף עמוק במתכת בלייזר יש את היתרונות של תכולת גילוף נטולת זיהום, דיוק גבוה ותכולת גילוף גמישה, שיכולה לעמוד בדרישות של תהליכי גילוף מורכבים.

חומרים נפוצים לגילוף עמוק במתכת כוללים פלדת פחמן, נירוסטה, אלומיניום, נחושת, מתכות יקרות וכו'. מהנדסים עורכים מחקר פרמטרים של גילוף עמוק ביעילות גבוהה לחומרי מתכת שונים.

ניתוח מקרה בפועל:
ציוד פלטפורמת בדיקה Carmanhaas 3D Galvo Head with Lens（F=163/210）בצע בדיקת גילוף עמוק. גודל חריטה 10 מ"מ×10 מ"מ. הגדר את הפרמטרים ההתחלתיים של חריטה, כפי שמוצג בטבלה 1. שנה את פרמטרי התהליך כגון כמות דה-פוקוס, רוחב פעימה, מהירות, מרווח מילוי וכו', השתמש בבודק הגילוף העמוק כדי למדוד את העומק, ומצא את פרמטרי התהליך עם אפקט הגילוף הטוב ביותר.

טבלה 1 פרמטרים ראשוניים של גילוף עמוק

דרך טבלת פרמטרי התהליך, אנו יכולים לראות שישנם פרמטרים רבים המשפיעים על אפקט החריטה העמוקה הסופית. אנו משתמשים בשיטת משתנה הבקרה כדי למצוא את התהליך של השפעת כל פרמטר תהליך על האפקט, וכעת נכריז עליהם אחד אחד.

01 השפעת דה-פוקוס על עומק הגילוף

השתמש תחילה במקור לייזר סיבי Raycus, הספק:100W, דגם: RFL-100M כדי לחרוט את הפרמטרים הראשוניים. בצע את בדיקת החריטה על משטחי מתכת שונים. חזור על החריטה 100 פעמים במשך 305 שניות. שנה את הדה-פוקוס ובדוק את השפעת ה-defocus על אפקט החריטה של ​​חומרים שונים.

איור 1 השוואה של השפעת דה-פוקוס על עומק גילוף החומר

כפי שמוצג באיור 1, אנו יכולים לקבל את הדברים הבאים לגבי העומק המרבי המתאים לכמויות ביטול מיקוד שונות בעת שימוש ב- RFL-100M לחריטה עמוקה בחומרי מתכת שונים. מהנתונים לעיל, המסקנה היא שגילוף עמוק על פני המתכת דורש דה-פוקוס מסוים כדי לקבל את אפקט החריטה הטוב ביותר. הדיפוקוס לחריטת אלומיניום ופליז הוא -3 מ"מ, והדיפוק לחריטת נירוסטה ופלדת פחמן -2 מ"מ.

02 השפעת רוחב הדופק על עומק הגילוף 

באמצעות הניסויים הנ"ל, מתקבלת כמות הדפוקוס האופטימלית של RFL-100M בחריטה עמוקה עם חומרים שונים. השתמש בכמות ביטול המיקוד האופטימלית, שנה את רוחב הדופק והתדר התואם בפרמטרים ההתחלתיים, ופרמטרים אחרים נשארים ללא שינוי.

זה בעיקר בגלל שלכל רוחב פולס של הלייזר RFL-100M יש תדר יסוד תואם. כאשר התדר נמוך מהתדר הבסיסי המתאים, הספק המוצא נמוך מההספק הממוצע, וכאשר התדר גבוה מהתדר הבסיסי המקביל, הספק השיא יקטן. בדיקת החריטה צריכה להשתמש ברוחב הפולסים הגדולים ביותר ובקיבולת המקסימלית לבדיקה, ולכן תדירות הבדיקה היא התדר הבסיסי, ונתוני הבדיקה הרלוונטיים יתוארו בפירוט בבדיקה הבאה.

התדר הבסיסי המתאים לכל רוחב פולס הוא: 240 ns，10 kHz、160 ns，105 kHz、130 ns，119 kHz、100 ns，144 kHz、58 ns，4kHz、4kHz、4kHz 490 kHz、10 ns，999 kHz。בצע את בדיקת החריטה באמצעות הדופק והתדר לעיל, תוצאת הבדיקה מוצגת באיור 2איור 2 השוואה של השפעת רוחב הדופק על עומק החריטה

ניתן לראות מהתרשים שכאשר RFL-100M חורט, ככל שרוחב הפולסים יורד, עומק החריטה יורד בהתאם. עומק החריטה של ​​כל חומר הוא הגדול ביותר ב-240 ns. הדבר נובע בעיקר מירידה באנרגיית הפולס הבודד עקב הקטנת רוחב הפולס, אשר בתורה מפחיתה את הנזק לפני השטח של חומר המתכת, וכתוצאה מכך עומק החריטה הולך וקטן.

03 השפעת התדר על עומק החריטה

באמצעות הניסויים הנ"ל, מתקבלים כמות ביטול המיקוד ורוחב הדופק הטובים ביותר של RFL-100M בעת חריטה עם חומרים שונים. השתמש בכמות ביטול המיקוד וברוחב הדופק הטובים ביותר כדי להישאר ללא שינוי, שנה את התדר ובדוק את ההשפעה של תדרים שונים על עומק החריטה. תוצאות הבדיקה כפי שמוצג באיור 3.

איור 3 השוואה של השפעת התדר על גילוף חומר עמוק

ניתן לראות מהטבלה שכאשר הלייזר RFL-100M חורט חומרים שונים, ככל שהתדירות עולה, עומק החריטה של ​​כל חומר יורד בהתאם. כאשר התדר הוא 100 קילו-הרץ, עומק החריטה הוא הגדול ביותר, ועומק החריטה המרבי של אלומיניום טהור הוא 2.43. מ"מ, 0.95 מ"מ לפליז, 0.55 מ"מ לנירוסטה ו-0.36 מ"מ לפלדת פחמן. ביניהם, האלומיניום הוא הרגיש ביותר לשינויים בתדר. כאשר התדר הוא 600 קילו-הרץ, לא ניתן לבצע חריטה עמוקה על פני אלומיניום. בעוד פליז, נירוסטה ופלדת פחמן מושפעות פחות מהתדירות, הם גם מראים מגמה של ירידה בעומק החריטה בתדירות הולכת וגוברת.

04 השפעת המהירות על עומק החריטה

איור 4 השוואה של השפעת מהירות הגילוף על עומק הגילוף

ניתן לראות מהתרשים שככל שמהירות החריטה עולה, עומק החריטה יורד בהתאם. כאשר מהירות החריטה היא 500 מ"מ/שניה, עומק החריטה של ​​כל חומר הוא הגדול ביותר. עומקי החריטה של ​​אלומיניום, נחושת, נירוסטה ופלדת פחמן הם בהתאמה: 3.4 מ"מ, 3.24 מ"מ, 1.69 מ"מ, 1.31 מ"מ.

05 השפעת מרווח המילוי על עומק החריטה

איור 5 השפעת צפיפות המילוי על יעילות החריטה

ניתן לראות מהתרשים שכאשר צפיפות המילוי היא 0.01 מ"מ, עומקי החריטה של ​​אלומיניום, פליז, נירוסטה ופלדת פחמן הם כולם מקסימליים, ועומק החריטה יורד ככל שפער המילוי גדל; מרווח המילוי גדל מ-0.01 מ"מ בתהליך של 0.1 מ"מ, הזמן הנדרש להשלמת 100 חריטות מתקצר בהדרגה. כאשר מרחק המילוי גדול מ-0.04 מ"מ, טווח זמן הקיצור מצטמצם באופן משמעותי.

לסיכום

באמצעות הבדיקות לעיל, נוכל לקבל את פרמטרי התהליך המומלצים עבור גילוף עמוק של חומרי מתכת שונים באמצעות RFL-100M: