ในฐานะที่เป็นกระบวนการหลักในการผลิตที่ทันสมัยเทคโนโลยีการตัดเลเซอร์ใช้ลําแสงเลเซอร์ความหนาแน่นพลังงานสูงเพื่อให้บรรลุการประมวลผลวัสดุที่มีประสิทธิภาพนับตั้งแต่การกําเนิดของเลเซอร์ในปี 1960 เทคโนโลยีนี้ได้พัฒนาอย่างต่อเนื่องและกลายเป็นโซลูชันที่ต้องการสําหรับการประมวลผลทั้งวัสดุโลหะและไม่ใช่โลหะต่อไปนี้จะวิเคราะห์เทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์อย่างครอบคลุมจากแง่มุมต่างๆเช่นหลักการทางเทคนิคข้อได้เปรียบหลักวัสดุที่ใช้งานได้สถานการณ์การใช้งานและแนวโน้มในอนาคต

 

หลักการหลัก: ผลการทํางานร่วมกันของผลความร้อนและการไหลของก๊าซ

ในการตัดด้วยเลเซอร์ลําแสงเลเซอร์กําลังสูงจะถูกสร้างขึ้นโดยเครื่องกําเนิดไฟฟ้าเลเซอร์แล้วโฟกัสโดยเลนส์โฟกัสลงในจุดเล็กมาก (โดยปกติมีเส้นผ่าศูนย์กลาง 0.1-0.3 มม.) สร้างความหนาแน่นของพลังงานสูงถึง 106-108 W / cm2เมื่อลําแสงทําหน้าที่บนพื้นผิวของวัสดุความร้อนทันทีทําให้วัสดุละลายระเหยหรือเผาไหม้อย่างรวดเร็วในขณะเดียวกันก๊าซแรงดันสูง (เช่นออกซิเจนหรือไนโตรเจน) โคแอกเซียลกับลําแสงพัดวัสดุหลอมเหลวไปสร้างตะเข็บตัดที่เรียบกระบวนการนี้สามารถแบ่งเป็นสี่โหมดตามคุณสมบัติของวัสดุ:

1.การตัดด้วยการระเหย: ใช้สําหรับวัสดุที่ไม่ใช่โลหะเช่นไม้และพลาสติก

2.การตัดหลอม: เหมาะสําหรับโลหะเช่นสแตนเลสและอลูมิเนียมอัลลอย

3.การตัดออกซิเดชัน: ปรับปรุงประสิทธิภาพการตัดเหล็กกล้าคาร์บอนผ่านการเผาไหม้ด้วยออกซิเจน

4.การแตกหักแบบควบคุม: ใช้สําหรับการแบ่งส่วนที่แม่นยําของวัสดุที่เปราะ

 

ข้อดีทางเทคนิค: การปฏิวัติวิธีการประมวลผลแบบดั้งเดิม

1.ความแม่นยําสูงและความเร็วสูง

ความแม่นยําในการวางตําแหน่งสามารถเข้าถึง 0.02 มม. และความกว้างของตะเข็บตัดเพียง 0.1-0.3 มม. ทําให้เหมาะสําหรับชิ้นส่วนที่มีความแม่นยําระดับไมครอนความเร็วในการตัดสามารถเข้าถึง 10 เมตร / นาทีเร็วกว่าการประมวลผลเชิงกลแบบดั้งเดิม 5-10 เท่า

2.การตัดที่มีคุณภาพสูงและผลกระทบต่อความร้อนต่ํา

การตัดไม่มีเสี้ยนและความหยาบของพื้นผิว Ra≤12.5μm ช่วยลดความจําเป็นในการประมวลผลรองความกว้างของเขตที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนน้อยกว่า 0.1 มม. หลีกเลี่ยงการเปลี่ยนรูปของวัสดุได้อย่างมีประสิทธิภาพ

3.การปรับตัวของวัสดุและความยืดหยุ่น

สามารถประมวลผลวัสดุได้มากกว่า 300 ชนิดรวมถึงเหล็กกล้าคาร์บอนโลหะผสมไทเทเนียมเซรามิคและวัสดุคอมโพสิตและรองรับการตัดกราฟิกที่ซับซ้อนโดยไม่จําเป็นต้องใช้แม่พิมพ์ที่กําหนดเอง

4.ระบบอัตโนมัติและพลังงาน - การประหยัดและการปกป้องสิ่งแวดล้อม

ระบบควบคุมเชิงตัวเลขซีเอ็นซีช่วยให้กระบวนการอัตโนมัติเต็มรูปแบบเพิ่มอัตราการใช้ประโยชน์จากวัสดุได้ 15-20% และลดการใช้พลังงานได้ 40% เมื่อเทียบกับการตัดพลาสม่า

 

วัสดุที่ใช้งานได้และการใช้งานในอุตสาหกรรม

การจําแนกประเภทวัสดุ:

- วัสดุโลหะ: เหล็กกล้าคาร์บอน (มีความหนาสูงสุด 30 มม.), สแตนเลส, ไทเทเนียมอัลลอย (เกรดการบินและอวกาศ), ฟอยล์ทองแดง (สําหรับอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์)

- วัสดุที่ไม่ใช่โลหะ: อะคริลิค (สําหรับป้ายโฆษณา), คาร์บอนไฟเบอร์ (สําหรับชิ้นส่วนยานยนต์), บอร์ด PCB (สําหรับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์)

 

พื้นที่ประยุกต์ใช้หลัก:

1.การผลิตรถยนต์: ชิ้นส่วนโลหะแผ่นตัวถังเซ็นเซอร์ถุงลมนิรภัย

2.การบินและอวกาศ: ใบมีดเครื่องยนต์โครงสร้างห้องโดยสารอัลลอยด์ไทเทเนียม

3.อิเล็กทรอนิกส์และเครื่องใช้ไฟฟ้า: กรอบกลางโทรศัพท์มือถือแผงวงจรพิมพ์ที่มีความยืดหยุ่น

4.อุปกรณ์ทางการแพทย์: การประมวลผลเครื่องมือผ่าตัดและรากเทียมกระดูกและกระดูกที่แม่นยํา

 

ประเภทอุปกรณ์และการทําซ้ําทางเทคโนโลยี

1.เครื่องตัดเลเซอร์ CO2: ด้วยความยาวคลื่น 10.6μm เหมาะสําหรับการตัดวัสดุที่ไม่ใช่โลหะและโลหะบาง

2.ไฟเบอร์เลเซอร์: ด้วยประสิทธิภาพการแปลงแสงไฟฟ้ามากกว่า 35% ทางเลือกแรกสําหรับการแปรรูปโลหะ

3.อุปกรณ์เลเซอร์อัลตราไวโอเลต: ด้วยความยาวคลื่น 355 นาโนเมตรใช้สําหรับการตัดเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์

 

แนวโน้มในอนาคต: การผลิตอัจฉริยะและสีเขียว

1.อัพเกรดพลังงาน: อุปกรณ์กําลังสูงพิเศษสูงกว่า 30 กิโลวัตต์สามารถทะลุผ่านการตัดแผ่นเหล็กหนา 100 มม.

2.บูรณาการ AI: อัลกอริทึมการเรียนรู้ของเครื่องช่วยเพิ่มประสิทธิภาพเส้นทางการตัดลดการใช้พลังงานลง 15%

3.การบูรณาการหลายกระบวนการ: อุปกรณ์ตัด - เชื่อม - เครื่องหมายแบบบูรณาการช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของสายการผลิต

4.การอัพเกรดการคุ้มครองสิ่งแวดล้อม: ระบบฟอกควันสามารถกรอง 99% ของอนุภาค

 

ในฐานะที่เป็นเทคโนโลยีพื้นฐานในยุคของอุตสาหกรรม 4.0 การตัดด้วยเลเซอร์จะยังคงผลักดันนวัตกรรมและความก้าวหน้าในสาขาต่างๆเช่นการผลิตที่แม่นยําและอุปกรณ์พลังงานใหม่ผู้ประกอบการที่นําเทคโนโลยีนี้มาใช้สามารถลดวงจรการพัฒนาผลิตภัณฑ์ได้ 50% และลดต้นทุนที่ครอบคลุมได้ 30% ทําให้เป็นทางเลือกเชิงกลยุทธ์ในการเพิ่มขีดความสามารถในการแข่งขัน