Код примене калупа, знакова, хардверске додатне опреме, билборда, аутомобилских регистарских таблица и других производа, традиционални процеси корозије не само да ће изазвати загађење животне средине, већ и ниску ефикасност. Традиционалне примене процеса као што су машинска обрада, метални отпад и расхладна средства такође могу изазвати загађење животне средине. Иако је ефикасност побољшана, тачност није висока и оштри углови се не могу резбарити. У поређењу са традиционалним методама дубоког резбарења метала, ласерско дубоко резбарење метала има предности загађења, високе прецизности и флексибилног садржаја резбарења, што може да задовољи захтеве сложених процеса резбарења.
Уобичајени материјали за дубоко резбарење метала укључују угљенични челик, нерђајући челик, алуминијум, бакар, племените метале итд. Инжењери спроводе истраживање параметара високоефикасног дубоког резбарења за различите металне материјале.
Анализа стварног случаја:
Опрема за тестирање, Carmanhaas 3D Galvo глава са сочивом (F=163/210), спроводи тест дубоког резбарења. Величина гравирања је 10 мм × 10 мм. Подесите почетне параметре гравирања, као што је приказано у Табели 1. Промените параметре процеса као што су количина дефокусирања, ширина импулса, брзина, интервал пуњења итд., користите тестер дубоког резбарења за мерење дубине и пронађите параметре процеса са најбољим ефектом резбарења.
Табела 1 Почетни параметри дубоког резбарења
Кроз табелу параметара процеса можемо видети да постоји много параметара који утичу на коначни ефекат дубоког гравирања. Користимо метод контролних променљивих да бисмо пронашли утицај сваког параметра процеса на ефекат, а сада ћемо их објавити један по један.
01 Утицај дефокусирања на дубину резбарења
Прво користите Raycus влакнасти ласерски извор, снага: 100W, модел: RFL-100M за гравирање почетних параметара. Извршите тест гравирања на различитим металним површинама. Поновите гравирање 100 пута током 305 секунди. Промените дефокусирање и тестирајте ефекат дефокусирања на ефекат гравирања различитих материјала.
Слика 1 Поређење ефекта дефокусирања на дубину резања материјала
Као што је приказано на слици 1, можемо добити следеће податке о максималној дубини која одговара различитим степеном дефокусирања при коришћењу RFL-100M за дубоко гравирање у различитим металним материјалима. Из горе наведених података закључује се да дубоко гравирање на металној површини захтева одређено дефокусирање да би се постигао најбољи ефекат гравирања. Дефокусирање за гравирање алуминијума и месинга је -3 мм, а дефокусирање за гравирање нерђајућег челика и угљеничног челика је -2 мм.
02 Утицај ширине импулса на дубину резбарења
Кроз горе наведене експерименте, добијена је оптимална количина дефокусирања РФЛ-100М код дубоког гравирања са различитим материјалима. Користите оптималну количину дефокусирања, промените ширину импулса и одговарајућу фреквенцију у почетним параметрима, а остали параметри остају непромењени.
То је углавном зато што свака ширина импулса RFL-100M ласера има одговарајућу основну фреквенцију. Када је фреквенција нижа од одговарајуће основне фреквенције, излазна снага је нижа од просечне снаге, а када је фреквенција виша од одговарајуће основне фреквенције, вршна снага ће се смањити. Тест гравирања захтева највећу ширину импулса и максимални капацитет за тестирање, тако да је фреквенција тестирања основна фреквенција, а релевантни подаци тестирања биће детаљно описани у следећем тесту.
Основна фреквенција која одговара свакој ширини импулса је: 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. Спроведите тест гравирања кроз горе наведени импулс и фреквенцију, резултат теста је приказан на слици 2.
Слика 2 Поређење утицаја ширине импулса на дубину гравирања
Из графикона се може видети да када RFL-100M гравира, како се ширина импулса смањује, дубина гравирања се сходно томе смањује. Дубина гравирања сваког материјала је највећа на 240 ns. То је углавном због смањења енергије једног импулса услед смањења ширине импулса, што заузврат смањује оштећење површине металног материјала, што резултира све мањом и мањом дубином гравирања.
03 Утицај фреквенције на дубину гравирања
Кроз горе наведене експерименте, добијени су најбољи ниво дефокусирања и ширина импулса RFL-100M при гравирању са различитим материјалима. Користите најбољи ниво дефокусирања и ширину импулса да бисте остали непромењени, промените фреквенцију и тестирајте ефекат различитих фреквенција на дубину гравирања. Резултати теста су приказани на слици 3.
Слика 3 Поређење утицаја фреквенције на дубоко резбарење материјала
Из графикона се може видети да када RFL-100M ласер гравира различите материјале, како се фреквенција повећава, дубина гравирања сваког материјала се сходно томе смањује. Када је фреквенција 100 kHz, дубина гравирања је највећа, а максимална дубина гравирања чистог алуминијума је 2,43 mm, 0,95 mm за месинг, 0,55 mm за нерђајући челик и 0,36 mm за угљенични челик. Међу њима, алуминијум је најосетљивији на промене фреквенције. Када је фреквенција 600 kHz, дубоко гравирање се не може изводити на површини алуминијума. Иако су месинг, нерђајући челик и угљенични челик мање погођени фреквенцијом, они такође показују тренд смањења дубине гравирања са повећањем фреквенције.
04 Утицај брзине на дубину гравирања
Слика 4 Поређење утицаја брзине резбарења на дубину резбарења
Из графикона се види да се са повећањем брзине гравирања дубина гравирања сходно томе смањује. Када је брзина гравирања 500 мм/с, дубина гравирања сваког материјала је највећа. Дубине гравирања алуминијума, бакра, нерђајућег челика и угљеничног челика су, респективно: 3,4 мм, 3,24 мм, 1,69 мм, 1,31 мм.
05 Утицај размака пуњења на дубину гравирања
Слика 5 Утицај густине пуњења на ефикасност гравирања
Из графикона се види да када је густина пуњења 0,01 мм, дубине гравирања алуминијума, месинга, нерђајућег челика и угљеничног челика су максималне, а дубина гравирања се смањује са повећањем размака пуњења; размак пуњења се повећава од 0,01 мм. У процесу од 0,1 мм, време потребно за завршетак 100 гравура се постепено скраћује. Када је размак пуњења већи од 0,04 мм, временски опсег скраћивања се значајно смањује.
Закључно
Кроз горе наведене тестове можемо добити препоручене процесне параметре за дубоко резбарење различитих металних материјала користећи RFL-100M:
Време објаве: 11. јул 2022.