Muottien, kylttien, laitteistotarvikkeiden, mainostaulujen, autojen rekisterikilpien ja muiden tuotteiden käytössä perinteiset korroosioprosessit aiheuttavat paitsi ympäristön saastumista, myös alhaisen tehokkuuden. Perinteiset prosessisovellukset, kuten koneistus, metalliromu ja jäähdytysnesteet, voivat myös aiheuttaa ympäristön saastumista. Vaikka tehokkuutta on parannettu, tarkkuus ei ole korkea eikä teräviä kulmia voida veistää. Verrattuna perinteisiin metallin syväveistomenetelmiin lasermetallin syväveistoksella on etuna saasteettomuus, korkea tarkkuus ja joustava veistosisältö, jotka voivat täyttää monimutkaisten veistoprosessien vaatimukset.
Yleisiä metallin syväveistomateriaaleja ovat hiiliteräs, ruostumaton teräs, alumiini, kupari, jalometallit jne. Insinöörit tekevät tehokasta syväveistoparametritutkimusta eri metallimateriaaleille.
Todellinen tapausanalyysi:
Testialusta Carmanhaas 3D Galvo Head with Lens (F=163/210) suorittaa syväveistotestin. Kaiverruksen koko on 10 mm × 10 mm. Aseta kaiverruksen alkuparametrit taulukon 1 mukaisesti. Muuta prosessiparametreja, kuten epätarkkuuden määrää, pulssin leveyttä, nopeutta, täyttöväliä jne., käytä syväveistostesteriä syvyyden mittaamiseen ja etsi prosessiparametrit, joilla on paras veistovaikutus.
Taulukko 1 Syväveiston lähtöparametrit
Prosessiparametritaulukon avulla voimme nähdä, että monet parametrit vaikuttavat lopulliseen syväkaiverrusvaikutukseen. Käytämme ohjausmuuttujamenetelmää selvittääksemme kunkin prosessiparametrin vaikutuksen lopputulokseen, ja nyt ilmoitamme ne yksi kerrallaan.
01 Epätarkkuuden vaikutus veistossyvyyteen
Käytä ensin Raycus-kuitulaserlähdettä, teho: 100 W, malli: RFL-100M, kaivertaaksesi alkuperäiset parametrit. Suorita kaiverrustesti eri metallipinnoille. Toista kaiverrus 100 kertaa 305 sekunnin ajan. Muuta epätarkkuutta ja testaa epätarkkuuden vaikutusta eri materiaalien kaiverrusvaikutukseen.
Kuva 1. Epätarkkuuden vaikutuksen vertailu materiaalin veistossyvyyteen.
Kuten kuvassa 1 on esitetty, voimme saada seuraavat tiedot RFL-100M-kaiverruksessa eri metallimateriaalien epätarkkuusmääriä vastaavasta maksimisyvyydestä. Yllä olevista tiedoista voidaan päätellä, että metallipinnan syväkaiverrus vaatii tietyn epätarkkuuden parhaan kaiverrusvaikutuksen saavuttamiseksi. Alumiinin ja messingin kaiverruksen epätarkkuus on -3 mm ja ruostumattoman teräksen ja hiiliteräksen kaiverruksen epätarkkuus on -2 mm.
02 Pulssinleveyden vaikutus veistossyvyyteen
Yllä olevien kokeiden avulla saatiin RFL-100M:n optimaalinen epätarkkuusmäärä syväkaiverruksessa eri materiaaleilla. Käyttämällä optimaalista epätarkkuusmäärää, muuttamalla pulssinleveyttä ja vastaavaa taajuutta alkuparametreissa muut parametrit pysyvät muuttumattomina.
Tämä johtuu pääasiassa siitä, että jokaisella RFL-100M-laserin pulssinleveydellä on vastaava perustaajuus. Kun taajuus on pienempi kuin vastaava perustaajuus, lähtöteho on pienempi kuin keskimääräinen teho, ja kun taajuus on suurempi kuin vastaava perustaajuus, huipputeho pienenee. Kaiverrustestissä on käytettävä suurinta pulssinleveyttä ja maksimikapasiteettia testausta varten, joten testitaajuus on perustaajuus, ja asiaankuuluvat testitiedot kuvataan yksityiskohtaisesti seuraavassa testissä.
Kunkin pulssinleveyden vastaava perustaajuus 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. Suorita kaiverrustesti yllä mainituilla pulsseilla ja taajuuksilla. Testitulos on esitetty kuvassa 2.Kuva 2 Pulssinleveyden vaikutuksen vertailu kaiverrussyvyyteen
Kaaviosta voidaan nähdä, että RFL-100M:n kaiverruksen aikana pulssinleveyden pienentyessä kaiverrussyvyys pienenee vastaavasti. Kunkin materiaalin kaiverrussyvyys on suurimmillaan 240 ns:ssa. Tämä johtuu pääasiassa yksittäisen pulssin energian vähenemisestä pulssinleveyden pienentymisen vuoksi, mikä puolestaan vähentää metallimateriaalin pinnan vaurioita, jolloin kaiverrussyvyydestä tulee yhä pienempi.
03 Taajuuden vaikutus kaiverrussyvyyteen
Yllä olevien kokeiden avulla saatiin RFL-100M:n paras epätarkkuuden määrä ja pulssinleveys kaiverrettaessa eri materiaaleilla. Käytä parasta epätarkkuuden määrää ja pulssinleveyttä pysyäksesi muuttumattomina, muuta taajuutta ja testaa eri taajuuksien vaikutusta kaiverrussyvyyteen. Testitulokset on esitetty kuvassa 3.
Kuva 3. Taajuuden vaikutuksen vertailu materiaalin syväveistokseen
Kaaviosta voidaan nähdä, että kun RFL-100M-laser kaivertaa erilaisia materiaaleja, taajuuden kasvaessa kunkin materiaalin kaiverrussyvyys pienenee vastaavasti. Kun taajuus on 100 kHz, kaiverrussyvyys on suurin, ja puhtaan alumiinin suurin kaiverrussyvyys on 2,43 mm, messingin 0,95 mm, ruostumattoman teräksen 0,55 mm ja hiiliteräksen 0,36 mm. Näistä alumiini on herkin taajuuden muutoksille. Kun taajuus on 600 kHz, alumiinin pinnalle ei voida tehdä syväkaiverrusta. Vaikka messinki, ruostumaton teräs ja hiiliteräs ovat vähemmän alttiita taajuudelle, niillä on myös taipumus pienentää kaiverrussyvyyttä taajuuden kasvaessa.
04 Nopeuden vaikutus kaiverrussyvyyteen
Kuva 4. Veistonopeuden vaikutuksen vertailu veistossyvyyteen
Kaaviosta voidaan nähdä, että kaiverrusnopeuden kasvaessa kaiverrussyvyys pienenee vastaavasti. Kun kaiverrusnopeus on 500 mm/s, kunkin materiaalin kaiverrussyvyys on suurin. Alumiinin, kuparin, ruostumattoman teräksen ja hiiliteräksen kaiverrussyvyydet ovat vastaavasti: 3,4 mm, 3,24 mm, 1,69 mm ja 1,31 mm.
05 Täyttövälin vaikutus kaiverrussyvyyteen
Kuva 5. Täyttötiheyden vaikutus kaiverrustehokkuuteen
Kaaviosta voidaan nähdä, että täyttötiheyden ollessa 0,01 mm alumiinin, messingin, ruostumattoman teräksen ja hiiliteräksen kaiverrussyvyydet ovat kaikki maksimissaan ja kaiverrussyvyys pienenee täyttövälin kasvaessa; täyttövälin kasvaessa 0,01 mm:stä 0,1 mm:iin 100 kaiverruksen tekemiseen tarvittava aika lyhenee vähitellen. Kun täyttöetäisyys on yli 0,04 mm, lyhenemisaika lyhenee merkittävästi.
Lopuksi
Yllä olevien testien avulla voimme saada suositellut prosessiparametrit erilaisten metallimateriaalien syväveistokselle RFL-100M:llä:
Julkaisun aika: 11.7.2022