Новини

При прилагането на матрици, табели, хардуерни аксесоари, билбордове, автомобилни регистрационни номера и други продукти, традиционните процеси на корозия не само причиняват замърсяване на околната среда, но и ниска ефективност. Традиционните приложения на процеси като машинна обработка, метален скрап и охлаждащи течности също могат да причинят замърсяване на околната среда. Въпреки че ефективността е подобрена, точността не е висока и не могат да се изрязват остри ъгли. В сравнение с традиционните методи за дълбоко гравиране на метал, лазерното дълбоко гравиране на метал има предимствата на без замърсяване, висока прецизност и гъвкавост на материала, което може да отговори на изискванията на сложни процеси на гравиране.

Често срещани материали за дълбоко резбарство на метал включват въглеродна стомана, неръждаема стомана, алуминий, мед, благородни метали и др. Инженерите провеждат изследвания на параметрите на високоефективно дълбоко резбарство за различни метални материали.

Анализ на действителния случай:
Тестова платформа Carmanhaas 3D Galvo Head с обектив (F=163/210) извършва тест за дълбоко гравиране. Размерът на гравирането е 10 мм × 10 мм. Задайте началните параметри на гравирането, както е показано в Таблица 1. Променете параметрите на процеса, като например степен на разфокусиране, ширина на импулса, скорост, интервал на запълване и др., използвайте тестера за дълбоко гравиране, за да измерите дълбочината и да намерите параметрите на процеса с най-добър ефект на гравиране.

Таблица 1 Начални параметри на дълбоко резбарство

Чрез таблицата с параметрите на процеса можем да видим, че има много параметри, които влияят върху крайния ефект на дълбоко гравиране. Използваме метода на управляващите променливи, за да определим как всеки параметър на процеса влияе върху резултата, и сега ще ги обявим един по един.

01 Ефектът от разфокусирането върху дълбочината на резбата

Първо използвайте оптичния лазерен източник Raycus, мощност: 100 W, модел: RFL-100M, за да гравирате началните параметри. Извършете теста за гравиране върху различни метални повърхности. Повторете гравирането 100 пъти за 305 секунди. Променете разфокусирането и тествайте ефекта на разфокусирането върху ефекта на гравиране на различни материали.

Фигура 1 Сравнение на ефекта от разфокусирането върху дълбочината на резба на материала

Както е показано на Фигура 1, можем да получим следните данни за максималната дълбочина, съответстваща на различните степени на разфокусиране при използване на RFL-100M за дълбоко гравиране в различни метални материали. От горните данни се заключава, че дълбокото гравиране върху металната повърхност изисква известно разфокусиране, за да се получи най-добър ефект на гравиране. Разфокусирането за гравиране на алуминий и месинг е -3 мм, а разфокусирането за гравиране на неръждаема стомана и въглеродна стомана е -2 мм.

02 Влиянието на ширината на импулса върху дълбочината на резба 

Чрез горните експерименти е получена оптималната степен на разфокусиране на RFL-100M при дълбоко гравиране с различни материали. Използвайте оптималната степен на разфокусиране, променете ширината на импулса и съответната честота в началните параметри, а останалите параметри остават непроменени.

Това е така, защото всяка импулсна ширина на лазера RFL-100M има съответстваща основна честота. Когато честотата е по-ниска от съответната основна честота, изходната мощност е по-ниска от средната мощност, а когато честотата е по-висока от съответната основна честота, пиковата мощност ще намалее. Тестът за гравиране трябва да използва най-голямата импулсна ширина и максимален капацитет за тестване, така че тестовата честота е основната честота, а съответните тестови данни ще бъдат описани подробно в следващия тест.

Основната честота, съответстваща на всяка ширина на импулса, е: 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. Извършете теста за гравиране чрез горните импулси и честоти, резултатът от теста е показан на Фигура 2.Фигура 2 Сравнение на влиянието на ширината на импулса върху дълбочината на гравиране

От графиката може да се види, че когато RFL-100M гравира, с намаляването на ширината на импулса, дълбочината на гравиране намалява съответно. Дълбочината на гравиране на всеки материал е най-голяма при 240 ns. Това се дължи главно на намаляването на енергията на единичния импулс поради намаляването на ширината на импулса, което от своя страна намалява увреждането на повърхността на металния материал, което води до все по-малка дълбочина на гравиране.

03 Влияние на честотата върху дълбочината на гравиране

Чрез горните експерименти са получени най-добрите стойности за разфокусиране и ширина на импулса на RFL-100M при гравиране с различни материали. Използвайте най-добрите стойности за разфокусиране и ширина на импулса, за да запазите непроменени, променете честотата и тествайте ефекта на различните честоти върху дълбочината на гравиране. Резултатите от теста са показани на Фигура 3.

Фигура 3 Сравнение на влиянието на честотата върху дълбокото резбарство на материала

От графиката може да се види, че когато лазерът RFL-100M гравира различни материали, с увеличаване на честотата, дълбочината на гравиране на всеки материал намалява съответно. Когато честотата е 100 kHz, дълбочината на гравиране е най-голяма, а максималната дълбочина на гравиране за чист алуминий е 2,43 мм, 0,95 мм за месинг, 0,55 мм за неръждаема стомана и 0,36 мм за въглеродна стомана. Сред тях алуминият е най-чувствителен към промените в честотата. Когато честотата е 600 kHz, дълбоко гравиране не може да се извърши върху повърхността на алуминий. Въпреки че месингът, неръждаемата стомана и въглеродната стомана са по-малко засегнати от честотата, те също показват тенденция на намаляване на дълбочината на гравиране с увеличаване на честотата.

04 Влияние на скоростта върху дълбочината на гравиране

Фигура 4 Сравнение на влиянието на скоростта на резба върху дълбочината на резба

От графиката може да се види, че с увеличаване на скоростта на гравиране, дълбочината на гравиране намалява съответно. Когато скоростта на гравиране е 500 мм/с, дълбочината на гравиране на всеки материал е най-голяма. Дълбочините на гравиране на алуминий, мед, неръждаема стомана и въглеродна стомана са съответно: 3,4 мм, 3,24 мм, 1,69 мм, 1,31 мм.

05 Влиянието на разстоянието между запълванията върху дълбочината на гравиране

Фигура 5 Влиянието на плътността на запълване върху ефективността на гравиране

От диаграмата може да се види, че когато плътността на запълване е 0,01 мм, дълбочината на гравиране на алуминий, месинг, неръждаема стомана и въглеродна стомана е максимална, а дълбочината на гравиране намалява с увеличаване на разстоянието за запълване; разстоянието за запълване се увеличава от 0,01 мм. При 0,1 мм времето, необходимо за завършване на 100 гравирания, постепенно се съкращава. Когато разстоянието за запълване е по-голямо от 0,04 мм, диапазонът на времето за скъсяване се намалява значително.

В заключение

Чрез горните тестове можем да получим препоръчителните параметри на процеса за дълбоко резбарство на различни метални материали, използвайки RFL-100M: