Podczas stosowania form, znaków, akcesoriów sprzętowych, billboardów, tablic rejestracyjnych samochodów i innych produktów, tradycyjne procesy korozji nie tylko spowodują zanieczyszczenie środowiska, ale także niską wydajność. Tradycyjne zastosowania procesowe, takie jak obróbka skrawaniem, złom metalowy i chłodziwa, mogą również powodować zanieczyszczenie środowiska. Chociaż wydajność została poprawiona, dokładność nie jest wysoka i nie można rzeźbić ostrych kątów. W porównaniu z tradycyjnymi metodami głębokiego rzeźbienia w metalu, laserowe głębokie rzeźbienie w metalu ma zalety wolnej od zanieczyszczeń, wysokiej precyzji i elastycznej zawartości rzeźbienia, która może spełnić wymagania złożonych procesów rzeźbienia.
Typowe materiały do głębokiego rzeźbienia w metalu obejmują stal węglową, stal nierdzewną, aluminium, miedź, metale szlachetne itp. Inżynierowie przeprowadzają wysokowydajne badania parametrów głębokiego rzeźbienia dla różnych materiałów metalowych.
Rzeczywista analiza przypadku:
Sprzęt platformy testowej Głowica Carmanhaas 3D Galvo z obiektywem (F=163/210) przeprowadza test głębokiego rzeźbienia. Wymiary graweru to 10 mm×10 mm. Ustaw początkowe parametry grawerowania, jak pokazano w Tabeli 1. Zmień parametry procesu, takie jak stopień rozogniskowania, szerokość impulsu, prędkość, odstęp napełniania itp., użyj testera głębokiego rzeźbienia, aby zmierzyć głębokość i znaleźć parametry procesu z najlepszym efektem rzeźbienia.
Tabela 1 Początkowe parametry głębokiego rzeźbienia
Dzięki tabeli parametrów procesu widzimy, że istnieje wiele parametrów, które mają wpływ na końcowy efekt głębokiego grawerowania. Używamy metody zmiennej kontrolnej, aby znaleźć proces wpływu każdego parametru procesu na efekt, a teraz ogłosimy je jeden po drugim.
01 Wpływ rozogniskowania na głębokość rzeźbienia
Najpierw użyj źródła lasera światłowodowego Raycus, moc: 100W, model: RFL-100M, aby wygrawerować początkowe parametry. Przeprowadź test grawerowania na różnych powierzchniach metalowych. Powtórz grawerowanie 100 razy przez 305 s. Zmień rozmycie i przetestuj wpływ rozogniskowania na efekt grawerowania różnych materiałów.
Rysunek 1 Porównanie wpływu rozogniskowania na głębokość rzeźbienia materiału
Jak pokazano na rysunku 1, możemy uzyskać następujące informacje na temat maksymalnej głębokości odpowiadającej różnym stopniom rozogniskowania podczas używania RFL-100M do głębokiego grawerowania w różnych materiałach metalowych. Z powyższych danych wynika, że głębokie rzeźbienie na powierzchni metalu wymaga pewnego rozogniskowania, aby uzyskać najlepszy efekt grawerowania. Rozogniskowanie w przypadku grawerowania aluminium i mosiądzu wynosi -3 mm, a rozogniskowanie w przypadku grawerowania stali nierdzewnej i stali węglowej wynosi -2 mm.
02 Wpływ szerokości impulsu na głębokość rzeźbienia
Dzięki powyższym eksperymentom uzyskano optymalną wielkość rozogniskowania RFL-100M przy głębokim grawerowaniu w różnych materiałach. Użyj optymalnej wielkości rozogniskowania, zmień szerokość impulsu i odpowiednią częstotliwość w parametrach początkowych, a pozostałe parametry pozostaną niezmienione.
Dzieje się tak głównie dlatego, że każda szerokość impulsu lasera RFL-100M ma odpowiadającą częstotliwość podstawową. Gdy częstotliwość jest niższa niż odpowiadająca jej częstotliwość podstawowa, moc wyjściowa jest niższa niż moc średnia, a gdy częstotliwość jest wyższa niż odpowiednia częstotliwość podstawowa, moc szczytowa będzie się zmniejszać. Test grawerowania musi wykorzystywać największą szerokość impulsu i maksymalną pojemność do testowania, więc częstotliwość testowa jest częstotliwością podstawową, a odpowiednie dane testowe zostaną szczegółowo opisane w poniższym teście.
Częstotliwość podstawowa odpowiadająca każdej szerokości impulsu wynosi: 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。Przeprowadź test grawerowania poprzez powyższy impuls i częstotliwość, wynik testu pokazano na rysunku 2
Rysunek 2 Porównanie wpływu szerokości impulsu na głębokość grawerowania
Z wykresu widać, że podczas grawerowania RFL-100M wraz ze spadkiem szerokości impulsu zmniejsza się odpowiednio głębokość grawerowania. Głębokość grawerowania każdego materiału jest największa i wynosi 240 ns. Dzieje się tak głównie na skutek zmniejszenia energii pojedynczego impulsu w wyniku zmniejszenia szerokości impulsu, co z kolei zmniejsza uszkodzenia powierzchni materiału metalicznego, w wyniku czego głębokość grawerowania staje się coraz mniejsza.
03 Wpływ częstotliwości na głębokość grawerowania
Dzięki powyższym eksperymentom uzyskano najlepszą wielkość rozogniskowania i szerokość impulsu RFL-100M podczas grawerowania w różnych materiałach. Użyj najlepszej wartości rozogniskowania i szerokości impulsu, aby pozostać niezmienione, zmień częstotliwość i przetestuj wpływ różnych częstotliwości na głębokość grawerowania. Wyniki testu Jak pokazano na rysunku 3.
Rysunek 3 Porównanie wpływu częstotliwości na głębokie rzeźbienie materiału
Z wykresu widać, że gdy laser RFL-100M graweruje różne materiały, wraz ze wzrostem częstotliwości głębokość grawerowania każdego materiału odpowiednio maleje. Przy częstotliwości 100 kHz głębokość grawerowania jest największa, a maksymalna głębokość grawerowania czystego aluminium wynosi 2,43. mm, 0,95 mm dla mosiądzu, 0,55 mm dla stali nierdzewnej i 0,36 mm dla stali węglowej. Wśród nich aluminium jest najbardziej wrażliwe na zmiany częstotliwości. Gdy częstotliwość wynosi 600 kHz, nie można wykonać głębokiego grawerowania na powierzchni aluminium. Chociaż częstotliwość w mniejszym stopniu wpływa na mosiądz, stal nierdzewną i stal węglową, wraz ze wzrostem częstotliwości wykazują one również tendencję do zmniejszania się głębokości grawerowania.
04 Wpływ prędkości na głębokość grawerowania
Rysunek 4 Porównanie wpływu prędkości rzeźbienia na głębokość rzeźbienia
Z wykresu widać, że wraz ze wzrostem prędkości grawerowania głębokość grawerowania odpowiednio maleje. Gdy prędkość grawerowania wynosi 500 mm/s, głębokość grawerowania każdego materiału jest największa. Głębokości grawerowania aluminium, miedzi, stali nierdzewnej i stali węglowej wynoszą odpowiednio: 3,4 mm, 3,24 mm, 1,69 mm, 1,31 mm.
05 Wpływ rozstawu wypełnień na głębokość grawerowania
Rysunek 5 Wpływ gęstości wypełnienia na efektywność grawerowania
Z wykresu widać, że gdy gęstość wypełnienia wynosi 0,01 mm, głębokość grawerowania aluminium, mosiądzu, stali nierdzewnej i stali węglowej jest maksymalna, a głębokość grawerowania maleje wraz ze wzrostem szczeliny wypełniającej; zwiększa się rozstaw wypełnień od 0,01 mm. W procesie o 0,1 mm czas potrzebny na wykonanie 100 grawerów ulega stopniowemu skróceniu. Gdy odległość wypełnienia jest większa niż 0,04 mm, zakres czasu skracania ulega znacznemu skróceniu.
Podsumowując
Dzięki powyższym testom możemy uzyskać zalecane parametry procesu głębokiego rzeźbienia różnych materiałów metalowych przy użyciu RFL-100M:
Czas publikacji: 11 lipca 2022 r