ข่าว

ในการใช้งานแม่พิมพ์ ป้าย อุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ ป้ายโฆษณา ป้ายทะเบียนรถยนต์ และผลิตภัณฑ์อื่นๆ กระบวนการกัดกร่อนแบบดั้งเดิมไม่เพียงแต่ก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมเท่านั้น แต่ยังมีประสิทธิภาพต่ำอีกด้วย การใช้งานตามกระบวนการแบบเดิมๆ เช่น การตัดเฉือน เศษโลหะ และสารหล่อเย็น ก็สามารถก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมได้เช่นกัน แม้ว่าประสิทธิภาพจะได้รับการปรับปรุง แต่ความแม่นยำก็ไม่สูงและไม่สามารถแกะสลักมุมที่คมชัดได้ เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการแกะสลักโลหะแบบลึก การแกะสลักด้วยโลหะด้วยเลเซอร์มีข้อดีคือไม่มีมลภาวะ มีความแม่นยำสูง และมีความยืดหยุ่นในการแกะสลัก ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการของกระบวนการแกะสลักที่ซับซ้อนได้

วัสดุทั่วไปสำหรับการแกะสลักโลหะแบบลึก ได้แก่ เหล็กกล้าคาร์บอน สแตนเลส อลูมิเนียม ทองแดง โลหะมีค่า ฯลฯ วิศวกรดำเนินการวิจัยพารามิเตอร์การแกะสลักแบบลึกที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับวัสดุโลหะต่างๆ

การวิเคราะห์กรณีจริง:
อุปกรณ์ทดสอบแพลตฟอร์ม Carmanhaas 3D Galvo Head พร้อมเลนส์ (F=163/210) ดำเนินการทดสอบการแกะสลักลึก ขนาดแกะสลัก 10 มม.×10 มม. ตั้งค่าพารามิเตอร์เริ่มต้นของการแกะสลัก ดังแสดงในตารางที่ 1 เปลี่ยนพารามิเตอร์กระบวนการ เช่น จำนวนการพร่ามัว ความกว้างของพัลส์ ความเร็ว ช่วงการเติม ฯลฯ ใช้เครื่องทดสอบการแกะสลักลึกเพื่อวัดความลึก และค้นหาพารามิเตอร์กระบวนการ ด้วยเอฟเฟกต์การแกะสลักที่ดีที่สุด

ตารางที่ 1 พารามิเตอร์เริ่มต้นของการแกะสลักแบบลึก

จากตารางพารามิเตอร์กระบวนการ เราจะเห็นได้ว่ามีพารามิเตอร์มากมายที่ส่งผลต่อเอฟเฟกต์การแกะสลักลึกขั้นสุดท้าย เราใช้เมธอดตัวแปรควบคุมเพื่อค้นหากระบวนการของผลกระทบของพารามิเตอร์กระบวนการแต่ละตัวต่อเอฟเฟกต์ และตอนนี้เราจะประกาศทีละรายการ

01 ผลของการพร่ามัวต่อความลึกของการแกะสลัก

ขั้นแรกให้ใช้แหล่งเลเซอร์ไฟเบอร์ Raycus, กำลัง: 100W, รุ่น: RFL-100M เพื่อแกะสลักพารามิเตอร์เริ่มต้น ทำการทดสอบการแกะสลักบนพื้นผิวโลหะต่างๆ ทำซ้ำการแกะสลัก 100 ครั้งเป็นเวลา 305 วินาที เปลี่ยนการพร่ามัวและทดสอบผลกระทบของการพร่ามัวต่อเอฟเฟกต์การแกะสลักของวัสดุต่างๆ

รูปที่ 1 การเปรียบเทียบผลของการพร่ามัวต่อความลึกของการแกะสลักวัสดุ

ดังที่แสดงในรูปที่ 1 เราจะได้ความลึกสูงสุดต่อไปนี้ซึ่งสอดคล้องกับปริมาณการพร่ามัวที่แตกต่างกัน เมื่อใช้ RFL-100M สำหรับการแกะสลักแบบลึกในวัสดุโลหะต่างๆ จากข้อมูลข้างต้น สรุปได้ว่าการแกะสลักแบบลึกบนพื้นผิวโลหะจำเป็นต้องมีการเบี่ยงเบนโฟกัสเพื่อให้ได้ผลลัพธ์การแกะสลักที่ดีที่สุด ความพร่ามัวสำหรับการแกะสลักอะลูมิเนียมและทองเหลืองคือ -3 มม. และความพร่ามัวสำหรับการแกะสลักสแตนเลสและเหล็กคาร์บอนคือ -2 มม.

02 ผลกระทบของความกว้างพัลส์ต่อความลึกของการแกะสลัก 

จากการทดลองข้างต้น จะได้ปริมาณการพร่ามัวที่เหมาะสมที่สุดของ RFL-100M ในการแกะสลักแบบลึกด้วยวัสดุที่แตกต่างกัน ใช้ปริมาณการพร่ามัวที่เหมาะสมที่สุด เปลี่ยนความกว้างพัลส์และความถี่ที่สอดคล้องกันในพารามิเตอร์เริ่มต้น และพารามิเตอร์อื่นๆ ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง

สาเหตุหลักมาจากความกว้างพัลส์แต่ละอันของเลเซอร์ RFL-100M มีความถี่พื้นฐานที่สอดคล้องกัน เมื่อความถี่ต่ำกว่าความถี่พื้นฐานที่สอดคล้องกัน กำลังไฟฟ้าขาออกจะต่ำกว่ากำลังเฉลี่ย และเมื่อความถี่สูงกว่าความถี่พื้นฐานที่สอดคล้องกัน กำลังไฟฟ้าสูงสุดจะลดลง การทดสอบการแกะสลักต้องใช้ความกว้างพัลส์ที่ใหญ่ที่สุดและความจุสูงสุดสำหรับการทดสอบ ดังนั้นความถี่ในการทดสอบจึงเป็นความถี่พื้นฐาน และข้อมูลการทดสอบที่เกี่ยวข้องจะอธิบายรายละเอียดในการทดสอบต่อไปนี้

ความถี่พื้นฐานที่สอดคล้องกับความกว้างพัลส์แต่ละอันคือ：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。ดำเนินการทดสอบการแกะสลักผ่านพัลส์และความถี่ข้างต้น ผลการทดสอบจะแสดงในรูปที่ 2รูปที่ 2 การเปรียบเทียบผลกระทบของความกว้างพัลส์ต่อความลึกของการแกะสลัก

จากแผนภูมิจะเห็นได้ว่าเมื่อมีการแกะสลัก RFL-100M เมื่อความกว้างของพัลส์ลดลง ความลึกของการแกะสลักจะลดลงตามไปด้วย ความลึกของการแกะสลักของวัสดุแต่ละชิ้นจะใหญ่ที่สุดที่ 240 ns สาเหตุหลักมาจากการลดลงของพลังงานพัลส์เดี่ยวเนื่องจากความกว้างพัลส์ลดลง ซึ่งจะช่วยลดความเสียหายต่อพื้นผิวของวัสดุโลหะ ส่งผลให้ความลึกของการแกะสลักมีขนาดเล็กลงเรื่อยๆ

03 อิทธิพลของความถี่ต่อความลึกของการแกะสลัก

จากการทดลองข้างต้น จะได้ปริมาณการพร่ามัวและความกว้างพัลส์ที่ดีที่สุดของ RFL-100M เมื่อทำการแกะสลักด้วยวัสดุที่แตกต่างกัน ใช้ปริมาณการพร่ามัวและความกว้างพัลส์ที่ดีที่สุดเพื่อให้ไม่เปลี่ยนแปลง เปลี่ยนความถี่ และทดสอบผลกระทบของความถี่ที่แตกต่างกันต่อความลึกของการแกะสลัก ผลการทดสอบ ดังแสดงในรูปที่ 3

รูปที่ 3 การเปรียบเทียบอิทธิพลของความถี่ต่อการแกะสลักลึกของวัสดุ

จากแผนภูมิจะเห็นได้ว่าเมื่อเลเซอร์ RFL-100M ทำการแกะสลักวัสดุต่างๆ เมื่อความถี่เพิ่มขึ้น ความลึกของการแกะสลักของแต่ละวัสดุจะลดลงตามไปด้วย เมื่อความถี่คือ 100 kHz ความลึกของการแกะสลักจะใหญ่ที่สุด และความลึกของการแกะสลักสูงสุดของอะลูมิเนียมบริสุทธิ์คือ 2.43 มม. 0.95 มม. สำหรับทองเหลือง 0.55 มม. สำหรับสแตนเลส และ 0.36 มม. สำหรับเหล็กกล้าคาร์บอน ในหมู่พวกเขาอลูมิเนียมมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงความถี่มากที่สุด เมื่อความถี่เป็น 600 kHz จะไม่สามารถทำการแกะสลักแบบลึกบนพื้นผิวอะลูมิเนียมได้ แม้ว่าทองเหลือง สเตนเลส และเหล็กกล้าคาร์บอนจะได้รับผลกระทบจากความถี่น้อยกว่า แต่ก็ยังแสดงแนวโน้มความลึกของการแกะสลักที่ลดลงตามความถี่ที่เพิ่มขึ้น

04 อิทธิพลของความเร็วต่อความลึกของการแกะสลัก

รูปที่ 4 การเปรียบเทียบผลกระทบของความเร็วการแกะสลักต่อความลึกของการแกะสลัก

จากแผนภูมิจะเห็นได้ว่าเมื่อความเร็วในการแกะสลักเพิ่มขึ้น ความลึกของการแกะสลักจะลดลงตามไปด้วย เมื่อความเร็วการแกะสลักคือ 500 มม./วินาที ความลึกของการแกะสลักของแต่ละวัสดุจะใหญ่ที่สุด ความลึกในการแกะสลักของอะลูมิเนียม ทองแดง สแตนเลส และเหล็กคาร์บอนตามลำดับ: 3.4 มม., 3.24 มม., 1.69 มม., 1.31 มม.

05 ผลของการเติมระยะห่างต่อความลึกของการแกะสลัก

รูปที่ 5 ผลกระทบของความหนาแน่นในการเติมต่อประสิทธิภาพการแกะสลัก

จากแผนภูมิจะเห็นได้ว่าเมื่อความหนาแน่นของการเติมอยู่ที่ 0.01 มม. ความลึกของการแกะสลักของอลูมิเนียม ทองเหลือง สแตนเลส และเหล็กกล้าคาร์บอนจะสูงสุดทั้งหมด และความลึกของการแกะสลักจะลดลงเมื่อช่องว่างในการเติมเพิ่มขึ้น ระยะห่างในการเติมเพิ่มขึ้นจาก 0.01 มม. ในกระบวนการ 0.1 มม. เวลาที่ใช้ในการแกะสลักครบ 100 ครั้งจะค่อยๆ ลดลง เมื่อระยะการบรรจุมากกว่า 0.04 มม. ช่วงเวลาที่สั้นลงจะลดลงอย่างมาก

สรุปแล้ว

จากการทดสอบข้างต้น เราจะได้พารามิเตอร์กระบวนการที่แนะนำสำหรับการแกะสลักวัสดุโลหะต่างๆ แบบลึกโดยใช้ RFL-100M: