Mục lục：
Hiểu nguyên lý hoạt động của máy cắt laser
Đặc điểm của cắt laser
Mở rộng phạm vi ứng dụng của cắt laser
Cắt laser và giáo dục tiểu học và trung học ở Trung Quốc
Tương lai của công nghệ cắt laser tại Trung Quốc
Trên phương diện sản xuất công nghiệp, công nghệ cắt laser giống như một nghệ sĩ vô cùng chính xác, định hình lại hiểu biết của chúng ta về gia công vật liệu với sức hấp dẫn độc đáo và tiềm năng vô hạn. Hôm nay, chúng ta hãy cùng khám phá bí mật của “người thợ thủ công hiện đại” này và khám phá bí ẩn của công nghệ cắt laser.
1. Nguyên lý hoạt động của cắt laser:
Tổng quan về nguyên lý hoạt động:
Cắt laser công nghệ hiện nay là công nghệ cắt tiên tiến trên thế giới kết hợp tinh hoa của quang học, máy móc, điều khiển máy tính và các ngành khác.cắt laser Máy sử dụng chùm tia laser mật độ công suất cao để chiếu sáng phôi, giúp vật liệu nhanh chóng đạt đến trạng thái nóng chảy, bay hơi hoặc cắt bỏ, nhằm đạt được mục đích gia công.
Giải thích nguyên lý hoạt động:
Cốt lõi của công nghệ này nằm ở chùm tia laser nhỏ và tập trung. Sau khi chùm tia laser được hội tụ thông qua hệ thống quang học, nó có thể tập trung năng lượng vào một vùng rất nhỏ, nhờ đó vật liệu được chiếu xạ nhanh chóng được nung nóng đến nhiệt độ nóng chảy hoặc bốc hơi trong thời gian rất ngắn.
Khi chùm tia laser di chuyển, các khe cắt chính xác sẽ hình thành trên vật liệu. Để cải thiện hiệu quả cắt, khí phụ trợ thường được sử dụng kết hợp để thổi bay vật liệu nóng chảy, giúp quá trình cắt sạch hơn và trơn tru hơn.
2. Đặc điểm của cắt laser:
Độ chính xác cao: Do điểm laser nhỏ, mật độ năng lượng cao và so với phương pháp cắt cơ học truyền thống,cắt laser không cần chạm vào bề mặt vật liệu, không tạo ra ứng suất cơ học, biến dạng vật liệu ở mức tối thiểu. Do đó, đường cắt laser hẹp, thành phẩm có chất lượng cao và đặc tính chính xác cao.
Hiệu suất cao: Cắt laser có tốc độ cắt nhanh và mức độ tự động hóa cao. Có thể cắt liên tục các mẫu phức tạp thông qua lập trình máy tính, giúp cải thiện đáng kể hiệu quả sản xuất.
Tính linh hoạt cao: Cắt laser không hạn chế hình dạng phôi, khả năng định hình và cắt không giới hạn. Điều này có nghĩa là dù là chi tiết đơn giản hay phức tạp,cắt laser có thể tạo hình và cắt chính xác và nhanh chóng cùng một lúc.
Khả năng thích ứng cao: Cắt laser có khả năng thích ứng tốt với nhiều loại vật liệu. Nó có thể cắt cả vật liệu cứng và giòn như thủy tinh, gốm sứ, tấm composite PCD và chất bán dẫn, cũng như vật liệu mềm và đàn hồi như nhựa, cao su, v.v. Nó có thể xử lý nhiều loại vật liệu khác nhau, bao gồm hầu hết các vật liệu công nghiệp thông dụng.
Tất nhiên, ngoài những lợi thế trên,cắt laser cũng có một số hạn chế:
(1) Thiết bị đắt hơn.
Là một thiết bị hạng nặng công suất cao,cắt laser số lượng máy móc từ hàng chục nghìn đến hàng triệu thiết bị.
(2) Có những hạn chế về việc cắt tấm.
Do hạn chế về công suất laser và khối lượng thiết bị,cắt laser chỉ có thể cắt các tấm và ống có độ dày trung bình và nhỏ, khi độ dày của phôi tăng lên, tốc độ cắt giảm đáng kể.
3. Phạm vi ứng dụng của cắt laser:
Trong lĩnh vực ứng dụng,cắt laser Công nghệ hiện diện ở khắp mọi nơi. Từ sản xuất ô tô đến hàng không vũ trụ, từ ngành công nghiệp điện tử đến thiết bị y tế, cho đến thủ công kim loại trong cuộc sống hàng ngày, công nghệ cắt laser đang âm thầm đóng vai trò quan trọng, điều này cũng khiến nó trở thành một trong những công nghệ tiên tiến nhất trong lĩnh vực gia công laser.
Công nghệ cắt laser có nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm cắt bốc hơi, cắt nóng chảy, cắt nóng chảy có hỗ trợ oxy và cắt gãy có kiểm soát.
Cắt bốc hơi: Cắt bốc hơi chủ yếu được sử dụng cho các vật liệu kim loại rất mỏng và các vật liệu phi kim loại, chẳng hạn như giấy, vải, gỗ, nhựa, v.v., vì các vật liệu này có thể được chuyển trực tiếp thành hơi và loại bỏ dưới tác động của tia laser.
Nấu chảy và cắt: Nấu chảy và cắt được sử dụng cho các vật liệu kim loại dày hơn, chẳng hạn như thép không gỉ, nhôm, v.v. Vật liệu được nung nóng đến điểm nóng chảy bằng chùm tia laser, sau đó vật liệu nóng chảy được loại bỏ bằng luồng không khí tốc độ cao để hoàn tất quá trình cắt.
Cắt và nấu chảy bằng oxy: Cắt nóng chảy bằng oxy kết hợp mật độ năng lượng cao của tia laser với phản ứng hóa học của oxy để đạt được hiệu quả cắt vật liệu cao và chất lượng cao.
Vật liệu được nung nóng đến nhiệt độ bắt lửa bằng tia laser, sau đó phun oxy áp suất cao hoặc các loại khí hoạt tính khác. Các loại khí hoạt tính này oxy hóa cùng với vật liệu kim loại được nung nóng, tạo ra một lượng lớn nhiệt oxy hóa, từ đó tạo thành vết cắt trên vật liệu.
Cắt gãy có kiểm soát: Cắt gãy có kiểm soát chủ yếu phù hợp với các vật liệu giòn dễ bị hư hỏng do nhiệt. Chủ yếu thông qua chùm tia laser, một vùng nhỏ của vật liệu được làm nóng nhanh chóng, tạo ra gradient nhiệt lớn và biến dạng cơ học nghiêm trọng trên vật liệu, tạo ra các vết nứt bên trong vật liệu, sau đó cắt.
4. Cắt laser và giáo dục tiểu học và trung học:
Hôm nay,cắt laser Máy móc không còn là thiết bị mà các chuyên gia cao cấp có thể điều khiển. Nhiều trường tiểu học và trung học cơ sở đã được trang bị máy cắt laser cỡ vừa và nhỏ như một thiết bị thiết yếu cho giáo dục kỹ thuật, hoạt động khoa học công nghệ, giáo dục lao động, công nghệ thông tin và các môn học khác.
Nghiên cứu vềcắt laser công nghệ không chỉ giúp học sinh tiểu học và trung học cơ sở hiểu được công nghệ xử lý số hiện đại và học công nghệ vẽ và thiết kế hai chiều và ba chiều mà còn giúp các em nắm vững một kỹ năng quan trọng để hiện thực hóa khả năng sáng tạo của mình, đồng thời cải thiện đáng kể kiến thức khoa học của bản thân.
Ngoài ra, chúng ta cũng có thể sử dụngcắt laser công nghệ để hiện thực hóa thiết kế các phương tiện dạy học, kết cấu cơ khí và nhiều tác phẩm văn hóa, sáng tạo khác.
5. Tương lai của công nghệ cắt laser:
Với sự phát triển và tiến bộ của thời đại,cắt laser công nghệ cũng liên tục phát triển.
Sự xuất hiện của laser sợi quang đã làm tăng đáng kể sức mạnh củacắt laser Máy móc, độ dày và tốc độ cắt đã được cải thiện đáng kể. Ngoài ra, sự phát triển của công nghệ cắt laser đa trục đã giúp việc cắt laser không còn giới hạn ở các mặt phẳng nữa mà có thể tự do di chuyển trong không gian ba chiều, mang lại nhiều khả năng hơn cho thiết kế và sản xuất.
Trong tương lai,cắt laser công nghệ sẽ tiếp tục được tích hợp sâu rộng với các công nghệ tiên tiến như trí tuệ nhân tạo và dữ liệu lớn, và mức độ thông minh và tự động hóa sẽ được cải thiện hơn nữa. Chúng ta có thể thấy trước rằngcắt laser công nghệ sẽ tiến xa hơn nữa trên con đường sản xuất chính xác, mở ra một chương tươi sáng và tốt đẹp hơn cho nền văn minh công nghiệp của chúng ta.