Советы по индивидуальному проектированию лазерной резки, контролирующие деформацию зоны термического воздействия

Услуга лазерной резки на заказ – это бесконтактный метод термической обработки с ЧПУ для изготовления точных металлических деталей. Он эффективно решает основные проблемы коробления, вызванного зонами термического влияния (ЗТВ) и нестабильными остаточными напряжениями при резке тонкостенных и высокотвердых твердосплавных деталей. Благодаря предварительной оптимизации с помощью проектирования для технологичности (DFM) и точному контролю динамики лазерной ванны расплава можно постоянно контролировать тепловую деформацию в пределах 0,05 мм без ущерба для усталостной долговечности кромок детали.

Когда резка высокомощным волоконным лазером тонкостенных твердых сплавов приводит к тому, что зона пропила на кромке ЗТВ становится причиной общего изгиба детали и остаточного растягивающего напряжения нестабильность на микроуровне, что, в свою очередь, приводит к проблемам сборки и увеличивает общую стоимость вторичной обработки. В этой статье представлены практические правила контроля остаточной деформации с использованием количественных методов, начиная с проектирования технологичности и контроля ванны расплава.

Обзор основных параметров контроля деформации HAZ

<тело> <тр> <тр> <тр> <тр> <тр>

Основные выводы

Предел динамического тепловыделения: расстояние между мелкими пропилами контролируется ограничительным индексом d 1,5t (где t — толщина пластины) во избежание укрупнения зерна из-за суперпозиции тепла ванны расплава.

Граница газодинамики: При использовании чистого азота под высоким давлением 0,8–1,2 МПа с использованием дозвукового сопла для тонкостенной чувствительной нержавеющей стали (толщиной менее 1 мм) микроскопическое предельное значение глубины ЗТВ может быть подавлено в пределах 0,03 мм.

Преимущества реструктуризации процесса: За счет внедрения прерывистых путей снятия теплового напряжения и алгоритмов ослабления энергии импульса остаточная деформация прецизионных гибких консольных деталей может быть уменьшена более чем на 75%.

Почему стоит выбрать услугу лазерной резки по индивидуальному заказу от LS Manufacturing, чтобы минимизировать тепловые искажения?

Услуга лазерной резки по индивидуальному заказу, разработанная LS Manufacturing, позволяет за счет упреждающего вмешательства DFM и полного контроля процесса минимизировать риск термической деформации в ее источнике и поддерживать стабильность размеров во время крупносерийного производства. Как показали наши трехмесячные испытания с замкнутым контуром проекта оболочки медицинского скальпеля, оптимизация параметров оборудования обеспечивает снижение деформации не более чем на 30 %, а 70 % неисправностей находятся на ранней стадии проектирования.

Многие клиенты после заказа деформированных деталей стараются всеми возможными способами улучшить скорость и мощность резки, чтобы устранить узкие места в качестве, логика теплопроводности игнорировалась в процессе проектирования.

В ISO 9013:2017 они определены, качество кромки термически обработанных деталей классифицируется на основе шероховатости, прилипания шлака и глубины ЗТВ. Требования к классу точности определяют максимальную ЗТВ. Глубина 0,1 мм.

Чтобы соответствовать этому стандарту, наша команда DFM будет вмешиваться в частичное проектирование, поскольку проектирование принимается в процессе рассмотрения заказа, чтобы выявить возможные риски, связанные с пространством реза, обработкой его острого угла, расположением перфораций. В сочетании с коаксиальной онлайн-системой тепловизионного мониторинга мы выполняем общий процесс управления с обратной связью. Наши готовые детали обычно имеют глубину ЗТВ, контролируемую в пределах 0,05 мм, когда для обеспечения точности промышленности требуется 0,25 мм.

Оптимизация DFM перед производством — наиболее экономичный и эффективный способ контроля термической деформации. Свяжитесь с нашей службой лазерной резки DFM, чтобы получить бесплатную первоначальную оценку рисков деформации детали и предложения по оптимизации конструкции, что значительно сократит цикл исследований и разработок.

Может ли поддержание безопасного расстояния между прорезями избежать эффектов термического наложения при индивидуальной конструкции детали, вырезанной лазером?

Согласно индивидуальной конструкции детали, вырезанной методом лазерной резки, расстояние между двумя соседними прорезями и плотной сеткой должно быть не менее более чем в 1,5 раза превышает толщину пластины, чтобы стать зоной теплового барьера и таким образом избежать вторичной суперпозиции теплопроводности соседних расплавленных ванн.

Руководство по проектированию безопасного расстояния для теплового наложения

Основное пороговое требование: Расстояние между центрами прорезей должно не только соответствовать, но и строго удовлетворять обязательному требованию d≥1,5t, где t — номинальная толщина пластины.

Доказательные данные: Трехмерное моделирование термомеханической муфты методом конечных элементов показывает, что при расстояние изменяется с 1,0t на 1,5t, эффект накопления тепла при лазерной резке почти полностью блокируется, а пик остаточного напряжения снижается на 45%.

Выбор дизайна: На самом деле это минимальная мера контроля в советах по проектированию лазерной резки. Параметр Spacing фиксирован как обязательное условие на этапе CAD-моделирования, чтобы не допустить сжатия расстояний между элементами на более позднем этапе компоновки.

Проще говоря, это похоже на оставление достаточно широкой противопожарной преграды между двумя соседними костровыми ямами, чтобы огонь не мог накладываться друг на друга и не вызывал локального скачка температуры.

Решение с искусственным радиатором для экстремальных случаев

Критерии активации: Включается, когда плотность элементов детали слишком высока и физическое пространство не соответствует требованию к расстоянию в 1,5 т.

Метод выполнения: между плотными элементами вставляются фиктивные прорези в качестве искусственных буферов теплоотвода для оптимизации равномерности распределения реза при лазерной резке. Это мощная добавка, обеспечивающая контроль деформации HAZ.

Ценность производства: предотвращает наложение тепла и путь проводимости от источника макета. Таким образом, это не только вопрос риска деформации партии во время крупномасштабного массового производства.

Рис. 1. Рабочий сваривает металлическую конструкцию яркими искрами.

Почему необходимо правильно определять ширину микростыков, чтобы контролировать плоскостность кромок при лазерной резке DFM?

В спецификации услуги лазерной резки DFM размер микростыков (микростыков) должен быть строго выдержан в диапазоне от 0,4 до 0,6 мм, чтобы освобождение внутреннего напряжения и мгновенная деформация, вызванная разборкой после резки, минимальны, и что общая жесткость на сдвиг тонкой пластины сохраняется.

Спецификации основных параметров микроразъема

Ограничение ширины: Ширина микроразъема должна составлять половину толщины пластины. Для обычных тонких пластин рекомендуется диапазон ширины 0,4–0,6 мм.

Обязательства по глубине: Зарезервированная глубина микроразъема одинакова для всех случаев и составляет 0,15 мм, что обеспечивает хороший баланс между жесткостью пластины и удобством разборки.

Точность: Когда параметры находятся в допустимых пределах, показатель плоскостность лазерной режущей кромки является выдающимся, а прямолинейность кромки детали можно поддерживать на уровне деформации 0,02 мм на 100 мм, что — это стандарт предоставления услуг точной лазерной резки на уровне точности.

Критерии выбора различных структурных форм

Двусторонняя фиксированная опора: Наиболее подходит для обычных тонких пластин большой площади с максимальной жесткостью на сдвиг.

Односторонний кантилевер: подходит для длинных и узких деталей, обеспечивая более равномерное снятие напряжения.

Попеременный: Этот метод подходит для плотно упакованных деталей неправильной формы. Этот метод повышает эффективность компоновки соединений лазерной резки, уменьшает пиковое напряжение, возникающее при разделении, и помогает детально управлять лазерной резкой зон термического влияния.

Проще говоря, микросоединитель действует как соединение между деталью и каркасом пластины. Легкое открытие микроконнектора подходящего размера гарантирует, что он не ослабнет во время обработки, но при этом не повредит края при снятии.

Рис. 2. Крупный план металла, вырезанного лазером, с микросоединениями.

Как интеграция путей снятия напряжения в углах предотвращает плавление острых углов при лазерной резке тонкого металла?

В услугах лазерной резки тонкого металла одним из способов предотвратить чрезмерное удержание энергии лазерным лучом является разработка закругленных углов или схемы ослабления лазерной энергии с направленной наружу дугой. В результате локальное горение углов и деформация схлопывания расплава будут полностью предотвращены.

Принцип убегания энергии при остром угле

Характеристики движения: Когда лазерная головка движется к углу типа угла менее 45 градусов, изменения осевого ускорения и замедления приводят к внезапному снижению скорости.

Эффект накопления тепла: Падение скорости приводит к внезапному увеличению тепловложения на единицу площади и, как следствие, к локальному переплавлению материала и разрушению кромок.

Влияние на качество:Переплавленные места имеют укрупнение зерен, что является прямым фактором, снижающим качество угла лазерной резки и снижающим усталостную прочность детали при изгибе. Это одна из основных причин, по которой следует быть очень осторожным при использовании советов по проектированию лазерной резки.

Многоуровневая схема медленной оптимизации

Базовая схема: Можно вставить переходное скругление радиусом 0,15 мм во внутренний угол, чтобы минимизировать изменение скорости при прохождении поворотов.

Расширенная схема: При использовании внешней траектории инструмента с поворотной дугой подаваемая энергия распределяется посредством оптимизации траектории лазерной резки, что позволяет поддерживать локальную пиковую температуру. снижена с 980 ℃ до ниже 420 ℃.

Первоклассная схема: Она интегрирована с ШИМ-модуляцией мощности в реальном времени, что позволяет синхронно уменьшать угловую скорость и рабочий цикл импульса. Как правило, это стандартное решение для обработки острых углов при индивидуальной разработке деталей, вырезаемых лазером.

Проще говоря, это похоже на вождениеуправление автомобилем: предпочитает замедлиться и осторожно выполнить поворот, а не резко тормозить и резко повернуть, чтобы избежать накопления энергии на повороте, которое может привести к наезду сзади.

Обработка острых углов — это основная деталь в советах по лазерной резке, которая напрямую определяет вероятность успеха гибки тонкостенных деталей. Загрузите нашу техническую документацию по лазерной резке DFM, чтобы получить доступ к полным спецификациям проектирования и практическим примерам массового производства.

Рис. 3. Точная лазерная резка деталей с контурами затухания углов.

Почему установка мест прокола за пределами площадки защищает окончательные контуры при лазерной резке зоны термического влияния?

Схема управления лазерной резкой зоны термического воздействия должна всегда устанавливать точку прохода в зоне лома на расстоянии не менее 1,5 мм от контурной линии готового изделия и использовать прогрессивную спиральную резку, чтобы полностью изолировать энергию высокотемпературного взрыва в точке прожига от внешнего контура готового изделия.

Механизм проводимости проникающего термического повреждения

Энергетические характеристики: Процесс прошивки волоконным лазером вызывает сильные тепловые взрывы и выбрасываемые частицы, что приводит к локализованному укрупнению зерна.

Диапазон воздействия: При стандартном методе лазерной резки радиус термического воздействия составит около 1 мм. Прямая резка может привести к тому, что кромка контура будет иметь очень высокую твердость.

Последующие риски: Закаленный краевой слой после лазерной резки может вызвать трещины во время операций изгиба или растяжения. Таким образом, это становится критической проблемой, которую должны контролировать службы точной лазерной резки.

Спецификация конструкции изолированного пирсинга

Расстояние смещения: Одним из основных условий сохранения целостности контура лазерной резки является расположение точки прожига на расстоянии не менее 1,5 мм от линии контура готового изделия, но в пределах зоны обрезков.

Траектория прокола: Спиральная траектория наутилуса выбирается для максимально мягкого прокола, минуя внезапные изменения, вызванные прямым проколом.

Фактические результаты: Профиль микротвердости кромок вдоль нержавеющей стали становится регулярным и не приводит к точечной закалке после внедрения этого стандарта. Теперь это одно из требований к индивидуальной лазерной резке.

Если использовать простую аналогию, это все равно, что взрывать хлопушки снаружи стены: взрыв вряд ли затронет детали внутри.

Может ли выбор азота вместо кислорода сузить граничную матрицу в сфере прецизионной лазерной резки?

Использование чистого азота под высоким давлением 1,0–1,5 МПа в качестве вспомогательного газа в службе прецизионной лазерной резки может быстро сдуть расплавленный металл металл из пропила с помощью воздействия кинетической энергии. Он также использует скрытую теплоту испарения, чтобы избавиться от лишнего тепла, тем самым предотвращая экзотермическую реакцию окисления и минимизируя зону термического воздействия.

Таблица сравнения эффектов резки при использовании азота и кислорода

Управляющий размер	Порог количественного индекса	Фактический эффект оптимизации	Типичные применимые детали
Безопасное расстояние для реза	d ≥ 1,5t (t — толщина пластины)	Снижение пика остаточного напряжения на 45 %	Сетка для рассеивания тепла высокой плотности, защитная крышка
Параметры вспомогательного газа	0,8–1,2 МПа Чистый азот	Предельная глубина ЗТВ ≤0,03 мм	Тонкостенная чувствительная нержавеющая сталь менее 1 мм
Дизайн с острыми углами и медленным выпуском	R0,15 закругленный угол + траектория поворотной дуги наружу	Локальная пиковая температура снижена до ниже 420 ℃	Шасси типа гибочной сборки, корпус прибора
Оптимизация траектории	Алгоритм сегментированного скачка	Снижение концентрации геометрического напряжения на 68 %	Жесткие конструктивные детали с большим соотношением сторон

<ул> <блок-цитата> <ол> <ол> <ул> <ул> <ол> <ол> <ул> <ул> <тело> <тр> <тр> <тр> <тр> <тр> <тр>

Различия в эффектах сопутствующего газа

Механизм реакции: Поскольку азот представляет собой продувочный газ, который не участвует ни в каких химических реакциях, он не вызывает окисления и выделения тепла, напротив, кислород может вызвать реакцию горения и выделить дополнительное тепло.

Металлографические характеристики: после использования газовой динамики лазерной резки, оптимизированной для азота, при 1000-кратном металлографическом увеличении Под микроскопом обнаружено, что поверхности, обработанные азотом, не имеют оксидного слоя, а размер зерен однороден.

Влияние на производительность. Поскольку прочность кромок деталей, нарезанных азотом, выше, вероятность изгиба и растрескивания после этого снижается более чем на 80 %, что делает азот ключевым моментом в повышении производительности деталей, полученных с помощью специальных услуг лазерной резки.

ASTM B983-21 Стандарт гласит, что толщина оксидного слоя на поверхности металла после прецизионной лазерной резки не должна превышать 5 мкм, иначе это повлияет на сварку и адгезию последующих покрытий.

Являясь более экологичными и экономичными газами, мы разработали целевые параметры давления азота для нержавеющей стали и титановых сплавов различной толщины, чтобы гарантировать, что поверхности резки соответствуют стандартам точности или превышают их.

Оптимизация параметров газодинамики

Диаметр сопла: рекомендуется 1,5–2,5 мм, чтобы соответствовать разной ширине пропила.

Высота над пластиной: отрегулирована на 0,5–0,8 мм, чтобы полностью использовать использование кинетической энергии очистки.

Согласование давления: Для тонких стенок толщиной менее 1 мм — 0,8–1,2 МПа, и мы можем увеличить давление до 1,5 МПа для более толстых пластин, таким образом оптимизируя эффективность управления теплом при лазерной резке и дальнейшее повышение эффект контроля лазерной резки зоны термического воздействия.

Другими словами, резка кислородом похожа на одновременное сжигание и продувку, что еще больше повышает температуру резки. Резка азотом похожа на использование холодного воздуха под высоким давлением для прямой выдувки расплавленного металла, что быстрее отводит тепло и приводит к более чистому резу.

Рис. 4. Станок для лазерной резки с ЧПУ в работе, летят искры.

Приведет ли реализация сегментированных траекторий пропуска резки к распределению пиковых температурных градиентов при индивидуальной лазерной резке?

Чтобы оптимизировать индивидуальный процесс лазерной резки, можно добиться значительного улучшения за счет использования сегментированных траекторий пропуска резки в макете CAM и применения принципа пространственного разделения. Такой подход позволит дискретизировать непрерывное накопление тепла и обеспечить естественное воздушное охлаждение элементов резки.

Дефекты накопления тепла при непрерывной резке

Температурная суперпозиция: Непрерывная резка может вызвать термическую суперпозицию лазерной резки, которая приводит к накоплению тепла вдоль траектории резки, повышая тем самым местные температуры выше температура размягчения листового материала.

Деформация: Длинные детали в форме полос скручиваются вдоль длинных сторон и становятся волнистыми, что приводит к неудовлетворительной плоскостности.

Ограничения: Само по себе увеличение скорости не решит проблему, более того, это может привести ухудшению качества поверхности резки. По этой причине однопараметрическая оптимизация не рекомендуется в советах по проектированию лазерной резки.

Логика проектирования сегментированного пути перехода

Пространственное разделение: Порядок обработки соседних объектов смещен таким образом, что в первую очередь обрабатываются области с большими расстояниями.

Окно охлаждения: При хорошо продуманном планировании последовательности лазерной резки интервал перехода обеспечивает естественное время охлаждения обрабатываемых участков.

Данные измерений: Данные внутреннего инфракрасного тепловизора показывают, что этот метод может снижать концентрацию напряжений в геометрических точках на 68 %, поэтому он считается методом оптимизации основного пути для достижения Контроль деформации ЗТВ.

Проще говоря, это можно сравнить с переворачиванием разных частей хлеба для поджаривания одну за другой, а не с концентрацией внимания на одном месте без перерыва, что позволяет избежать локального перегрева и деформации.

Разумная траектория движения инструмента является ключом к снижению затрат и повышению эффективности услуг лазерной резки по индивидуальному заказу. Отправьте чертежи деталей и требования к партии, и мы предоставим бесплатный расчет индивидуальных затрат на обработку и предполагаемое время доставки.

Почему настройка одного параметра не позволяет устранить макродеформацию в проектах лазерной резки тонкого металла?

Простое увеличение скорости лазера не сможет полностью предотвратить деформацию при резке тонкостенного металла с помощью лазера в рамках проектов по лазерной резке тонкого металла. В конце концов, теплопередача в лазерном разрезе, а также остаточное растягивающее напряжение за его пределами связаны нелинейно. Кроме того, контроль мгновенной пиковой мощности и температуропроводности приводит к динамическому равновесию ванны расплава.

Таблица сравнения режимов непрерывного и импульсного лазера

Сравнение размеров	Чистый азот высокого давления (99,99%)	Обычный кислород
Толщина оксидного слоя на срезе	0 мкм	25 мкм и выше
Микроскопическая глубина ЗТВ	≤0,03 мм	0,12 мм и выше
Градиент жесткости края	Стабильно без резких изменений	Сильные колебания
Последующая совместимость со сваркой	Отлично, предварительная обработка не требуется	Общие сведения: требуется шлифовка оксидного слоя
Применимые материалы	Прецизионные детали, такие как нержавеющая сталь и титановые сплавы	Обычные толстые пластины из углеродистой стали

<ул> <блок-цитата> <ул> <ол> <ол> <тело>

Ограничения настройки одного параметра

Эффект связи: Теплопроводность и остаточное растягивающее напряжение сильно связаны нелинейным образом, изменение только одного параметра может привести к ухудшению других показателей эффективности.

Металлургические дефекты: Простое повышение скорости приводит к неравномерному распределению фокусной энергии, что, в свою очередь, нарушает стабильность управления металлургией лазерной резки и приводит к ненормальному управлению металлургией. превращение аустенита в мартенсит.

Устранение узких мест: Сочетание мощности и скорости само по себе может уменьшить деформацию только на 30 % и не более, чего недостаточно, чтобы преодолеть узкие места качества. Это основной недостаток услуг лазерной резки на заказ.

Методы калибровки многопараметрической муфты

Центральное уравнение: Связь параметров лазерной резки осуществляется по формуле тепловложения E = P/v, чтобы поддерживать тепловложение на единицу длины ниже контроль.

Выбор режима: Импульсный режим Q-CW предпочтителен для тонкостенных секций толщиной менее 2 мм для управления мгновенной пиковой мощностью.

Согласование времени: Импульсный рабочий цикл и цикл охлаждения сопоставляются после оценки постоянной времени термодиффузии материала для достижения цели контроля деформации ЗТВ с точки зрения процесса.

Короче говоря, управление тепловой деформацией чем-то похоже на настройку температуры воды: вы не можете просто открыть кран горячей воды, не задумываясь, поскольку вам придется отрегулировать краны горячей и холодной воды одновременно, чтобы получить желаемую температуру.

Как ультракороткоимпульсные пикосекундные лазеры меняют температурные ограничения при проектировании нестандартных деталей, вырезаемых лазером?

Высококачественная деталь, вырезанная лазером по индивидуальному заказу, обеспечивающая максимальную точность и предотвращающую субмикронную деформацию, требует мощных волоконных лазеров с длиной волны 1064 нм. Эти виды лазеров относятся к категории термического плавления. Однако пикосекундные лазеры действуют по принципу холодной абляции, которая может разрывать молекулярные связи напрямую без какой-либо зоны термического воздействия.

Таблица сравнения производительности обработки волоконным лазером и пикосекундным лазером

Сравнение размеров	Режим непрерывной волны (CW)	Режим модулированного импульса (Q-CW)
Характеристики теплового входа	Непрерывный и стабильный ввод, быстрое накопление тепла.	Прерывистый ввод, встроенное окно охлаждения
Глубина ЗТВ в тонкостенной зоне	Выше 0,1 мм	Менее 0,03 мм
Применимая толщина пластины	Выше 3 мм	Прецизионная тонкая пластина толщиной менее 2 мм
Крайовая металлографическая структура	Склонен к мартенситному превращению	Однородный и стабильный размер зерна
Эффективность обработки	Высокий	Слегка низкий, примерно 75 % непрерывной волны

<ул> <ул> <тело> <тр> <тр> <тр> <тр> <тр> <тр> <тр>

Разница между двумя принципами работы лазера

Волоконный лазер: Лазерный луч, генерируемый волоконными лазерами, в основном нагревает поверхность заготовки, расплавляя ее. Этот метод включает в себя теплопроводность и зону термического влияния (ЗТВ) и хорош для массового производства.

Пикосекундный лазер: Очень короткие импульсы вызывают непосредственный разрыв молекулярных связей практически без теплопроводности, так что обработка может выполняться практически «холодно».

Ограничения возможностей: Для деталей, требующих деформации менее 0,02 мм, волоконные лазеры не смогут удовлетворить этим требованиям, и потребуется пикосекундная обработка. Это также относится к оценке точности лазерной резки.

Стандарты для принятия решения по выбору процесса основной оценки

Прежде всего точность: Если деталь требует субмикронной точности и отсутствия ЗТВ, пикосекундный лазер — очевидный выбор технологии.

Бюджет в первую очередь: для обычных предметов с допуском 0,03 мм волоконный лазер гораздо более экономичен.

Хороший компромисс: Построение дерева решений о рентабельности инвестиций для соответствия процессам лазерной резки между требованиями к точности и затратами на массовое производство, а также установление оптимального баланса точка — это основной метод выбора процесса в сфере услуг лазерной резки DFM.

Другими словами, волоконный лазер похож на разрезание торта обычным ножом, оставляя небольшое углубление и деформацию, в то время как пикосекундный лазер больше похож на лазерный луч, который полностью испаряет воздух - он бесконтактен и не сжимает почти без деформации.

Пример использования: LS Manufacturing оптимизирует лазерную резку направляющих для тяжелых роботов

Проблемы клиентов

В проекте по разработке хирургического робота использовались очень упругие, тонкие ножны скальпеля из нержавеющей стали толщиной 0,5 мм, изготовленные из SUS301, с плотными и плотно расположенными канавками для снятия напряжения. Стабильность партии лазерной резки имела низкое качество при регулярной обработке, при этом волнистость деталей в продольном направлении достигала общего значения 0,8 мм. Кроме того, твердость кромок реза была настолько высокой, что во время сборки возникали трещины, а общая пропускная способность партии составляла менее 15%.

Решение для производства LS

Оптимизация конструкции: Замена непрерывных канавок на переплетенную конструкцию микромостиков с переменным напряжением, которая также исправляет острые углы до скруглений диаметром 0,15 мм, разгружая скругления.

Регулировка процесса: использование режима модулированного импульсного Q-CW лазера плюс строгий контроль пиковой мощности подвода тепла.

Помощь по инструментам: Использование специального медного приспособления с шахматным расположением водяного охлаждения, служащего внешним радиатором, с коаксиальным азотным соплом постоянного давления 1,4 МПа.

Оптимизация пути: Траектория резки была изменена на алгоритм прерывистой траектории пропускающего типа для лучшего снятия напряжения и рассеивания тепла лазером.

Результаты и ценность

Глубина ЗТВ уменьшена с 0,12 мм до значения в пределах 0,015 мм.

Масштабная деформация плоскостности значительно ограничена уровнем менее или равным ≤0,03 мм в полном соответствии со спецификациями сборки.

Число жизненного цикла усталости детали увеличилось вдвое и немного больше — 140 %.

Показатель квалификации готовой продукции из одной партии был увеличен с очень низкого значения до 99,4%, и проект успешно перешел на стадию массового производства.

Для контроля термической деформации сложных тонкостенных деталей требуется профессиональное индивидуальное системное решение для лазерной резки. Загрузите свои чертежи САПР и технические требования, и мы настроим решение для обработки и предоставим вам точную цену.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос 1. Какова основная причина макроскопической деформации тонких листов цветных металлов во время лазерной резки?

Лазерная резка вызывает очень сильное тепловложение на очень маленькой площади тонкого листа, что приводит к образованию сильного локального градиента температуры. Из-за этого остаточные растягивающие напряжения и деформации распределяются в листе по мере его остывания неравномерно. Когда эти остаточныеальские напряжения становятся больше предела текучести и жесткости, происходит крупномасштабная термическая деформация листа (рис. 3.6).

Вопрос 2. Как чистота вспомогательного газа при резке влияет на ширину зоны термического влияния нержавеющей стали?

Для чистого азотного вспомогательного газа уровень чистоты должен составлять 99,99 % или выше. Введение очень небольших количеств кислорода вызовет очень бурную экзотермическую реакцию окисления. Это приведет к резкому повышению температуры на кромке реза, что приведет к значительному расширению зоны термического влияния и образованию почерневшего слоя шлака.

Вопрос 3. Почему импульсный лазерный режим лучше, чем режим непрерывного излучения, для обработки высокоточных деталей сложной геометрии?

Изменяя рабочий цикл в импульсном режиме, можно обеспечить очень короткое время охлаждения основного металла во время каждого интервала импульса. Таким образом, импульсный режим может весьма эффективно избегать накопления тепла при медленном вращении лазерной головки или при работе с небольшими деталями, которые продолжаются в одном направлении в режиме непрерывной волны.

Вопрос 4. Полностью ли устраняет механическое выравнивание после резки остаточное скрытое напряжение в деталях, вырезанных лазером?

Хотя механическое выравнивание роликами может изменить геометрическую плоскостность металла на макроскопическом уровне, оно не способно удалить микроскопические остаточные напряжения и деформации на режущей кромке. Таким образом, скрытое напряжение на режущей кромке все еще остается и может быть снято посредством последующего изгиба или воздействия высоких температур, что может вызвать вторичные деформации.

Вопрос 5: Каковы эмпирические формулы/правила безопасности относительно соотношения толщины пластины и апертуры при лазерной обработке?

На этапе высокоточного проектирования минимальное соотношение апертуры к толщине пластины должно быть не менее d≥1,0t для резки волоконным лазером. В случае медных и алюминиевых сплавов с высокой теплопроводностью, чтобы аксоид плавился и разрушался внутри отверстия, лучше увеличить коэффициент до 1,5t.

Вопрос 6. Приводит ли естественная длина волны волоконного лазера к увеличению зоны термического воздействия для металлов с высокой отражающей способностью, таких как латунь и медь?

На самом деле, металлы, которые сильно отражают свет, такие как медь и алюминий, поглощают только менее 10 % энергии волоконного лазера с длиной волны 1064 нм в первые моменты воздействия. Так, для проведения перфорации необходима большая начальная мощность, а избыток рассеянного тепла диффундирует в окружающую область реза, что значительно увеличивает зону термического воздействия.

В7: При настройке CAD/CAM как следует расположить точку лазерной перфорации, чтобы не пересекаться с критическими размерами внешнего контура детали?

Место перфорации подводящего провода должно находиться в пределах зоны обрезков и на расстоянии не менее 1,5 мм от контурной линии готового изделия. Затем используется постепенная спиральная траектория резки «наутилус», чтобы полностью отделить зону энергетического взрыва перфорации от внешнего контура готового продукта.

Вопрос 8. Какие методы использует LS Manufacturing, чтобы гарантировать, что заказы на быстрое прототипирование при пакетном производстве могут последовательно поддерживать стандарт качества IATF 16949?

Полная производственная линия оснащена немецкой лазерной технологией с ЧПУ и коаксиальной системой тепловидения для онлайн-мониторинга. 2D-сканер и микротвердомер используются для проведения 100% контроля партии. Цифровые диаграммы SPC облегчают управление по замкнутому циклу, а загрузка чертежей позволяет получать точные расценки на основе соответствующих стандартов.

Сводка

Контроль деформации ЗТВ при услугах лазерной резки по индивидуальному заказу — это систематическая производственная наука, объединяющая контроль критериев DFM (проектирование для механического анализа) на ранней стадии, оптимизацию распределения лазерной энергии на средней стадии и ограничения теплоотвода инструмента на поздней стадии. Глубокое понимание микроструктурной трансформации материалов под действием высокотермических лазерных полей, а также строгое соблюдение безопасных интервалов, изоляции выводных проводов и принципов скругления острых углов на этапе проектирования — основные подходы к разрыву дорогостоящего цикла проб и ошибок.

Нет смысла тратить усилия на исследования и разработки некачественных конструкций только потому, что ваши прецизионные соединения роботов, высоковольтные медные шины электромобилей или корпуса медицинских имплантатов сталкиваются с такими проблемами, как чрезмерная термическая деформация или разрушение из-за поверхностного упрочнения. Команда старших экспертов DFM компании LS Manufacturing находится в вашем распоряжении: просто загрузите свою 3D-модель CAD (формат STEP/DXF) через онлайн-запрос, и вы получите прозрачные технические параметры и производственные цены в течение 24 часов, а также бесплатный отчет об оценке осуществимости предотвращения деформации при термическом напряжении и лазерной обработки. Вы можете положиться на то, что LS Manufacturing станет вашим производственным партнером в долгосрочной перспективе.

📞Тел.: +86 185 6675 9667
📧Электронная почта: info@lsrpf.com
🌐Веб-сайт:https://lsrpf.com/

Отказ от ответственности

Содержимое этой страницы предназначено только для информационных целей.Услуги LS ManufacturingНе существует никаких заявлений или гарантий, явных или подразумеваемых, относительно точности, полноты или достоверности информации. Не следует предполагать, что сторонний поставщик или производитель предоставит параметры производительности, геометрические допуски, конкретные конструктивные характеристики, качество и тип материала или качество изготовления через производственную сеть LS. Это ответственность покупателя. Требуются деталиЦитата Определите конкретные требования для этих разделов.Пожалуйста, свяжитесь с нами для получения дополнительной информации.

Производственная группа LS

LS Manufacturing – ведущая компания в отрасли. Сосредоточьтесь на индивидуальных производственных решениях. У нас более 15 лет опыта работы с более чем 5000 клиентами, и мы уделяем особое внимание высокоточной обработке на станках с ЧПУ, производству листового металла, 3D-печати,Литье под давлением.Штамповка металла и другие универсальные производственные услуги.
Наш завод оснащен более чем 100 современными 5-осевыми обрабатывающими центрами, сертифицированными по стандарту ISO 9001:2015. Мы предоставляем быстрые, эффективные и высококачественные производственные решения клиентам в более чем 150 странах мира. Будь то мелкосерийное производство или крупномасштабная индивидуализация, мы можем удовлетворить ваши потребности с самой быстрой доставкой в ​​течение 24 часов. выберите LS Manufacturing. Это означает эффективность, качество и профессионализм отбора.
Чтобы узнать больше, посетите наш сайт:www.lsrpf.com

Сравнение размеров	Обычный волоконный лазер	Сверхбыстрый пикосекундный лазер
Механизм обработки	Удаление термическим плавлением	Разрушение молекулярных связей методом холодной абляции
Толщина слоя переплавки края	≤2 мкм	0 мкм
Глубина ЗТВ	0,015–0,05 мм	Близко к 0
Цикл обработки тонкой пластины толщиной 0,2 мм	Прибл. 8 секунд/шт.	Прибл. 25 секунд/кусок
Стоимость амортизации в час	Прибл. 12 долларов США	Прибл. 45 долларов США
Применимые сценарии	Серийное производство прецизионных деталей	Микрокомпоненты с повышенными требованиями к точности

<ул> <ул> <ол> <ол>