Kas ir akrila loksnes apstrāde ar lāzeru

Runājot par akrila loksnes griešanu, CO2 lāzeri parasti tiek uzskatīti par jaudīgu un rentablu risinājumu, ja tos izmanto atbilstošiem lietojumiem. Uzdevumiem, kas saistīti ar mazām, sarežģītām daļām, kam nepieciešami tīri, asi iekšējie stūri, vai praktiski jebkura izmēra detaļām, kurām nepieciešama griešanas pielaide, kas ir lielāka par 0,005 collām uz pēdu, lāzers bieži vien ir labākais rīks darbam. Viens no galvenajiem iemesliem ir tas, ka lāzergriešana rada ļoti šauru izgriezumu, parasti no 0,010 līdz 0,020 collām. Turklāt tas piedāvā milzīgu elastību attiecībā uz formu un izmēru, un, iespējams, vissvarīgākais ir tas, ka tas atstāj pulētu,{8}}putekļu brīvu malu. Šo faktoru dēļ tā ir labākā izvēle daudzām augstas kvalitātes{10}lietojumprogrammām.

Equipment Overview

Būtībā CO2 lāzeri darbojas, izstarojot paralēlas gaismas staru. Šīs gaismas īpatnējais viļņa garums ir 10,6 mikroni. Ir vērts atzīmēt, ka šo konkrēto viļņa garumu ļoti labi absorbē nem-metāla materiāli. Kad šis gaismas vai enerģijas stars tiek fokusēts caur objektīvu līdz ļoti mazam punktam, tas būtībā iztvaiko materiālu, kas atrodas tā ceļā.

Runājot par iekārtas konfigurāciju, fokusēto lāzera staru var noturēt nekustīgi virs X-Y pozicionēšanas galda. Alternatīvi, to var novietot virs stacionāras virsmas, izmantojot to, ko nozarē sauc par "lidojošās galvas" konfigurāciju. Lai vienkārši izskaidrotu lidojošās galviņas uzstādīšanu: pats lāzera stars pārvietojas pa apstrādājamo priekšmetu pa vienu vai divām asīm, izmantojot spoguļu sistēmu un mehānisko pozicionēšanas rīku. Kontrolieri, personālie datori un programmatūra, ko izmanto, lai pārvaldītu gan lāzera, gan darba pozicionēšanu, patiesībā ir ļoti līdzīgas aparatūrai un programmatūrai, kas atrodama citās CNC apstrādes iekārtās. Līdz ar to lāzera griezēja projektēšana un darbība patiešām nav grūtāka kā darbs ar jebkuru citu standarta CNC iekārtu.

Iestatot akrila griešanu ar lāzeru, jums ir jāņem vērā trīs galvenie mainīgie. Katrs no tiem ietekmēs gan griezuma kvalitāti, gan no tā izrietošos materiāla stresa līmeņus. Šie mainīgie ir:

Lāzera jauda.
Padeves ātrums.
Pulsa ātrums.

Visus šos iestatījumus var pielāgot, lai tie atbilstu dažāda veida materiāliem, dažādiem biezumiem un vēlamajai malas apdarei. Akrila loksnes griešanai var izmantot 40 vatu lāzera bloku biezumam līdz aptuveni ¼ collai. Tomēr, ja vēlaties sasniegt labu malu kvalitāti ar mazāku lāzeru, piemēram, šo, jums būtībā ir jāsamazina padeves ātrums līdz aptuveni 20 collām minūtē.

No otras puses, biezākām loksnēm vai ja nepieciešams lielāks padeves ātrums, ir nepieciešama lielāka lāzera sistēma. Piemēram, 180 vatu lāzers parasti nodrošina ātru un ekonomisku griešanu lielākajai daļai akrila loksnes biezuma, vienlaikus darbojoties tikai ar aptuveni 75% jaudu. Mašīnas ar vēl lielāku jaudu, diapazonā no 500 līdz 1000 vatiem, nodrošina daudz lielāku padevi, kā arī ļauj vienlaikus izmantot vairākas griešanas galviņas.

Procedures: Setting Up To Cut Acrylic Sheet

Parasti tiek novērots, ka lāzera jaudas palielināšana ar noteiktu padeves ātrumu radīs spīdīgāku apdari. Tomēr mīnuss ir tāds, ka tas arī palielina sprieguma līmeni loksnes malās. Un otrādi, izmantojot ātrāku padeves ātrumu apvienojumā ar ātrāku pulsa ātrumu, parasti tiek iegūta mala ar mazāku spriegumu, lai gan virsma būs mazāk spīdīga.

Attiecībā uz pulsa ātrumu (kas tiek mērīts impulsos sekundē vai pps), tas ir vienkārši lāzera "uzliesmojuma" ātrums. Ir svarīgi saprast, ka lāzera stars patiesībā ir mazu uzliesmojumu vai impulsu sērija, nevis viena nepārtraukta plūsma. Pulsa ātrumu var kontrolēt divos galvenajos veidos: proporcionāli laikam vai proporcionāli nobrauktajam attālumam.

Lai gan metode, kā padarīt pulsu proporcionālu laikam, ir izplatītāka un vieglāk programmējama sākumā, šī metode bieži noved pie apdegumiem iekšējiem stūriem. Iemesls tam ir tas, ka X-Y kontrollerim, protams, ir nepieciešams ilgāks laiks, lai pārvietotos pa stūri, nekā tas nepieciešams, lai pārvietotos pa taisnu līniju. Rezultātā stūri-īpaši iekšējie-uzsūc pārāk daudz enerģijas, izraisot to kušanu un pārlieku{5}}spriegumu. Tas ir kritisks punkts, kas jāņem vērā, griežot{7}}jutīgus materiālus, piemēram, akrilu un polikarbonātu. Iekšējie stūri parasti ir vājas vietas, kas iztur lielas slodzes. Tāpēc ir jādara viss iespējamais, lai samazinātu stresu vai robus šajās zonās.

Padarot pulsa ātrumu proporcionālu nobrauktajam attālumam, tiek novērsta liela daļa no šīs problēmas. Tā kā kontrolleris automātiski samazina padeves ātrumu stūros, arī pulsa ātrums palēninās. Tas nodrošina, ka izstarotās enerģijas daudzums jebkurā griezuma punktā paliek nemainīgs.

Nav nozīmes tam, cik izsmalcināts ir jūsu kontrolleris vai padeves ātrums; malu spriegums ir kaut kas tāds, kas vienmēr būs jāņem vērā noteiktos lietojumos. Ikreiz, kad tiek uzkarsēta akrila vai polikarbonāta loksne, pastāv karstuma spriedzes potenciāls. Šī problēma ir visnozīmīgākā, ja tiek uzkarsēta tikai daļa no loksnes, kas tieši notiek lāzergriešanas laikā.

Saskarne starp loksnes neapsildāmo -korpusu un ātri uzkarsēto, ātri atdzesēto malu ir ļoti jutīga pret plaisāšanu. Šīs ļoti noslogotās vietas var iestiepties loksnē apmēram 0,010 līdz 0,050 collas atkarībā no biezuma. Šīs vietas ir ļoti pakļautas plaisāšanai, ja tās nonāk saskarē ar nesaderīgiem šķīdinātājiem vai tiek pakļautas lielai mehāniskai slodzei, piemēram, liecei.

Šo malu sprieguma problēmu var samazināt, pielāgojot padeves ātrumu, pulsa ātrumu un jaudu. Izmantojot mazāku jaudu un lēnāku impulsa ātrumu, apvienojumā ar salīdzinoši ātru padevi, tiek samazināts kopējais loksnes absorbētās enerģijas vai siltuma daudzums. Tas savukārt samazina gan sprieguma lielumu, gan attālumu, kādā spriegums izplatās loksnē. Tomēr ir jāpieņem, ka šie apstākļi radīs mazāk spīdīgu malu apdari. dažos īpašos gadījumos faktiski var būt lietderīgi noskrāpēt vai pilnībā noņemt noslogotās vietas.

Lielākā daļa{0}}jaudīgu lāzersistēmu ir aprīkotas ar vakuuma noturēšanas-galdu un gāzes palīgplūsmu. Vairāki faktori var ietekmēt griezuma galīgo kvalitāti: izmantotās gāzes veids, šīs gāzes plūsmas ātrums un vakuuma tabulas efektivitāte tvaiku izvadīšanā. Laba gāzes plūsma pāri griezumam kopā ar efektīvu vakuumu palīdz noņemt tvaikus, kas citādi varētu sabojāt apstrādājamo priekšmetu, izraisīt nelielu uzliesmojumu-un pārogļošanos vai atstāt nevēlamus atlikumus.

Laser Cuttable Masking

Maskēšanas veiktspēja ir vēl viens svarīgs apsvērums, izvēloties akrila loksni konkrētajam lietojumam. Ja maskējums nepielīp pareizi, detaļas var tikt bojātas vai saskrāpētas ražošanas procesā, kā arī var tikt negatīvi ietekmēta paša procesa efektivitāte. Un otrādi, ja masku ir pārāk grūti noņemt, tas rada papildu darbaspēku un lielākas izmaksas. Lai samazinātu šīs problēmas, galvenais ir izvēlēties ražošanas procesam piemērotu masku.

Tradicionāli papīra maskēšana ir bijusi standarta izvēle lāzergriešanai. Ieguvums šeit ir tāds, ka tas nesaplūdīs ar akrilu griezuma malās. Tā spēcīgā, konsekventā adhēzija neļauj maskai pacelties apstrādes un griešanas laikā, kas aizsargā akrila virsmu no karstām, korozīvām gāzēm, ko rada lāzers. Taču lāzera-griežamā polietilēna maskēšana tagad ir pieejama arī uz akrila loksnēm.

Scenārijiem, kuriem nepieciešama maksimāla efektivitāte un jauda, var izmantot īpaši izstrādātu vieglu{0}}līpju polietilēna masku. Šāda veida masku ir ļoti viegli noņemt no gatavās daļas, tomēr tā joprojām nodrošina pietiekamu saķeri, lai izturētu parasto apstrādi. Lai gan tā reti ir nopietna problēma, šāda veida maskēšana var pacelties vietās, kur lāzers pārāk ilgi darbojas tukšgaitā, pateicoties tā vieglākai līmes formulai. Tas parasti notiek griezuma sākumā vai ļoti šaura rādiusa griezumu laikā. Jūs varat viegli novērst šo pacelšanos, izmantojot "ievadi"{5}}izciršanas sākumā un samazinot pulsa ātrumu vai jaudu, pārvietojoties šauros līkumos.

Ja jums nepieciešama neskarta, pulēta mala, ir pieejams īpaši izstrādāts ne-līpošs polietilēna maskējums. Tā kā visas maskas, kuru pamatā ir līmes,{2}}atstāj vismaz dažas nogulsnes uz griezuma malas, tās var nedaudz pasliktināt pulēto izskatu. Tāpēc lietojumprogrammām, kurām nepieciešams augstākās kvalitātes izskats, ir ieteicams izmantot ne-līpošu "lāzera griežamu" masku. Lai gan šo masku var būt nedaudz grūtāk noņemt nekā līmes veidu, tas nodrošina nedaudz augstākas kvalitātes malu un ir izturīgāks pret malu pacelšanos. Ja pacelšana notiek, varat veikt līdzīgas darbības, kā aprakstīts iepriekš.

Vēl viens jautājums, kas jāņem vērā attiecībā uz maskēšanu, ir grumbas. Lai saglabātu loksnes oriģinālo optiku, maskēšanai-jo īpaši augšējā virsmā- jābūt bez grumbām. Ja maskējums nav tiešā saskarē ar loksni griešanas vietā, starp masku un loksni var iesprūst karstas gāzes, kas iegravē virsmu. Kodināšana parasti ir mazāka problēma lapas apakšā, jo lielākajā daļā X{5}}Y galdu tiek izmantota vakuuma noturēšanas-sistēma, kas efektīvi izvelk karstās gāzes, pirms tās var izraisīt bojājumus.

Tāpat kā jebkurai sarežģītai tehnikai, arī lāzergriezējiem ir nepieciešama regulāra apkope, lai nodrošinātu optimālu veiktspēju. Laba prakse ir reģistrēt jaudas iestatījumus, kas nepieciešami noteikta biezuma materiāla griešanai ar noteiktu ātrumu. Laika gaitā jūs, iespējams, atklāsit, ka ir jāpalielina jaudas iestatījums vai jāsamazina griešanas ātrums. Parasti tas notiek tāpēc, ka lāzera optika kļūst netīra vai izzūd no fokusa. Ja tas notiks, griezuma kvalitāte pasliktināsies. Regulāra apkope, ko veic kvalificēts tehniķis, ir būtiska, lai saglabātu griešanas efektivitāti un kvalitāti.

Lai gan lāzeri neapšaubāmi ir lieljaudas{0}}un sarežģīti instrumenti, tie ne vienmēr ir bīstamāki par jebkuru citu veikala aprīkojumu, ja tie ir pareizi uzstādīti un darbojas. Parasti acu aizsardzībai pietiek ar standarta aizsargbrillēm. Tomēr ir svarīgi atzīmēt, ka ne visi standarta drošības brilles ir necaurredzamas līdz 10,6 mikronu gaismas viļņa garumam (tas nozīmē, ka optiskais blīvums ir 5 pie 10 600 nanometriem), kas ir izplatīts šiem lāzeriem.

Saskaņā ar ANSI standartu Z136.1 aizsargbrilles ir skaidri jāmarķē gan ar viļņa garumu, gan optiskā blīvuma aizsardzības koeficientu.

Turklāt izplūdes sistēma ir absolūti nepieciešama, lai noņemtu potenciāli kaitīgos tvaikus, kas rodas griešanas laikā. Atkarībā no konkrētā apstrādājamā materiāla var būt pat nepieciešams filtrēt šos tvaikus, pirms tie tiek izvadīti ārējā vidē. Tāpat kā jebkura aprīkojuma gadījumā, pirms lāzergriešanas sistēmas izmantošanas ir nepieciešamas atbilstošas zināšanas par darbības un drošības procedūrām.

Emissions

Dažādi pētnieki ir veikuši vairākus zinātniskus pētījumus, mēģinot noteikt precīzu emisiju daudzumu un veidu, ko rada akrila griešana ar lāzeru. Neraugoties uz visiem šiem pūliņiem, joprojām nav iespējams precīzi paredzēt -blakusproduktus un to koncentrāciju emisijas gāzēs.

Šīs emisijas ir atkarīgas no dažādiem faktoriem, tostarp lāzera parametriem, apstrādes parametriem, izmantotajām seguma gāzēm, izplūdes metodes un precīza akrila polimēra ķīmiskā sastāva. Turklāt lielākajā daļā šo pētījumu nav ņemta vērā aizsargājošā papīra vai polietilēna maskēšanas ietekme, kā arī nav ņemta vērā jebkādu pārklājumu iespējamā ietekme.

Kad akrils tiek griezts ar lāzeru, lielākā daļa sadalītā materiāla tiek pārvērsta atpakaļ tā sastāvā esošajos monomēros. lielākajā daļā akrila loksņu šie monomēri sastāv no vairāk nekā 90% metilmetakrilāta, bet pārējais ir metakrilāts. Arī daudzi piegādātāji savos akrila sastāvos izmanto etilakrilātu.

(Jāatzīmē, ka etilakrilāts ir iekļauts Nacionālās toksicitātes programmā to vielu sarakstā, kuras varētu būt kancerogēnas. Tāpat Starptautiskā vēža izpētes aģentūra etilakrilātu uzskaita kā iespējamu kancerogēnu.)

Neatkarīgu zinātnisko pētījumu laikā, ko veica Heferkamps, Gēds, Engels un Vitbekers, viņi atklāja, ka starp pārbaudītajām plastmasām akrils faktiski radīja vismazāko aerosola veidošanos (<10 mg/m3). Their work also indicated that over 90% of the emissions generated from laser cutting acrylic were gaseous methylmethacrylate monomer.

Citi pētnieki, īpaši Troughton, Sims, Ellwood un Taylor, atklāja, ka papildus metilmetakrilāta monomēram bija neliels daudzums toluola, metil-2-metil-3 pentenoāta, ksilola, trimetilbenzola un alkānu. Interesanti, ka viņi neatrada PAO (policikliskos aromātiskos ogļūdeņražus), kas bija pretrunā ar iepriekšējiem Ball, Kulik un Tan atklājumiem.

Ieteicams uzstādīt atbilstošu ventilācijas aprīkojumu, lai nodrošinātu, ka darbinieku iedarbība paliek zem regulētā līmeņa. Turklāt, ja ārā izplūdīsit gāzes, jāņem vērā vides noteikumi. Lāzergriešanas iekārtu ražotāji parasti var sniegt norādījumus, kā pareizi savākt un apstrādāt lāzera emisijas.