تأثير "الانفجار": القاعدة الذهبية لقطع الثقوب بالليزر في الصفائح المعدنية
مشكلة "الفوهة الذائبة" أنت تصمم حامل تثبيت ثقيل من فولاذ كربوني بقطر 8 ملم. تحتاج إلى تثبيت لوحة اسم صغيرة عليه، لذا تضيف ثقبين ∅2 مم إلى نموذج CAD الخاص بك. ترسل ملف DXF إلى مصنع.
عندما تصل الأجزاء، لا تبدو تلك الثقوب بحجم 2 مم كفتحات على الإطلاق. تبدو كأنها براكين صغيرة مذابة. المعدن مشوه، والحواف مسننة، والبراغي لن تناسب. ماذا حدث؟ لقد انتهكت قوانين الديناميكا الحرارية في القطع بالليزر. فيجيني بريسيجنليزراتنا الليفية دقيقة للغاية، لكنها لا تزال تقطع بحرارة شديدة. عندما تطلب من الليزر قطع ثقبا مجهريا في صفيحة سميكة، تنهار الفيزياء. إليك دليل المهندس حول "قاعدة 1 إلى 1" وكيف نضمن أن تكون ثقوبك دائرية تماما في كل مرة.
1. القاعدة الذهبية: نسبة 1 إلى 1
في تصنيع الصفائح المعدنية، هناك قاعدة شمولية DFM (التصميم من أجل قابلية التصنيع) للثقوب المقطوعة بالليزر: يجب أن يكون قطر الثقب أكبر أو يساوي سمك المادة (D≥T).
المثال أ: إذا كنت تقطع ألمنيوم بسماكة 3 مم، أصغر ثقب يمكن للليزر قطعه بدقة هو ∅3 مم.
مثال ب: إذا كنت تقطع فولاذا بسماكة 10 مم، يجب أن تكون أصغر فتحة ∅10 مم.
إذا انخفضت عن هذه النسبة (مثلا، ثقب 2 مم في صفيحة 10 مم)، يقضي الليزر وقتا طويلا في منطقة صغيرة وموضعية واحدة. الحرارة لا يمكن أن تتبدد بسرعة كافية. بدلا من تبخير الخط بشكل نظيف، يتحول المعدن المحيط إلى بركة منصهرة. هذا ما يسمى"انفجار."
2. فيزياء "الثقب" و"التدريج"
لماذا يحدث الانفجار؟ الأمر يعتمد على كيفية بدء الليزر في قطعه. قبل أن يتمكن الليزر من قطع دائرة، يجب عليه أولا "اختراق" المعدن عموديا. على الألواح السميكة، يستغرق هذا الثقب جزءا من الثانية أكثر، مولدا حرارة هائلة ونفخ الخبث المنصهر إلى الأعلى. إذا كان الثقب كبيرا، يخترق الليزر مركز المادة النفايات (الرصاصة) ثم يتحرك للخارج لقطع الحافة النظيفة. إذا كان الثقب صغيرا، فإن الثقب العنيف يحدث مباشرة على حافة الجزء الفعلي، مما يدمر التحمل. تأثير التدريج: حتى لو لم يذوب الثقب، فإن شعاع الليزر طبيعي له شكل ساعة رملية خفيفة. في حفرة صغيرة وعميقة جدا، ينتج عنتدرج. قد يكون الثقب ∅3.0 مم على السطح العلوي، لكنه فقط ∅2.7 مم على السطح السفلي. إذا كنت تنوي الضغط على دبوس في هذه الفتحة، فسوف يعلق.
هل تحتاج إلى مراجعة لتقنيات القطع؟إذا كنت تقطع صفيحة سميكة جدا، قد تفكر في طرق أخرى. اقرأ دليلنا علىليزر الألياف مقابل قطع البلازمالأرى كيف يقارنون بجودة الحواف.
3. ماذا لو كان يجب أن يكون لديك ثقب صغير؟
غالبا ما يسأل المهندسون: "أنا حقا بحاجة إلى فتحة ملولبة بحجم 2 مم في هذه اللوح 8 مم. ما هي خياراتي؟" إذا كان تصميمك يتطلب ثقبا أصغر من سمك المادة، فلا نحاول فقط "بذل قصارى جهدنا" ونأمل أن تنجح. نحن نغير عملية التصنيع. الحل أ: طريقة "الحفر والحفر" بدلا من محاولة قطع الثقب بالليزر، نستخدم الليزر على إعداد منخفض القدرة ببساطةإيتش (علامة)علامة تصويب في الإحداثي المركزي بالضبط. بعد قطع القطعة، يأخذها المشغلون إلى مكبس الحفر أو مطحنة CNC ويثقبون الثقب فعليا باستخدام رأس حفر HSS أو Carbide القياسي.
النتيجة: تحمل مثالي، بدون تشويه حراري، لكن تكلفة العمل أعلى قليلا.
الحل ب: التحول إلىالطحن CNC إذا كان لوحك السميك يحتوي على عشرات الثقوب الصغيرة والدقيقة جدا، فقد لا يكون قطعة من صفائح معدنية على الإطلاق. قد يكون هذا من خلال تشغيل آلة CNC.
النتيجة: نوجه الجزء إلى مطاحن CNC ثلاثية المحاور، والتي يمكنها بسهولة حفر ثقب بحجم ∅1 مم في معدن بسماكة 20 مم دون أن يتعب القلق.
الخلاصة: نكتشف الأخطاء قبل أن تكلفك
برنامج CAD جيد يسمح لك برسم ثقب بحجم 0.5 مم في صفيحة فولاذية بحجم 50 مم. المصنع الجيد سيخبرك لماذا لا يجب عليك ذلك. فيجيني بريسيجن، نقوم بإجراء فحص شامل لبرنامج DFM على كل نمط مستو قبل أن يصطدم بالليزر. إذا لاحظنا ثقبا يخالف قاعدة السماكة 1 إلى 1، سنعلم ذلك في عرض السعر الخاص بك. سنسألك: "هل تريدون منا أن نحفر ونحفر هذا، أم يمكننا زيادة حجم الثقب؟" هذا التواصل الاستباقي يوفر عليك استلام القطع غير الصالحة ويحافظ على سير خط التجميع. هل لديك تصميم صفائح معدنية معقدة؟ قم بتحميل ملفات DXF أو STEP الخاصة بك اليوم. سيقوم مهندسونا بالتحقق من نسب الثقب إلى السماكة الخاصة بك ويقدمون عرض سعر موثوق وقابل للتصنيع.
