Dalam industri logam tersinter, kualiti pemotongan adalah penting untuk prestasi produk akhir. Di antara pelbagai kaedah pemotongan, pemotongan laser menonjol kerana ketepatan tinggi,-sifat tidak bersentuhan dan fleksibiliti.
Walau bagaimanapun, apabila memotong bahan logam berliang seperti titanium atau nikel felt, laser gelombang berterusan{0}}tradisional terdedah kepada input haba yang berlebihan, yang membawa kepada pencairan tepi, pembentukan lapisan semula jadi dan juga penyumbatan liang. Ini sangat menjejaskan kebolehtelapan bahan, aktiviti pemangkin atau kecekapan penapisan.
Artikel ini menyelidiki proses dan teknologi laser termaju yang secara asasnya menangani cabaran ini.
1. Punca Punca: Mengapa Pencairan Tepi Berlaku?
Memahami punca adalah kunci untuk mencari penyelesaian. Intipati lebur tepi ialah "terlalu panas."
Kesan Pengumpulan Haba: Teras logam terdiri daripada gentian yang saling bersambung. Walaupun kekonduksian termanya lebih baik daripada dirasai polimer, struktur berliang tiga-dimensi menghasilkan laluan pengaliran haba terputus dan kapasiti haba yang lebih rendah berbanding kepingan logam pepejal. Input tenaga berterusan daripada laser CW menyebabkan haba terkumpul dengan cepat dalam zon pemotongan-melebihi takat lebur bahan-sebelum ia boleh meresap ke dalam bahan pukal.
Ciri-ciri Bahan: Titanium dan nikel kedua-duanya adalah logam reaktif, dengan titanium mempunyai pertalian tinggi untuk oksigen dan nitrogen. Pada suhu tinggi, tepi yang dipotong mengalami pengoksidaan dan nitridasi, membentuk lapisan sebatian yang keras dan rapuh. Ini disertai dengan-pemejalan semula bahan cair, yang memusnahkan struktur gentian asal dan keliangan.
2. Penyelesaian: Lonjakan Teknologi daripada "Berterusan" kepada "Berdenyut"
Prinsip teras adalah untuk mengurangkan jumlah input haba dan menyediakan "masa penyejukan" yang mencukupi untuk bahan. Ini terutamanya dicapai melalui dua teknologi utama:
►1. Mengguna pakai Laser Gentian Berdenyut – Penyelesaian Teras
Tidak seperti laser gelombang-berterusan, laser berdenyut mengeluarkan "denyut laser" pada frekuensi yang sangat tinggi dan tempoh yang sangat singkat (nanosaat, picosaat atau bahkan tahap femtosaat). Setiap nadi mencipta titik kecil ablasi atau pengewapan, manakala semasa selang antara denyutan, bahan menyejukkan dengan secukupnya.
►2. Mengoptimumkan Gas Bantuan – Elemen Sinergis yang Sangat Penting
Gas bantuan memainkan dua peranan dalam pemotongan laser: mengeluarkan bahan cair dan mengambil bahagian dalam tindak balas kimia. Pilihan gas amat penting untuk{1}}bahan mudah teroksidasi seperti titanium dan nikel felt.
Pilihan Pilihan:-Gas Lengai Ketulenan Tinggi (cth, Argon, Ar)
Fungsi: Mencipta suasana perlindungan, mengasingkan bahagian tepi yang dipotong daripada oksigen dan nitrogen dengan berkesan untuk mengelakkan tindak balas kimia pada suhu tinggi. Pada masa yang sama,-aliran gas berkelajuan tinggi segera mengalihkan bahan terwap atau cair minima daripada alur, menghalang pemendapan dan pemejalan semula-nya pada tepi gentian.
Gunakan dengan Berhati-hati: Oksigen/Udara Mampat
Walaupun pemotongan oksigen keluli karbon meningkatkan kelajuan melalui tindak balas eksotermik, untuk titanium dan nikel, ia menyebabkan pengoksidaan teruk pada tepi potong, membentuk lapisan oksida yang tebal dan rapuh disertai dengan lebur yang ketara, dan harus dielakkan dengan ketat.
3. Kawalan Parameter Proses Utama: Mencapai Ketepatan "Microsurgery"
Walaupun dengan laser berdenyut dan gas lengai, tetapan parameter adalah langkah terakhir yang menentukan kejayaan.
►Kuasa Puncak & Frekuensi Nadi: Kuasa puncak yang lebih tinggi memastikan pengewapan bahan yang berkesan, manakala frekuensi nadi yang sesuai (tidak semestinya lebih tinggi adalah lebih baik) mesti sepadan dengan kelajuan pemotongan untuk memastikan masa penyejukan yang mencukupi untuk setiap nadi.
►Kelajuan Pemotongan: Kelajuan yang terlalu perlahan membawa kepada input haba yang berlebihan; terlalu cepat boleh mengakibatkan potongan tidak lengkap atau tepi kasar. Matlamatnya adalah untuk menggunakan kelajuan setinggi mungkin sambil memastikan penembusan lengkap.
►Kedudukan Fokus: Selaraskan fokus dengan tepat pada atau sedikit di dalam permukaan bahan untuk mencapai diameter titik terkecil dan ketumpatan tenaga tertinggi untuk pemotongan yang lebih halus.
►Kadar Aliran Muncung & Gas: Pilih diameter muncung yang sesuai dan pastikan aliran gas lengai-ketulenan tinggi yang mencukupi untuk membentuk tirai pelindung yang berkesan dan keupayaan lenting yang cekap.
