Lazerle metal kesme işlemi nedir?

Lazer kesimyüksek güçlü bir lazer kullanılarak metal ve diğer malzemeleri kesmek için kullanılan hassas ve etkili bir yöntemdir. Süreç, doğruluğu, hızı ve karmaşık tasarımlar oluşturma yeteneği nedeniyle imalat, otomotiv, havacılık ve metal işleme dahil olmak üzere çeşitli endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu kılavuzda lazer kesimin nasıl çalıştığını, ilgili temel bileşenleri ve lazer kesim türlerini açıklayacağız.

1. Lazer Kesim Nedir?

Lazer kesim, metal, plastik ve ahşap gibi malzemeleri kesmek veya oymak için odaklanmış bir ışık ışınını (lazer) kullanan bir işlemdir. Lazer ışını malzemeyi eritir, yakar veya buharlaştırarak geride minimum atıkla temiz, yüksek kaliteli bir kesim bırakır.

2. Lazer Kesimin Temel Bileşenleri

- Lazer Kaynağı: Lazer ışını bir lazer jeneratöründen kaynaklanır (CO2, fiber veya Nd:YAG lazerler genellikle metal kesme için kullanılır). Lazer güçlendirilir ve kesme malzemesine doğru yönlendirilir.

- Odaklayıcı Mercek: Bir mercek veya mercek dizisi, lazer ışınını küçük bir noktaya odaklayarak malzemeyle temas ettiği noktada yoğunluğunu artırır.

- Kesme Kafası: Kesme kafası lazer ışınını malzeme üzerine yönlendirir. CNC (Bilgisayarlı Sayısal Kontrol) veya diğer yönlendirme sistemleri tarafından kontrol edilen programlanmış yol boyunca hareket eder.

- Yardımcı Gaz: Oksijen, nitrojen veya hava gibi gazlar genellikle kesme işlemine yardımcı olmak için nozuldan üflenir, erimiş malzemenin çıkarılmasına ve kesim kalitesinin iyileştirilmesine yardımcı olur.

- Malzeme Yatağı: Metal, kesme işlemi sırasında malzemeyi destekleyen sabit bir yatak veya masa üzerine yerleştirilir.

3. Lazer Kesim Süreci

Lazer kesim işlemi aşağıdaki adımlara ayrılabilir:

Adım 1: Tasarım ve Programlama

- CAD Tasarımı: İlk adım, kesilmesi gereken parça veya bileşen için bir tasarım oluşturmaktır. Bu, CAD (Bilgisayar Destekli Tasarım) yazılımı kullanılarak yapılır. Tasarım, lazer kesim makinesinin okuyabileceği bir formata, genellikle bir vektör dosyasına dönüştürülür.

- CNC Programlama: Tasarım, lazer kesim makinesini kontrol eden CNC sistemine yüklenir. Tasarımı kesme talimatlarına dönüştürerek lazeri nasıl ve nerede keseceği konusunda yönlendirir.

Adım 2: Malzeme Hazırlama

- Kesilecek sac veya malzeme makine yatağına yerleştirilir. Lazer kesimde kullanılan yaygın metaller arasında çelik, paslanmaz çelik, alüminyum, pirinç ve bakır bulunur.

Adım 3: Lazer Kesim

- Işın Üretimi: Lazer kaynağı, yüksek enerjili bir ışık ışını üretir ve bu ışın, daha sonra yoğun bir ısı noktası oluşturmak için mercekler aracılığıyla odaklanır.

- Malzeme Isıtma: Odaklanmış lazer ışını metale çarptığında enerji emilir ve malzemenin hızla ısınmasına ve erimesine, yanmasına veya buharlaşmasına neden olur.

- Yardımcı Gaz: Bir nozül vasıtasıyla kesme alanına bir yardımcı gaz (oksijen veya nitrojen gibi) yönlendirilir. Erimiş metal ve kalıntıların temizlenmesine yardımcı olur, ayrıca malzemeyi soğutur ve kesme hızını ve hassasiyetini artırır.

 - Oksijen, metalle reaksiyona girerek ısı ürettiğinden ve kesme işlemini hızlandırdığından yumuşak çeliğin kesilmesinde sıklıkla kullanılır.

 - Paslanmaz çelik gibi malzemelerde oksidasyonu önlemek ve temiz bir kenar sağlamak için nitrojen kullanılır.

- Lazer Hareketi: CNC kontrollü lazer kesim kafası, tasarımı takip ederek programlanan yol boyunca hareket eder. Lazerin hızı, gücü ve odak noktası, kesilen malzemeye ve metalin kalınlığına göre ayarlanır.

Adım 4: Soğutma ve Son İşlem

- Lazer malzemeyi keserken, erimiş veya buharlaşmış metal yardımcı gaz tarafından üflenir ve temiz, düzgün bir kesim sağlanır.

- Kesim tamamlandıktan sonra, istenen yüzeye bağlı olarak kenarlar düzleştirilebilir veya çapakları alınabilir.

- Lazerin hassasiyeti nedeniyle kalan hurda metal veya atık malzeme minimum düzeydedir.

4. Metal için Lazer Kesim Çeşitleri

Malzemeye ve uygulamaya bağlı olarak çeşitli lazer kesim yöntemleri vardır:

A. Buharlaşma Kesimi

- Lazer ışını malzemeyi kaynama noktasına kadar ısıtarak buharlaşmasına neden olur. Bu yöntem ahşap veya plastik gibi malzemeler için uygundur ancak ince metaller için de kullanılabilir.

B. Eriyik ve Üfleme Kesim (Füzyon Kesim)

- Malzeme eriyene kadar ısıtılır ve yüksek basınçlı bir gaz (genellikle nitrojen) erimiş metali kesimden dışarı üfler. Bu yöntem paslanmaz çelik ve alüminyum gibi metallerin kesilmesinde yaygındır.

C. Reaktif Kesim (Alevle Kesim)

- Oksijen destekli lazer kesim olarak da bilinen bu yöntem, oksi-yakıtlı kesime benzer. Oksijen kesme alanına üflenir ve metal oksijenle reaksiyona girerek ek ısı üretir ve kesme işlemini hızlandırır. Bu genellikle kalın çeliğin kesilmesi için kullanılır.

D. Termal Gerilim Çatlaması

- Cam gibi bazı kırılgan malzemeler kontrollü termal stres kullanılarak kesilebilir. Lazer bölgesel ısınmaya neden olur ve malzeme soğudukça kesme yolu boyunca çatlar.

5. Lazer Kesim Metalin Avantajları

- Yüksek Hassasiyet: Lazer kesim, dar toleranslarla son derece hassas kesimler üretebilir, bu da onu karmaşık tasarımlar için ideal kılar.

- Temiz Kesimler: Lazer pürüzsüz, temiz kenarlar üreterek çoğu zaman ikincil son işlem ihtiyacını ortadan kaldırır.

- Çok yönlü: Lazer kesim, ince saclardan kalın plakalara kadar çok çeşitli metal ve kalınlıklarda çalışır.

- Daha Az Atık: Lazer kesim oldukça verimlidir ve diğer kesme yöntemleriyle karşılaştırıldığında malzeme israfını azaltır.

- Hız: Özellikle ince metalleri keserken, mekanik kesme gibi geleneksel yöntemlere kıyasla daha yüksek kesme hızları sunar.

6. Metalde Lazer Kesim Uygulamaları

Lazer kesim aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli endüstrilerde kullanılmaktadır:

- Otomotiv: Şasi bileşenleri ve motor parçaları gibi metal parçaların kesilmesi için.

- Havacılık: Uçak ve uzay araçları için hassas bileşenler oluşturmak.

- İmalat: Braketler, mahfazalar ve sac metal parçalar dahil olmak üzere özel metal imalat için.

- Takı Yapımı: Detaylı metal tasarımlar ve desenler için.

- İnşaat: Çelik kirişlerin, panellerin ve kaplamaların kesilmesi.

Çözüm

Metalin lazerle kesilmesi, çok çeşitli endüstrilerde üstün doğruluk, hız ve esneklik sağlayan oldukça verimli ve hassas bir işlemdir. İster ince sacları ister kalın çelik levhaları kesiyor olun, doğru lazer kesim yöntemi ve ekipmanı üretkenliği önemli ölçüde artırabilir ve malzeme israfını azaltabilir. Süreci anlamak, daha iyi kalite kontrolü sağlar ve belirli metal işleme ihtiyaçları için en uygun lazer kesim tipinin seçilmesine yardımcı olur.

Dongguan Fu Cheng Xin Communication Technology Co., Ltd. geliştirme, üretim, montaj, ODM tek elden hizmet donanım tedarikçilerine kendini adamıştır. Lei.wang@dgfcd.com.cn adresinden bize soruşturma yapmaya hoş geldiniz.