Kalıp, Tabela, Hırdavat Aksesuarları, Reklam Panoları, Otomobil Plakaları ve diğer ürünlerin uygulamalarında, geleneksel korozyon işlemleri yalnızca çevre kirliliğine değil, aynı zamanda düşük verimliliğe de neden olur. Talaşlı imalat, metal hurdası ve soğutma sıvıları gibi geleneksel işlem uygulamaları da çevre kirliliğine neden olabilir. Verimlilik artırılmış olsa da, doğruluk yüksek değildir ve keskin köşeler oyulamaz. Geleneksel metal derin oyma yöntemleriyle karşılaştırıldığında, lazerle metal derin oyma, kirlilik içermeyen, yüksek hassasiyetli ve karmaşık oyma işlemlerinin gereksinimlerini karşılayabilen esnek oyma içeriği gibi avantajlara sahiptir.
Metal derin oyma için yaygın malzemeler arasında karbon çeliği, paslanmaz çelik, alüminyum, bakır, değerli metaller vb. bulunur. Mühendisler, farklı metal malzemeler için yüksek verimli derin oyma parametre araştırmaları yürütürler.
Gerçek vaka analizi:
Derin oyma testini, Carmanhaas 3D Galvo Kafa ve Lens (F=163/210) ile test platformu ekipmanıyla gerçekleştirin. Oyma boyutu 10 mm×10 mm'dir. Oyma işleminin başlangıç parametrelerini Tablo 1'de gösterildiği gibi ayarlayın. Odak dışılık miktarı, darbe genişliği, hız, doldurma aralığı vb. gibi işlem parametrelerini değiştirin, derinliği ölçmek için derin oyma test cihazını kullanın ve en iyi oyma etkisine sahip işlem parametrelerini bulun.
Tablo 1 Derin oymanın başlangıç parametreleri
İşlem parametresi tablosunda, nihai derin gravür efekti üzerinde etkisi olan birçok parametre olduğunu görebiliyoruz. Her işlem parametresinin efekt üzerindeki etkisini bulmak için kontrol değişkeni yöntemini kullanıyoruz ve şimdi bunları tek tek açıklayacağız.
01 Odaklanmamanın oyma derinliği üzerindeki etkisi
İlk olarak, başlangıç parametrelerini kazımak için Raycus Fiber Lazer Kaynağını (Güç: 100 W, Model: RFL-100M) kullanın. Kazıma testini farklı metal yüzeylerde gerçekleştirin. Kazıma işlemini 305 saniye boyunca 100 kez tekrarlayın. Odaklanmayı değiştirin ve odaklamanın farklı malzemelerin kazıma efekti üzerindeki etkisini test edin.
Şekil 1 Odak dışılığın malzeme oyma derinliği üzerindeki etkisinin karşılaştırılması
Şekil 1'de görüldüğü gibi, RFL-100M'yi farklı metal malzemelerde derin gravür için kullanırken, farklı odak dışı bırakma miktarlarına karşılık gelen maksimum derinlik hakkında aşağıdaki sonuçları elde edebiliriz. Yukarıdaki verilerden, metal yüzeydeki derin oymaların en iyi gravür etkisini elde etmek için belirli bir odak dışı bırakma gerektirdiği sonucuna varılabilir. Alüminyum ve pirinç gravürü için odak dışı bırakma -3 mm, paslanmaz çelik ve karbon çeliği gravürü için ise -2 mm'dir.
02 Darbe genişliğinin oyma derinliği üzerindeki etkisi
Yukarıdaki deneyler sayesinde, RFL-100M'nin farklı malzemelerle derin gravürde optimum odak dışı kalma miktarı elde edilmiştir. Optimum odak dışı kalma miktarını kullanın, başlangıç parametrelerindeki darbe genişliğini ve ilgili frekansı değiştirin, diğer parametreler değişmeden kalsın.
Bunun başlıca nedeni, RFL-100M lazerinin her darbe genişliğinin karşılık gelen bir temel frekansa sahip olmasıdır. Frekans, karşılık gelen temel frekanstan düşük olduğunda, çıkış gücü ortalama güçten düşük olur ve frekans, karşılık gelen temel frekanstan yüksek olduğunda, tepe gücü azalır. Gravür testi, test için en büyük darbe genişliğini ve maksimum kapasiteyi kullanmalıdır, bu nedenle test frekansı temel frekanstır ve ilgili test verileri aşağıdaki testte ayrıntılı olarak açıklanacaktır.
Her darbe genişliğine karşılık gelen temel frekans: 240 ns, 10 kHz, 160 ns, 105 kHz, 130 ns, 119 kHz, 100 ns, 144 kHz, 58 ns, 179 kHz, 40 ns, 245 kHz, 20 ns, 490 kHz, 10 ns, 999 kHz. Yukarıdaki darbe ve frekans üzerinden gravür testini gerçekleştirin, test sonucu Şekil 2'de gösterilmiştir.
Şekil 2 Darbe genişliğinin gravür derinliği üzerindeki etkisinin karşılaştırılması
Grafikten görülebileceği gibi, RFL-100M ile gravür yapılırken, darbe genişliği azaldıkça gravür derinliği de buna bağlı olarak azalmaktadır. Her bir malzemenin gravür derinliği 240 ns'de en yüksek değere ulaşmaktadır. Bu durum, esas olarak, darbe genişliğinin azalmasıyla tekli darbe enerjisinin azalmasından kaynaklanmaktadır. Bu da metal malzemenin yüzeyindeki hasarı azaltarak gravür derinliğinin giderek küçülmesine neden olmaktadır.
03 Frekansın gravür derinliği üzerindeki etkisi
Yukarıdaki deneyler sayesinde, farklı malzemelerle kazıma yaparken RFL-100M'nin en iyi odak dışı bırakma miktarı ve darbe genişliği elde edilmiştir. En iyi odak dışı bırakma miktarını ve darbe genişliğini kullanarak, değişmeden kalmasını sağlayın, frekansı değiştirin ve farklı frekansların kazıma derinliği üzerindeki etkisini test edin. Test sonuçları Şekil 3'te gösterilmiştir.
Şekil 3 Malzemenin derin oyulması üzerinde frekansın etkisinin karşılaştırılması
Tablodan görülebileceği gibi, RFL-100M lazer çeşitli malzemeleri kazırken, frekans arttıkça her bir malzemenin kazıma derinliği buna bağlı olarak azalmaktadır. Frekans 100 kHz olduğunda kazıma derinliği en büyüktür ve saf alüminyumun maksimum kazıma derinliği 2,43 mm, pirinç için 0,95 mm, paslanmaz çelik için 0,55 mm ve karbon çeliği için 0,36 mm'dir. Bunlar arasında alüminyum, frekans değişikliklerine en duyarlı olanıdır. Frekans 600 kHz olduğunda, alüminyum yüzeyinde derin kazıma yapılamaz. Pirinç, paslanmaz çelik ve karbon çeliği frekanstan daha az etkilenirken, onlar da artan frekansla birlikte kazıma derinliğinin azalma eğilimi göstermektedir.
04 Hızın gravür derinliğine etkisi
Şekil 4 Oyma hızının oyma derinliği üzerindeki etkisinin karşılaştırılması
Tablodan görülebileceği gibi, gravür hızı arttıkça gravür derinliği de buna bağlı olarak azalmaktadır. Gravür hızı 500 mm/s olduğunda, her bir malzemenin gravür derinliği en yüksek seviyededir. Alüminyum, bakır, paslanmaz çelik ve karbon çeliğinin gravür derinlikleri sırasıyla: 3,4 mm, 3,24 mm, 1,69 mm ve 1,31 mm'dir.
05 Doldurma aralığının gravür derinliği üzerindeki etkisi
Şekil 5 Doldurma yoğunluğunun gravür verimliliği üzerindeki etkisi
Tablodan görülebileceği gibi, dolgu yoğunluğu 0,01 mm olduğunda alüminyum, pirinç, paslanmaz çelik ve karbon çeliğinin gravür derinlikleri maksimumdur ve dolgu aralığı arttıkça gravür derinliği azalır; dolgu aralığı 0,01 mm'den başlar. 0,1 mm'lik işlemde 100 gravürü tamamlamak için gereken süre kademeli olarak kısalır. Dolgu mesafesi 0,04 mm'den fazla olduğunda ise kısalma süresi aralığı önemli ölçüde azalır.
Sonuç olarak
Yukarıdaki testler aracılığıyla, RFL-100M kullanılarak farklı metal malzemelerin derin oyulması için önerilen işlem parametrelerini elde edebiliriz:
Gönderi zamanı: 11 Temmuz 2022