ผู้เล่นมหาสมุทร

โอเชียนเพลย์เลอร์ อุปกรณ์เลเซอร์อุตสาหกรรม | การทำความสะอาด การเชื่อม การทำเครื่องหมาย ระบบอัตโนมัติ การทดสอบตัวอย่าง | การจัดส่งทั่วโลก
ระบบหลัก
สินค้าขายดี เครื่องทำความสะอาดด้วยเลเซอร์แบบพัลส์ Oceanplayer 500W
นางแบบเด่น
เครื่องทำความสะอาดเลเซอร์แบบพัลส์ 500 วัตต์

ความเร็วในการทำความสะอาดแบบพัลส์ที่สูงขึ้น พร้อมการควบคุมแรงกระแทกบนพื้นผิว

กำลังไฟ 500 วัตต์แบบพัลส์การควบคุมที่ดีสินค้าขายดี
การใช้งาน
อุตสาหกรรม
กรณีศึกษา
แหล่งข้อมูล
คู่มือการกำจัดวัสดุด้วยเลเซอร์

การตัดเฉือนด้วยลำแสงเลเซอร์ (Laser Beam Machining หรือ LBM) คืออะไร? วิธีการทำงาน การใช้งาน และข้อจำกัด

การตัดเฉือนด้วยลำแสงเลเซอร์ (Laser beam machining หรือ LBM) เป็นกระบวนการตัดเฉือนแบบไม่สัมผัส โดยใช้ลำแสงเลเซอร์ที่โฟกัสเพื่อกำจัดวัสดุออกไปสามารถตัด เจาะ สลัก เซาะร่อง หรือกัดเซาะชิ้นงานได้ ผลลัพธ์ที่ได้ขึ้นอยู่กับวัสดุ ความยาวคลื่น รูปแบบพัลส์ รูปร่างลำแสง การเคลื่อนที่ ก๊าซ และเกณฑ์การยอมรับ ไม่ใช่กำลังวัตต์ของเครื่องจักรเพียงอย่างเดียว

คู่มือวิศวกรรมที่เน้นคำตอบเป็นอันดับแรกการคัดเลือกกระบวนการการป้องกันข้อบกพร่องอัปเดตเมื่อ August 12, 2026
หัวตัดเลเซอร์ CNC สำหรับการตัดเฉือนวัสดุในสายการผลิตระดับอุตสาหกรรม
ภาพถ่าย: Henrysz วิกิพีเดีย, CC BY 4.0.
สิ่งที่มันไม่ลบวัสดุออก

LBM ใช้พลังงานแสงที่ดูดซับเพื่อหลอมละลาย ระเหย กัดกร่อน หรือสลายตัวในบริเวณที่ควบคุมได้ของชิ้นงาน

เหมาะสมที่สุดงานละเอียด ประณีต หรือละเอียดอ่อน

วิธีนี้ได้ผลดีที่สุดเมื่อเกิดปัญหาจากการสัมผัสของเครื่องมือ ใบมีดขนาดเล็ก เส้นทางที่ซับซ้อน หรือการกำจัดแบบเลือกเฉพาะจุด

ข้อได้เปรียบหลักไม่มีแรงตัด

ลำแสงไม่ได้กดลงบนชิ้นส่วน และไม่มีคมตัดแบบทั่วไปที่อาจทื่อหรือแตกหักได้

ข้อจำกัดหลักความเสี่ยงด้านความร้อนและกระบวนการผลิต

บริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน การหล่อใหม่ เศษวัสดุ การเรียว และการดูดซับที่แปรผัน ยังคงต้องได้รับการทดสอบและตรวจสอบต่อไป

หลักการทำงาน

การตัดเฉือนด้วยลำแสงเลเซอร์ทำงานอย่างไร?

ลำแสงถูกสร้างขึ้น ปรับรูปร่าง และโฟกัสไปยังพื้นที่เล็กๆ พื้นผิวจะดูดซับแสงบางส่วน เมื่อพลังงานเฉพาะที่และเวลาการปฏิสัมพันธ์เข้าสู่ช่วงเวลาที่ใช้งานได้ วัสดุจะเปลี่ยนสถานะและถูกกำจัดออกไป จากนั้นการเคลื่อนไหวจะนำพาการปฏิสัมพันธ์ไปทั่วรูปทรงเรขาคณิตที่ตั้งโปรแกรมไว้

01ผลิต

แหล่งกำเนิดพลังงานเลเซอร์จะจ่ายพลังงานเลเซอร์แบบต่อเนื่องหรือแบบเป็นจังหวะ ที่ความยาวคลื่นและช่วงกำลังส่งออกที่กำหนดไว้

02รูปทรงและจุดโฟกัส

ระบบเลนส์จะกำหนดลักษณะลำแสง ขนาดจุดโฟกัส ตำแหน่งโฟกัส และความชัดลึกที่ใช้งานได้

03ซึมซับ

วัสดุนี้ดูดซับแสงบางส่วน การเชื่อมต่อจะเปลี่ยนแปลงไปตามความยาวคลื่น สภาพพื้นผิว และอุณหภูมิ

04ลบรายการออกจากรถเข็น

การหลอม การหดตัวของไอ การกัดกร่อน การสลายตัว หรือการแตกหักแบบควบคุม จะแยกวัสดุออกจากชิ้นส่วน

05เคลียร์และตรวจสอบ

ก๊าซ การไหลของควัน หรือการไหลผ่านซ้ำๆ จะช่วยกำจัดเศษสิ่งสกปรกออกไป จากนั้นจึงตรวจสอบชิ้นส่วนนั้นเทียบกับขีดจำกัดการยอมรับจริง

แนวคิดหลักคือเลเซอร์ไม่ได้แค่ "เผาสร้างรูปทรง" เท่านั้น แต่สร้างการไหลของพลังงานและวัสดุอย่างเป็นระบบ การตัดหรือเจาะรูที่มั่นคงต้องอาศัยแหล่งกำเนิดแสง เลนส์ การเคลื่อนที่ หัวฉีด ก๊าซ วัสดุ และระบบดูดเศษวัสดุทำงานร่วมกัน

กลไกการกำจัด

อะไรคือสิ่งที่ช่วยกำจัดวัสดุนั้นออกไปโดยตรง?

ผลลัพธ์ที่มองเห็นได้อาจเป็นรอยตัด รู หรือพื้นผิวที่มีลักษณะเป็นลวดลาย แต่หลักการทางฟิสิกส์ที่อยู่เบื้องหลังนั้นอาจแตกต่างกันไป กระบวนการจริงส่วนใหญ่จะใช้กลไกมากกว่าหนึ่งอย่างร่วมกัน การรู้ว่ากลไกใดมีบทบาทสำคัญจะช่วยให้คุณคาดการณ์เศษวัสดุ คุณภาพของขอบ ความร้อนที่เกิดขึ้น และความต้องการในการดูดออกได้

ละลายการหลอมและการดีดออก

ลำแสงจะหลอมละลายบริเวณแคบๆ และแรงดันของก๊าซหรือไอจะดันของเหลวออกมา กระบวนการนี้พบได้ทั่วไปในการตัดแบบหลอมละลาย การดีดชิ้นงานที่ดีช่วยให้การทำงานเร็วขึ้น การดีดชิ้นงานที่อ่อนแอหรือไม่เสถียรอาจทำให้มีเศษโลหะตกค้าง รอยตัดกว้าง หรือการตัดไม่สมบูรณ์

ไอการระเหยและการดีดกลับ

พลังงานเฉพาะที่สูงขึ้นสามารถก่อให้เกิดไอน้ำได้ แรงดันไอน้ำช่วยเปิดช่องเล็กๆ หรือขับไล่วัสดุออกไป แต่กลุ่มไอน้ำที่ไม่เสถียรอาจรบกวนการส่งพลังงานและทำให้เกิดการตกตะกอนของอนุภาคอีกครั้ง การดูดอากาศและการดูแลรักษาหน้าต่างป้องกันจึงมีความสำคัญ

อะเบลทการจี้ด้วยคลื่นพัลส์

การปล่อยคลื่นสั้นๆ จะกำจัดวัสดุออกไปทีละน้อย เป้าหมายคือการกำจัดอย่างควบคุมได้โดยจำกัดการแพร่กระจายความร้อนไปยังชิ้นส่วนโดยรอบ การปล่อยคลื่นที่สั้นลงสามารถลดบริเวณการปฏิสัมพันธ์ทางความร้อนได้ แต่ไม่รับประกันว่ากระบวนการจะเย็นสนิทหรือปราศจากความเสียหายอย่างสมบูรณ์

สลายตัวการสลายตัวของความร้อน

โพลิเมอร์ สารเคลือบ และวัสดุผสม อาจอ่อนตัว ระเหย หรือสลายตัวทางเคมีได้ ควันของวัสดุเหล่านี้อาจแตกต่างจากวัสดุเดิม ดังนั้นกระบวนการดังกล่าวจึงจำเป็นต้องมีการตรวจสอบอันตรายอย่างละเอียด การดักจับที่เหมาะสม และการทดสอบหาสารตกค้างหรือความเสียหายของพื้นผิว

เหตุใดเรื่องนี้จึงสำคัญเมื่อทำการจัดซื้อ:ผู้ผลิตสองรายอาจกล่าวได้ว่าเลเซอร์ "ใช้งานได้" แต่ให้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกันในด้านองค์ประกอบทางเคมีของขอบ การหล่อใหม่ เศษวัสดุ และเวลาในการทำงาน ดังนั้นจึงควรกำหนดผลลัพธ์ที่ยอมรับได้ก่อน จากนั้นจึงตรวจสอบเส้นทางการกำจัดวัสดุที่เด่นชัดที่สุดบนชิ้นส่วนตัวอย่าง

ขอบเขตกระบวนการ

LBM เหมือนกับการตัดด้วยเลเซอร์หรือไม่?

ไม่ การตัดด้วยเลเซอร์เป็นเพียงประเภทหนึ่งของการตัดเฉือนด้วยลำแสงเลเซอร์ LBM เป็นกลุ่มกระบวนการตัดเฉือนด้วยเลเซอร์แบบลบวัสดุในวงกว้าง คำนี้มีประโยชน์มากที่สุดเมื่อเป้าหมายคือการกำจัดวัสดุอย่างตั้งใจ

รวมอยู่ใน LBM ที่เข้มงวด

กระบวนการเหล่านี้เป็นการกำจัดวัสดุออกจากชิ้นงาน:

  • การตัดตามรูปทรงและโครงร่าง
  • การเจาะแบบพัลส์เดี่ยว การเจาะแบบกระแทก การเจาะแบบเทเปอร์ และการเจาะแบบเกลียว
  • การขีดเส้น การเซาะร่อง และการตัดแต่ง
  • การสร้างพื้นผิวและการกำจัดโพรง
  • การเคลือบแบบเลือกเฉพาะหรือการกำจัดฟิล์มบาง
  • กระบวนการทำเครื่องหมายบางอย่างที่กำจัดหรือเปลี่ยนแปลงชั้นผิว
LBM ที่เกี่ยวข้อง แต่ไม่ใช่การหักลบ

กระบวนการเลเซอร์เหล่านี้เป็นการเพิ่ม เชื่อมต่อ หรือเปลี่ยนแปลงวัสดุโดยไม่ใช้การกำจัดเป็นกระบวนการหลัก:

  • การเชื่อมและการบัดกรีด้วยเลเซอร์
  • การเคลือบด้วยเลเซอร์และการตกตะกอนด้วยพลังงานแบบกำหนดทิศทาง
  • การชุบแข็งด้วยเลเซอร์และการอบชุบด้วยความร้อน
  • การผลิตสารเติมแต่ง
  • การกลึงหรือการกัดด้วยเลเซอร์ โดยใช้เครื่องมือตัดเพื่อกำจัดวัสดุที่อ่อนตัวลง
  • การดัดแปลงภายในตามด้วยขั้นตอนการแตกหักหรือการกัดกร่อนแยกต่างหาก
การดำเนินงานหลัก

การทำงานของเครื่องจักร LBM ใดบ้างที่ใช้สำหรับการตัด การเจาะ การขีดเส้น และการกำจัด?

CUTตัดเลเซอร์

ลำแสงที่เคลื่อนที่ทำให้เกิดร่องตัดผ่านแผ่นโลหะหรือชิ้นส่วน ในการตัดโลหะ ก๊าซช่วยมักจะพ่นวัสดุหลอมเหลวออกมาและอาจเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางเคมีของขอบตัด ความกว้างของร่องตัด เศษโลหะ รอยขีดข่วน ความเรียว และโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (HAZ) กลายเป็นตัวชี้วัดคุณภาพที่สำคัญ

เจาะเจาะเลเซอร์

การเจาะด้วยแรงกระแทกเพียงครั้งเดียวหรือหลายครั้งสามารถทำให้เกิดรูได้ การเจาะแบบกระแทกจะใช้แรงกระแทกซ้ำๆ ที่จุดเดียว ในขณะที่การเจาะแบบเทรแพนนิ่งและการเจาะแบบเกลียวจะเคลื่อนลำแสงไปตามเส้นทางเพื่อกำหนดรูปร่างของรู เส้นผ่านศูนย์กลางทางเข้า เส้นผ่านศูนย์กลางทางออก ความเรียว และการหล่อใหม่ล้วนมีความสำคัญ

อาลักษณ์การขีดเขียนและการเซาะร่อง

ลำแสงจะสร้างเป็นเส้นหรือร่องตื้นๆ แทนที่จะตัดผ่าน การใช้งานรวมถึงการสร้างเส้นแบ่งที่ควบคุมได้ ฉนวนไฟฟ้า การตัดแต่ง และการเตรียมวัสดุสำหรับการแปรรูปในขั้นตอนต่อไป

อะเบลทการกำจัดและการสร้างพื้นผิว

การปล่อยเป็นจังหวะจะกำจัดชั้นบางๆ หรือปริมาณน้อยๆ วิธีนี้เหมาะสำหรับการกำจัดสารเคลือบแบบเลือกเฉพาะจุด ไมโครฟีเจอร์ พื้นผิวที่มีลวดลาย ช่องว่าง และการทำเครื่องหมายโดยตรง อัตราการทำซ้ำ การทับซ้อน และการควบคุมเศษวัสดุเป็นสิ่งสำคัญ

การเจาะด้วยเลเซอร์ไม่ใช่วิธีการตายตัวเพียงวิธีเดียว

การเจาะแบบพัลส์ครั้งเดียวรวดเร็วแต่ควบคุมรูปทรงได้จำกัด การเจาะแบบกระแทกจะเพิ่มความลึกด้วยพัลส์ซ้ำๆ การเจาะแบบเทรแพนจะตัดเป็นวงกลม ในขณะที่การเคลื่อนที่แบบเกลียวสามารถปรับปรุงความกลมและการควบคุมผนังได้ วิธีการที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลาง ความลึก ความเรียว ปริมาณงาน และปริมาณการหล่อใหม่ที่ยอมรับได้

สถาบัน Fraunhofer ILT รายงานการประยุกต์ใช้การเจาะด้วยเลเซอร์ ตั้งแต่รูขนาดเล็กไปจนถึงรูรูปทรงขนาดใหญ่ ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ยานยนต์ อิเล็กทรอนิกส์ การแพทย์ และพลังงาน ตัวอย่างเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงขอบเขตการใช้งานของกระบวนการ ซึ่งไม่ใช่คำมั่นสัญญาที่ใช้ได้กับเครื่องจักรทุกชนิดเสมอไป

คำถามจากผู้ซื้อ:โปรดสอบถามเกี่ยวกับเส้นผ่านศูนย์กลางทางเข้า เส้นผ่านศูนย์กลางทางออก ความเรียว ความหนาที่หล่อใหม่ และเวลาในการผลิตสำหรับวัสดุจริงของคุณ คำว่า “รูเสร็จสมบูรณ์” ไม่ใช่เกณฑ์การยอมรับที่สมบูรณ์

แผนภาพเปรียบเทียบวิธีการเจาะด้วยเลเซอร์แบบพัลส์เดี่ยวและแบบกระแทก
ภาพประกอบ: Frank50 s วิกิพีเดีย, CC BY-SA 4.0.
ระบบสถาปัตยกรรม

ส่วนประกอบหลักของเครื่องจักร LBM มีอะไรบ้าง?

แหล่งกำเนิดแสงเพียงอย่างเดียวไม่ถือเป็นระบบการผลิต ความเสถียรของการผลิตขึ้นอยู่กับทุกส่วนประกอบ ตั้งแต่แหล่งจ่ายไฟฟ้าและการระบายความร้อน ไปจนถึงการส่งลำแสง การเคลื่อนที่ ก๊าซ การดูดอากาศ และการวัด

แหล่งเลเซอร์
สร้างพลังงานแสง

ประเภทของแหล่งกำเนิดแสง ความยาวคลื่น กำลังเฉลี่ย พลังงานพัลส์ ระยะเวลา อัตราการทำซ้ำ และความเสถียร จะกำหนดขอบเขตการทำงานของกระบวนการได้

เส้นทางลำแสง
ส่งและปรับรูปร่างลำแสง

ระบบส่งสัญญาณผ่านใยแก้วนำแสง กระจก การปรับแนวลำแสง ตัวขยายลำแสง เครื่องสแกน และหน้าต่างป้องกัน ล้วนมีผลต่อการจัดแนว การสูญเสีย และลักษณะของลำแสง

เลนส์โฟกัส
สร้างพื้นที่ทำงาน

เลนส์ ความยาวโฟกัส คุณภาพลำแสง และเส้นผ่านศูนย์กลางลำแสงขาเข้า จะเป็นตัวกำหนดขนาดจุด การกระจายแสง และความชัดลึกของภาพ

ระบบการเคลื่อนไหว
สร้างรูปทรงเรขาคณิต

แกน CNC, สแกนเนอร์แบบกัลวาโนมิเตอร์, หุ่นยนต์ หรือการควบคุมการเคลื่อนที่แบบผสมผสาน เพื่อควบคุมความเร็ว ความเร่ง ระยะห่างของเส้นทาง การเข้ามุม และการวางตำแหน่งชิ้นส่วน

แก๊สและหัวฉีด
ควบคุมการดีดวัสดุออก

ชนิดของก๊าซ ความบริสุทธิ์ ความดัน เส้นผ่านศูนย์กลางของหัวฉีด การจัดตำแหน่ง และระยะห่าง มีผลต่อสิ่งสกปรก การเกิดออกซิเดชัน ความสมมาตรของร่องตัด และปริมาณการสิ้นเปลืองวัสดุ

ควบคุม
ควบคุมสูตรอาหารและสถานะความปลอดภัย

ตัวควบคุมจะทำการซิงโครไนซ์แหล่งสัญญาณ การเคลื่อนไหว และก๊าซ ในขณะที่ระบบล็อก ระบบตรรกะของตู้ และสัญญาณเตือนภัยจะช่วยปกป้องผู้คนและอุปกรณ์

ปุ่ม อเนกประสงค์
รักษาระดับผลผลิตให้คงที่

ระบบระบายความร้อน ระบบไฟฟ้า ก๊าซอัด การดูดอากาศ การกรอง และเลนส์ที่สะอาด ล้วนเป็นปัจจัยที่กำหนดระยะเวลาการใช้งานได้มากพอๆ กับกำลังเลเซอร์ที่ระบุไว้

มาตรวิทยา
พิสูจน์กระบวนการ

การตรวจสอบกำลังไฟ การวัดโปรไฟล์ลำแสง การปรับเทียบโฟกัส กล้อง และการตรวจสอบชิ้นส่วน จะแปลงการตั้งค่าต่างๆ ให้เป็นหลักฐานที่ตรวจสอบย้อนกลับได้

แหล่งกำเนิดและระบอบพัลส์

แหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์และรูปแบบการปล่อยพัลส์แบบใดที่เหมาะสมกับวัสดุของฉัน?

ไม่มีเลเซอร์ชนิดใดที่ดีที่สุดสำหรับทุกวัสดุ ควรเริ่มต้นด้วยการพิจารณาการดูดซับแสงที่ขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นของวัสดุ ขนาดของชิ้นงาน ความลึก ขีดจำกัดทางความร้อน และปริมาณงานที่ต้องการ จากนั้นจึงเลือกแหล่งกำเนิดแสง ลักษณะของพัลส์ เลนส์ และระบบการเคลื่อนที่ให้เหมาะสม

เส้นทางเริ่มต้นซึ่งมักจะเป็นประโยชน์ทำไมมันถึงช่วยได้คำถามหลักในการคัดเลือก
เลเซอร์ไฟเบอร์แบบต่อเนื่อง (CW) ใกล้ 1 ไมโครเมตรการตัดโลหะด้วยความเร็วสูงและการกำจัดโลหะหลอมเหลวอย่างต่อเนื่องการส่งลำแสงที่มีประสิทธิภาพและกำลังเฉลี่ยสูงช่วยรักษาเสถียรภาพของแนวหน้าการหลอมเหลวที่เคลื่อนที่ค่าการสะท้อนแสง, การป้องกันแหล่งกำเนิดแสง, ความหนา, ก๊าซ, การออกซิเดชันที่ขอบ, คราบตะกรัน และโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (HAZ)
เลเซอร์ CO₂ ประมาณ 10.6 µmโพลิเมอร์ สารอินทรีย์ สิ่งทอ และระบบการตัดที่เป็นที่ยอมรับมากมายธาตุอโลหะบางชนิดดูดซับคลื่นความยาวนี้อย่างรุนแรง ปัจจุบันมีเทคโนโลยีด้านทัศนศาสตร์ในพื้นที่ว่างที่พัฒนาแล้วส่วนประกอบของวัสดุ ผลิตภัณฑ์จากการสลายตัว รอยไหม้ที่ขอบ คุณสมบัติทางแสง และประสิทธิภาพของโลหะ
เลเซอร์พัลส์นาโนวินาทีการทำเครื่องหมาย การขีดเขียน การสร้างพื้นผิว การกำจัดฟิล์มบาง และคุณสมบัติขนาดเล็กอีกมากมายกำลังสูงสุดสูงและการซ้อนทับของพัลส์ที่ตั้งโปรแกรมได้ช่วยให้การกำจัดด้วยการสแกนทำได้อย่างรวดเร็วชั้นหลอมเหลว การสะสมความร้อน เศษวัสดุ พลังงานพัลส์ที่ความถี่ที่เลือก และจำนวนรอบ
เลเซอร์สีเขียวหรือ UVทองแดง โพลิเมอร์ อิเล็กทรอนิกส์ ฟิล์มบาง และจุดแสงขนาดเล็กคลื่นความยาวสั้นสามารถช่วยปรับปรุงการเชื่อมต่อหรือการควบคุมคุณสมบัติของวัสดุบางชนิดได้การดูดซับจริง ต้นทุนทางแสง ความเสถียรของพัลส์ ความเสียหายของวัสดุรองรับ และอัตราการผลิต
เลเซอร์ระดับพิโควินาทีหรือเฟมโตวินาทีคุณสมบัติละเอียดในโลหะ เซรามิก แก้ว คาร์ไบด์ และโครงสร้างที่ไวต่อความร้อนการให้พลังงานในช่วงเวลาสั้นๆ สามารถลดการแพร่กระจายความร้อนและการเกิดการหลอมเหลวได้การสะสมความร้อนจากพลังงานเฉลี่ย ปริมาณงาน ผลกระทบที่ไม่เป็นเชิงเส้น เศษวัสดุ และต้นทุนการลงทุน

คำว่า “เร็วมาก” ไม่ได้หมายความว่าเย็นสนิท พลังงานสูง อัตราการทำซ้ำสูง การทับซ้อนกันมาก หรือการยิงหลายรอบ ยังคงสามารถสร้างผลกระทบจากความร้อนได้ เรียนรู้เพิ่มเติมได้ในคู่มือความยาวคลื่นเลเซอร์ของ Oceanplayer

เครื่องมือช่วยในการวางแผน

เส้นทางการตัดด้วยเลเซอร์แบบใดที่เหมาะสมกับวัสดุและลักษณะชิ้นงานของฉัน?

เลือกแอปพลิเคชันที่ใกล้เคียงที่สุด ผลลัพธ์ที่ได้คือแนวทางการทดสอบที่สมเหตุสมผล ไม่ใช่สูตรสำเร็จหรือการรับประกันสำหรับเครื่องจักรทุกเครื่อง

ก่อนนำผลลัพธ์ไปใช้:กำหนดเกรดวัสดุ ความหนา การเคลือบผิว รูปทรงของชิ้นส่วน ค่าความคลาดเคลื่อน โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (HAZ) ที่ยอมรับได้/การหล่อใหม่ และอัตราการผลิตที่ต้องการ

เส้นทางเริ่มต้นการทดลองตัดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์ CW

สำหรับงานขึ้นรูปโลหะที่ให้ความสำคัญกับผลลัพธ์เป็นหลัก ให้เริ่มต้นด้วยการทดสอบเส้นทางเลเซอร์ไฟเบอร์แบบต่อเนื่อง (CW) โดยใช้ก๊าซช่วยและหัวฉีดที่มีคุณภาพตามมาตรฐาน

ควบคุมก่อนการโฟกัส แก๊ส ความเร็ว และคุณภาพของคมมีด
วัดร่องตัด, เศษโลหะ, โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน และเวลาในการผลิต
ตรวจสอบทั้งขอบและมุมของสภาวะคงที่ กำลังไฟฟ้าที่ระบุของแหล่งจ่ายไฟไม่ได้กำหนดช่วงการทำงานของกระบวนการ
การพัฒนากระบวนการ

ปัจจัยใดบ้างที่ควบคุมคุณภาพของ LBM?

สูตรการตั้งค่าคือชุดพารามิเตอร์ที่เชื่อมโยงกัน การเปลี่ยนความเร็วจะเปลี่ยนแปลงระยะเวลาการฉายแสง พลังงานของเส้นแสง และระยะห่างของพัลส์ การเปลี่ยนขนาดจุดจะเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของพลังงานและความคลาดเคลื่อนของโฟกัส บันทึกสถานะทั้งหมดแทนที่จะคัดลอกเฉพาะตัวเลข "กำลังไฟที่แนะนำ" เพียงตัวเดียว

เลเซอร์ความยาวคลื่นและเอาต์พุต

ตรวจสอบความยาวคลื่น รูปทรงลำแสง กำลังเฉลี่ย พลังงานพัลส์ ระยะเวลา อัตราการทำซ้ำ และความเสถียร ที่กำลังเฉลี่ยเท่ากัน ชุดพัลส์สองชุดอาจมีปฏิสัมพันธ์กันแตกต่างกันมาก

เลนส์สังเกตและโฟกัส

ขนาดจุดกำหนดพื้นที่และความหนาแน่นของพลังงาน ตำแหน่งโฟกัสและความชัดลึกส่งผลต่อรูปทรงของร่องตัด ความเรียวของรู และความไวต่อการเปลี่ยนแปลงความสูงของชิ้นงาน

การเคลื่อนไหวความเร็วและการทับซ้อน

ความเร็วในการเคลื่อนที่ควบคุมเวลาต่อความยาว สำหรับการสแกนแบบพัลส์ อัตราการทำซ้ำและความเร็วจะกำหนดระยะห่างของพัลส์และการทับซ้อนแบบหนึ่งมิติด้วย

ก๊าซหัวฉีดและการพ่น

ชนิดของก๊าซ ความบริสุทธิ์ ความดัน เส้นผ่านศูนย์กลางของหัวฉีด การจัดแนว และระยะห่าง จะเป็นตัวกำหนดว่าวัสดุหลอมเหลวหรือวัสดุที่กลายเป็นไอจะออกจากบริเวณกระบวนการได้ดีเพียงใด

ชิ้นงานวัสดุและพื้นผิว

เกรด ความหนา การเคลือบผิว การตกแต่งผิว คุณสมบัติทางความร้อน รูปทรงเรขาคณิต และการเปลี่ยนแปลงการดูดซับ ล้วนเป็นปัจจัยที่ควบคุมทั้งการส่งผ่านพลังงานและความเสี่ยงต่อข้อบกพร่อง

หลักฐานการวัดและตรวจสอบ

วัดกำลัง/โปรไฟล์ของลำแสง และตรวจสอบชิ้นส่วนที่เสร็จแล้ว การตั้งค่าตัวควบคุมเพียงอย่างเดียวไม่สามารถพิสูจน์ได้ถึงจุดลำแสง ปริมาณแสง รูปทรง หรือความสมบูรณ์ของพื้นผิว

เปิดกล่องเครื่องมือสูตรทางวิศวกรรมและตัวอย่างการใช้งาน
พลังงานที่พื้นผิวR + T + ηabs = 1

เศษส่วนที่สะท้อน ส่งผ่าน และดูดซับ รวมกันได้เท่ากับหนึ่ง แต่ละค่าขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นและสถานะที่เปลี่ยนแปลงของวัสดุ

ความเข้มแสงเฉลี่ยฉัน = พี / เอ

กำลังไฟฟ้าหารด้วยพื้นที่ส่องสว่างที่ระบุไว้ นี่คือค่าเฉลี่ย ไม่ใช่ค่าสูงสุดของลำแสงเกาส์เซียนโดยอัตโนมัติ

พลังงานชีพจรEp = Pavg / f

กำลังเฉลี่ยหารด้วยอัตราการทำซ้ำสำหรับชุดพัลส์คงที่ ใช้หน่วยที่สอดคล้องกัน

กำลังสูงสุดโดยประมาณPpeak ≈ Ep / τ

พลังงานของพัลส์หารด้วยระยะเวลาของพัลส์ ค่าที่แท้จริงขึ้นอยู่กับรูปร่างของพัลส์

ฟลักซ์เฉลี่ยF = Ep / A

พลังงานต่อพัลส์หารด้วยพื้นที่จุดที่เลือก ควรระบุขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางหรือรัศมีเสมอ

พลังงานสาย CWอีไลน์ = พี / วี

กำลังไฟฟ้าหารด้วยความเร็วในการเคลื่อนที่ มีประโยชน์สำหรับการคัดกรอง แต่ไม่รวมถึงการดูดซับ ก๊าซ หรือรูปทรงของร่องตัด

ระยะห่างและการซ้อนทับของพัลส์∆x = v / f | O = 1 − โวลต์/(fd)

d คือเส้นผ่านศูนย์กลางของจุดที่ระบุไว้ หากระยะห่างเท่ากับหรือมากกว่า d จะไม่มีการทับซ้อนทางเรขาคณิตตามแนวการสแกน

ตัวอย่างการคัดกรองที่ใช้งานได้จริง20 วัตต์ ÷ 100 กิโลเฮิร์ตซ์ = 200 ไมโครจูล

ที่ 20 นาโนวินาที กำลังสูงสุดโดยประมาณคือ 10 กิโลวัตต์ ที่ความเร็ว 1 เมตร/วินาที พัลส์จะห่างกัน 10 ไมโครเมตร ด้วยจุดขนาด 40 ไมโครเมตร การทับซ้อนแบบหนึ่งมิติคือ 75% ข้อมูลนี้ใช้สำหรับแปลงค่าการตั้งค่า ไม่ใช่คุณสมบัติของชิ้นส่วน

วัสดุและกรณีการใช้งาน

การตัดเฉือนด้วยลำแสงเลเซอร์ใช้ในงานใดบ้าง?

LBM ถูกนำมาใช้เมื่อคุณลักษณะ วัสดุ หรือวิธีการผลิตนั้นได้รับประโยชน์จากการส่งพลังงานแบบไม่สัมผัส ความเหมาะสมยังคงขึ้นอยู่กับความยาวคลื่น รูปแบบพัลส์ ความหนา และการเปลี่ยนแปลงพื้นผิวที่อนุญาต

อวกาศและพลังงานรูระบายความร้อนและรูไหลเวียน

รูขนาดเล็ก รูรูปทรงต่างๆ คุณสมบัติของกังหัน ตัวกรอง และช่องเปิดหัวฉีด สามารถใช้ประโยชน์จากการเจาะด้วยเลเซอร์ได้ การเรียว การหล่อซ้ำ การแตกร้าว และความเสียหายของสารเคลือบ มักเป็นปัจจัยที่ส่งผลต่อการยอมรับชิ้นงาน

อิเล็กทรอนิกส์ฟิล์มบางและคุณสมบัติขนาดเล็ก

การสลักด้วยเลเซอร์ การสร้างรู การแยกรูปแบบนำไฟฟ้า และการกำจัดชั้นแบบเลือกสรร ช่วยให้สามารถสร้างอุปกรณ์ขนาดกะทัดรัดได้ ต้องวัดความเสียหายของพื้นผิวและเศษวัสดุด้วย

การแพทย์และความแม่นยำชิ้นส่วนละเอียดและรูปทรงเรขาคณิตที่ประณีต

รูเล็กๆ ร่อง พื้นผิวที่มีลวดลาย และส่วนที่ถูกตัดแต่งอย่างประณีต ช่วยหลีกเลี่ยงแรงตัด แต่ข้อกำหนดด้านการทำความสะอาด การตรวจสอบย้อนกลับ และความสมบูรณ์ของพื้นผิวที่ได้รับการตรวจสอบแล้วยังคงมีความสำคัญอย่างยิ่ง

ยานยนต์และการคมนาคมการตัดและการเจาะความเร็วสูง

ชิ้นส่วนต่างๆ เช่น แผ่นโลหะ ตัวกรอง หัวฉีด ส่วนประกอบแบตเตอรี่ และชิ้นส่วนเซ็นเซอร์ อาจใช้แหล่งผลิตและกระบวนการผลิตที่แตกต่างกัน ปริมาณการผลิตเพียงอย่างเดียวไม่สามารถรับประกันได้ว่าควรใช้กระบวนการผลิตแบบใดแบบหนึ่งเสมอไป

เครื่องมือและการผลิตวัสดุและพื้นผิวที่แข็ง

สามารถทำการขึ้นรูปพื้นผิว เจาะ หรือลอกผิววัสดุคาร์ไบด์ เหล็กชุบแข็ง เซรามิก และเครื่องมือเคลือบผิวได้โดยไม่ต้องใช้เครื่องมือตัดขนาดเล็กสัมผัสกับพื้นผิว

โพลิเมอร์และวัสดุผสมการตัดและการกำจัดแบบเลือกสรร

ความยาวคลื่นและสูตรการผลิตมีความสำคัญ เส้นใย เมทริกซ์ กาว สารเคลือบ และสารเติมแต่งอาจทำปฏิกิริยาแตกต่างกันและสามารถก่อให้เกิดควันเฉพาะกระบวนการได้

ภาพระยะใกล้ของชุดเครื่องมือเลเซอร์ความแม่นยำสูงสำหรับการกำจัดวัสดุเฉพาะจุด
ชุดอุปกรณ์การตัดเนื้อเยื่อด้วยเลเซอร์ความแม่นยำสูง ภาพถ่าย: มาร์ติน ชาเออร์ วิกิพีเดีย, CC BY 4.0.

ความสามารถในการขึ้นรูปด้วยเครื่องจักรของวัสดุนั้นไม่ใช่คำตอบแบบใช่/ไม่ใช่

โลหะที่สะท้อนแสงส่วนใหญ่ในตอนแรกอาจดูดซับแสงมากขึ้นหลังจากได้รับความร้อนหรือพื้นผิวเปลี่ยนแปลง วัสดุโปร่งใสอาจต้องการความยาวคลื่นที่สั้นกว่า พัลส์สั้นมาก หรือวิธีการผสมผสาน โพลิเมอร์ที่มีชื่อสามัญเดียวกันอาจมีพฤติกรรมแตกต่างกันเนื่องจากเม็ดสี สารเติมแต่ง และสารหน่วงไฟ

ด้วยเหตุนี้ ผู้ผลิตจึงไม่ควรอนุมัติคำขอโดยใช้ฉลากวัสดุแบบกว้างๆ เช่น “อลูมิเนียม” “แก้ว” หรือ “พลาสติก” การทดสอบที่ถูกต้องจะใช้เกรดจริง พื้นผิว ความหนา รูปทรง และวิธีการยอมรับที่เหมาะสม

หลักปฏิบัติ:หากชิ้นส่วนมีสารเคลือบ กาว น้ำมัน การชุบ เมทริกซ์คอมโพสิต หรือผนังด้านหลังที่ได้รับการปกป้อง ให้พิจารณาวัสดุเหล่านั้นแยกกันในการประเมินความเสี่ยง

การตัดสินใจที่สมดุล

LBM มีข้อดีและข้อจำกัดหลักอะไรบ้าง?

ในพื้นที่ที่ LBM มีความแข็งแกร่ง
  • ไม่ติดต่อ: ชิ้นส่วนที่เปราะบาง บาง หรือเล็กจิ๋ว จะไม่ถูกแรงตัดใดๆ กระทำ
  • ไม่มีสินค้าแฟชั่นล้ำสมัย: ไม่มีคมดอกสว่านหรือคมกัดที่จะทื่อ บิ่น หรือหักได้
  • รายละเอียดเล็กๆ น้อยๆ: ลำแสงที่โฟกัสอย่างแม่นยำสามารถสร้างร่องแคบ รูขนาดเล็ก และพื้นผิวที่เลือกได้ตามต้องการ
  • ความยืดหยุ่นทางดิจิทัล: เส้นทางการตัดด้วยเครื่อง CNC หรือเครื่องสแกนสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยไม่ต้องใช้แม่พิมพ์ตัดจริง
  • วัสดุที่ยากต่อการขึ้นรูปด้วยเครื่องมือ: โลหะผสมแข็ง เซรามิก และวัสดุคอมโพสิต อาจช่วยหลีกเลี่ยงการสัมผัสทางกลที่ยากลำบากได้
  • อัตโนมัติ: ลำแสง การเคลื่อนไหว การมองเห็น และการควบคุม สามารถบูรณาการเข้ากับเซลล์ที่ทำงานซ้ำได้
  • การประมวลผลแบบเลือกสรร: ลำแสงสามารถกำหนดเป้าหมายไปยังสารเคลือบหรือบริเวณเฉพาะที่ โดยไม่กระทบต่อรูปทรงเรขาคณิตโดยรอบ
LBM อาจประสบปัญหาในจุดใดบ้าง
  • ความเสียหายจากความร้อน: บริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (HAZ), การหล่อใหม่, ความเครียดตกค้าง, ออกไซด์ หรือรอยแตกขนาดเล็ก อาจยังคงอยู่
  • ความหนาและความลึก: รูลึกและส่วนที่หนาอาจแสดงลักษณะเรียวลง การไหลออกช้า หรือการพุ่งออกที่ไม่เสถียร
  • การดูดซึมที่แตกต่างกัน: ความยาวคลื่น การตกแต่งพื้นผิว อุณหภูมิ และสถานะของกระบวนการ มีผลต่อการถ่ายโอนพลังงาน
  • เศษซาก: ควัน ฝุ่นละออง คราบสกปรก และละอองน้ำ สามารถปนเปื้อนชิ้นส่วนหรืออุปกรณ์ทางแสงได้
  • เงินทุนและสาธารณูปโภค: แหล่งกำเนิดแสง ระบบเลนส์ การเคลื่อนไหว การระบายความร้อน ก๊าซ และการสกัด ล้วนเพิ่มต้นทุนและค่าบำรุงรักษา
  • ภาระในการตรวจสอบ: ชิ้นส่วนที่สำคัญอาจต้องมีการตัดแบ่ง การตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์ การวัดความหยาบ หรือการตรวจสอบทางโลหะวิทยา
  • ความปลอดภัย: ลำแสงพลังงานสูง การสะท้อน ควัน ไฟ และระบบไฟฟ้า ล้วนต้องการการควบคุมทางวิศวกรรม

ระบบที่ไม่ต้องสัมผัสไม่ได้หมายความว่าไม่ต้องบำรุงรักษา กระจกป้องกัน เลนส์ หัวฉีด ตัวกรอง เครื่องทำความเย็น ระบบดูดอากาศ และระบบการเคลื่อนไหว ยังคงต้องการการตรวจสอบและบำรุงรักษาอยู่ดี

การควบคุมคุณภาพ

ข้อบกพร่องของ LBM ที่อาจเกิดขึ้นมีอะไรบ้าง และคุณควรตรวจสอบข้อบกพร่องเหล่านั้นอย่างไร?

ภาพถ่ายจากมุมมองด้านบนอาจดูดีในขณะที่รอยแตก รอยหล่อใหม่ หรือรอยแตกขนาดเล็กยังคงอยู่ใต้พื้นผิว ควรเลือกวิธีการตรวจสอบให้เหมาะสมกับผลกระทบของความเสียหาย

กากหรือเศษกระเด็น

สาเหตุที่เป็นไปได้:การพ่นเนื้อโลหะหลอมเหลวอ่อนแรง ความเร็วต่ำ การจัดตำแหน่งหัวฉีดไม่ดี ก๊าซไม่ถูกต้อง หรือการเจาะไม่เสถียร

ตรวจสอบ:การจัดตำแหน่งหัวฉีด, ระยะห่างจากหัวฉีด, การไหลของแก๊ส, การโฟกัส, ความเร็ว และลักษณะของขอบล่างของหัวฉีด

HAZ ขนาดใหญ่หรือการหล่อใหม่

สาเหตุที่เป็นไปได้:การใช้พลังงานมากเกินไปต่อความยาว การหยุดนิ่งนานเกินไป การวิ่งผ่านซ้ำหลายครั้ง หรือการกำจัดเศษวัสดุที่ไม่ดีพอ

ตรวจสอบ:ลักษณะภาคตัดขวาง ความแข็ง หรือโครงสร้างจุลภาค พลังงานเชิงเส้น การเคลื่อนที่ที่มุม และการสะสมของพัลส์

รูหรือร่องเรียว

สาเหตุที่เป็นไปได้:ข้อผิดพลาดในการกำหนดตำแหน่งโฟกัส ข้อจำกัดด้านความลึก การเบี่ยงเบนของลำแสง หรือการเปลี่ยนแปลงการปล่อยวัสดุตามความลึก

ตรวจสอบ:ขนาดทางเข้า/ออก ผนังแบ่งส่วน จุดโฟกัส เส้นทางการเจาะ และระบบจ่ายก๊าซ

รอยแตกหรือรอยบิ่น

สาเหตุที่เป็นไปได้:ความเครียดจากความร้อน การตอบสนองที่เปราะบาง พลังงานพัลส์ที่มากเกินไป หรือการหดตัวจากการหล่อใหม่

ตรวจสอบ:ลักษณะทางจุลภาค, รูปแบบการปล่อยคลื่น, ความหนาแน่นของพลังงาน, การสะสมความร้อน และสภาพของวัสดุ

ความลึกหรือพื้นผิวไม่สม่ำเสมอ

สาเหตุที่เป็นไปได้:ช่องว่างของพัลส์ การซ้อนทับที่ไม่สม่ำเสมอ การเปลี่ยนแปลงของโปรไฟล์ลำแสง การเลื่อนของจุดโฟกัส หรือการเปลี่ยนแปลงของพื้นผิว

ตรวจสอบ:ระยะห่างของพัลส์, ระยะห่างของเส้นสแกน, รูปทรงของลำแสง, การควบคุมความสูง และความเร็วของแท่นวาง

ความเสียหายที่ผนังด้านหลัง

สาเหตุที่เป็นไปได้:พลังงานทะลุทะลวงไปถึงพื้นผิวภายใน หรือกลุ่มควันควบคุมไม่ได้ภายในชิ้นส่วนกลวง

ตรวจสอบ:รูปทรงของชิ้นส่วน กลยุทธ์การตรวจจับ การป้องกันส่วนรองรับ พลังงานในการตัดครั้งสุดท้าย และการเข้าถึงการตรวจสอบ

การเปรียบเทียบภาคตัดขวางของรอยตัดจากการตัดด้วยพลาสมา เลเซอร์ และออกซิเจน-เชื้อเพลิง พร้อมบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน
การเปรียบเทียบร่องตัดและบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน Der-Wir-Ing และ Predatorix วิกิพีเดีย, CC BY-SA 4.0.

ตรวจสอบดูว่าภาพวาดนั้นควบคุมอะไรบ้าง

สำหรับการตัดแต่งตกแต่งที่ไม่สำคัญ การตรวจสอบคุณภาพขอบด้วยสายตาและการตรวจสอบขนาดอาจเพียงพอแล้ว แต่สำหรับรูของกังหัน ชิ้นส่วนทางการแพทย์ หรือพื้นผิวใช้งาน แผนงานอาจต้องมีการตัดแบ่ง การวัดความเรียว การประเมินการหล่อใหม่ ความหยาบ ความแข็งระดับจุลภาค การตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์ หรือการทดสอบการปนเปื้อน

ใช้ตัวอย่างที่เป็นตัวแทนจากบริเวณตรงกลางและจากบริเวณที่เข้าถึงยาก เช่น มุม ส่วนที่หนา ขอบ หรือบริเวณที่การเคลื่อนไหวเปลี่ยนแปลง การใช้ตัวอย่างที่ดีที่สุดเพียงชิ้นเดียวไม่สามารถพิสูจน์ความสามารถของกระบวนการได้

กระบวนการทางเลือก

ฉันควรเลือกเครื่องตัดแบบ LBM, EDM, วอเตอร์เจ็ท, เครื่องกัด หรือเครื่องเจาะรูดี?

เลือกคุณสมบัติจากรูปทรงเรขาคณิต วัสดุ ความลึก อัตราการผลิต ความสมบูรณ์ของพื้นผิว และต้นทุนการตกแต่งโดยรวม เลเซอร์ไม่ได้หมายความว่าจะเร็วกว่าหรือถูกกว่าเสมอไป

กระบวนการมักจะเข้ากันได้ดีข้อแลกเปลี่ยนหลักใช้แทน LBM เมื่อ…
การตัดด้วยลำแสงเลเซอร์เส้นทางดิจิทัล รูขนาดเล็ก การกำจัดแบบเลือกเฉพาะ แผ่นบาง และวัสดุที่ยากต่อการขึ้นรูปด้วยเครื่องมือผลกระทบจากความร้อน ความไวในการดูดซับ และต้นทุนของอุปกรณ์ใช้ LBM เมื่อต้องการใช้งานแบบไม่สัมผัส สำหรับงานที่ต้องการความละเอียดสูง หรือเส้นทางที่ยืดหยุ่น เพื่อให้ได้กระบวนการโดยรวมที่ดีที่สุด
การกัดหรือการกลึงการกำจัดวัสดุจำนวนมาก รูปทรงเรขาคณิต 3 มิติที่ซับซ้อน พื้นผิวที่ควบคุมได้ และค่าความคลาดเคลื่อนที่คุ้นเคยการเข้าถึงเครื่องมือ แรงตัด และการสึกหรอชิ้นส่วนนี้ต้องการการตัดแต่งปริมาณมาก รูปทรงลึก หรือการตกแต่งผิวด้วยเครื่องจักรที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว
การขุดเจาะเครื่องกลรูเจาะแบบทั่วไปที่มีขนาดมาตรฐานและความลึกปานกลางเครื่องมือขนาดเล็กอาจงอ สึกหรอ หรือแตกหักได้รูนั้นเข้าถึงได้ง่าย ประหยัดด้วยเครื่องมือมาตรฐาน และทนต่อแรงสัมผัส
EDMวัสดุแข็งนำไฟฟ้า รูปทรงลึก และรูที่มีความแม่นยำสูงโดยทั่วไปจะช้ากว่า; ยังคงต้องพิจารณาเรื่องอิเล็กโทรด/เครื่องมือ และการหล่อใหม่รูปทรง ความเรียว หรือความสมบูรณ์ของพื้นผิว สามารถควบคุมได้ดีกว่าด้วยเครื่องตัด EDM ที่ได้มาตรฐาน
วอเตอร์เจ็ทการตัดที่ไวต่อความร้อน และวัสดุผสมร่องตัด, ความเรียว, กระบวนการเปียก, การจัดการวัสดุขัด และข้อจำกัดของรายละเอียดปลีกย่อยการหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิมีความสำคัญมากกว่าความจำเป็นในการใช้เลเซอร์ที่มีขนาดเล็กมาก
การเจาะหรือการประทับตราคุณสมบัติแผ่นซ้ำปริมาณมากต้นทุนเครื่องมือ แรง การสึกหรอ และความล่าช้าในการเปลี่ยนแปลงการออกแบบปริมาณการผลิตสูงมากพอที่จะทำให้การใช้เครื่องมือเฉพาะทางช่วยลดต้นทุนชิ้นส่วนลงได้
พลาสมาหรือออกซิเจนเชื้อเพลิงแผ่นนำไฟฟ้าที่หนาขึ้นและการผลิตโดยทั่วไปร่องตัดที่กว้างขึ้นและโซนความร้อนที่ใหญ่ขึ้นเหมาะสำหรับงานหลายประเภทความเร็วและความคุ้มค่าของชิ้นส่วนขนาดใหญ่มีความสำคัญมากกว่าคุณภาพของรายละเอียดปลีกย่อย

เปรียบเทียบต้นทุนของชิ้นส่วนสำเร็จรูป ไม่ใช่แค่ต้นทุนต่อรอบการทำงานของเครื่องจักรเท่านั้นรวมถึงค่าอุปกรณ์จับยึด ค่าแก๊ส ค่าเครื่องมือ ค่าทำความสะอาด ค่าลบคม ค่าตรวจสอบ ค่าเศษวัสดุ ค่าพลังงาน เวลาทำงานของคนงาน และการตกแต่งขั้นสุดท้ายด้วย

การจัดซื้อและการตรวจสอบความถูกต้อง

เอกสารขอใบเสนอราคา (RFQ) สำหรับการตัดเฉือนด้วยเลเซอร์ควรมีข้อมูลอะไรบ้าง?

เอกสารขอใบเสนอราคา (RFQ) ที่มีประโยชน์จะต้องอธิบายถึงชิ้นส่วนและหลักฐานการยอมรับ การระบุเพียงแค่ “ต้องการเลเซอร์ 2000 วัตต์” นั้นไม่เพียงพอสำหรับผู้จำหน่ายในการเลือกหรือพิสูจน์กระบวนการผลิต

เอกลักษณ์ของวัสดุ

เกรด คุณสมบัติ หรือสภาพ ความหนา ช่วงการเคลือบผิว การตกแต่งพื้นผิว และข้อกำหนดใดๆ ที่ไวต่อองค์ประกอบ

เรขาคณิตและการเข้าถึง

แบบร่าง CAD/ภาพวาด, ขนาดของส่วนประกอบ, ความลึกของรู, รัศมีมุม, พื้นผิวภายใน, ความเสี่ยงของผนังด้านหลัง และจุดอ้างอิงของอุปกรณ์ยึด

ข้อจำกัดด้านคุณภาพ

ร่องตัด, ความเรียว, ความหยาบ, สภาพขอบ, การหล่อใหม่, เขตที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (HAZ), ออกไซด์, รอยแตก, ครีบ, เศษวัสดุ และความคลาดเคลื่อนของขนาด

วิธีการตรวจสอบ

มาตรฐานทางสายตา ระบบการวัด ตำแหน่งภาคตัดขวาง กล้องจุลทรรศน์ ความแข็ง ความสะอาด หรือบันทึกการตรวจสอบย้อนกลับ

ความต้องการด้านการผลิต

ปริมาณการผลิตต่อปี, เวลาในการผลิตต่อหน่วย, ขนาดล็อต, การเปลี่ยนกะ, เวลาการทำงานต่อเนื่อง, ระบบอัตโนมัติ และสมมติฐานที่สมจริงเกี่ยวกับการรับภาระงานของผู้ปฏิบัติงาน

ขอบเขตกระบวนการ

ก๊าซที่อนุญาต การทำความสะอาดปลายทาง การลบคม การอบชุบด้วยความร้อน พื้นผิวที่ได้รับการปกป้อง และการปนเปื้อนที่ต้องห้าม

ความปลอดภัยและสาธารณูปโภค

ตลาดปลายทาง, โครงสร้างปิด, การสกัด, ก๊าซ, ระบบไฟฟ้า, ระบบทำความเย็น, พื้นที่ใช้สอย และข้อจำกัดของสิ่งอำนวยความสะดวก

ตัวอย่างที่ยอมรับได้

ชิ้นส่วนตัวอย่าง คุณลักษณะที่ซับซ้อน ระยะเวลาการผลิต บันทึกผลลัพธ์ และหลักฐานใดที่นำไปสู่การอนุมัติหรือการปฏิเสธ

กำหนดคุณสมบัติของกระบวนการในสามระดับ

1. ความเป็นไปได้:กระบวนการนี้สามารถกำจัดวัสดุเป้าหมายได้โดยไม่ก่อให้เกิดความเสียหายที่ยอมรับไม่ได้หรือไม่?

2. ช่วงค่าที่เหมาะสม:มีช่วงค่าที่เสถียรหรือไม่ ไม่ใช่แค่ค่าที่ได้มาโดยบังเอิญค่าเดียว ที่ตรงตามข้อกำหนดด้านรูปทรงเรขาคณิตและพื้นผิวหรือไม่?

3. การพิสูจน์ประสิทธิภาพการผลิต:เครื่องจักรสามารถรักษาผลลัพธ์นั้นไว้ได้ตลอดช่วงเวลา การใช้งานในมุมต่างๆ ความแปรผันของชิ้นส่วน การสึกหรอของเลนส์ และการใช้งานตามปกติของผู้ปฏิบัติงานหรือไม่?

แบบจำลอง CAD และชิ้นส่วนสแตนเลสที่ตัดด้วยเลเซอร์ที่เข้ากัน
แบบจำลอง CAD และชิ้นส่วนสแตนเลสหนา 0.5 มม. ที่ตัดด้วยเลเซอร์ Mike1024 วิกิพีเดียเป็นสาธารณสมบัติ
การควบคุมที่ไม่สามารถต่อรองได้

การควบคุมความปลอดภัยใดบ้างที่จำเป็นสำหรับการตัดเฉือนด้วยลำแสงเลเซอร์?

การทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีฝุ่นละออง (LBM) ในภาคอุตสาหกรรมนั้น มีทั้งรังสีแสง วัสดุร้อน ควัน ไฟ ก๊าซ การเคลื่อนไหว และอันตรายจากไฟฟ้า การติดตั้งตู้ครอบที่เหมาะสมจะช่วยให้การทำงานปกติปลอดภัยยิ่งขึ้น แต่การซ่อมบำรุง การติดตั้ง หรือการเปิดฝาครอบอาจทำให้แหล่งกำเนิดอันตรายระดับสูงสัมผัสกับสิ่งแวดล้อมได้

ลำแสงและการสะท้อน

การได้รับรังสีระดับ 4 โดยตรงหรือสะท้อนกลับ อาจก่อให้เกิดอันตรายต่อดวงตาและผิวหนังได้ทันที และอาจทำให้เกิดไฟไหม้ได้ ควรใช้ระบบปิดล้อม ระบบล็อก ระบบกักเก็บลำแสง และการควบคุมการเข้าถึง

ควันและอนุภาค

โลหะ สารเคลือบ น้ำมัน โพลิเมอร์ กาว และวัสดุผสม สามารถก่อให้เกิดสารปนเปื้อนในอากาศได้ จึงควรใช้การตรวจสอบอันตรายเฉพาะกระบวนการและการสกัดสารปนเปื้อนจากแหล่งกำเนิด

ไฟและวัสดุร้อน

ควบคุมวัสดุที่ติดไฟได้ ชิ้นส่วนที่ร้อน ประกายไฟ และจุดติดไฟที่ซ่อนอยู่ กำหนดการตอบสนองและการตรวจสอบสำหรับเซลล์จริง

สาธารณูปโภคและการบำรุงรักษา

การบริการด้านไฟฟ้า แรงดันสะสม ก๊าซ เครื่องทำความเย็น ระบบตรวจจับการเคลื่อนไหว และระบบแสง จำเป็นต้องมีขั้นตอนการแยกส่วน และบุคลากรที่ได้รับการฝึกอบรมและได้รับอนุญาต

จากทฤษฎีสู่หลักฐาน

คุณควรตรวจสอบความถูกต้องของกระบวนการ LBM อย่างไรก่อนทำการซื้อ?

ส่งวัสดุจริง รูปทรงเรขาคณิต ผลลัพธ์ที่ต้องการ และเกณฑ์การตรวจสอบมาให้ Oceanplayer Laser สามารถช่วยจัดระเบียบคำถามเกี่ยวกับแอปพลิเคชันและแนะนำแนวทางการตรวจสอบที่ใช้งานได้จริงก่อนที่คุณจะตัดสินใจซื้ออุปกรณ์

คำถามที่พบบ่อย

ผู้ซื้อและวิศวกรยังต้องตรวจสอบอะไรเพิ่มเติมเกี่ยวกับ LBM อีกบ้าง?

คำตอบสั้นๆ สำหรับคำถามสำคัญที่ยังคงค้างอยู่หลังจากขั้นตอนหลักและการให้คำแนะนำในการจัดซื้อ

LBM สามารถใช้ทดแทนเครื่องจักร CNC สำหรับทุกชิ้นส่วนได้หรือไม่?

ไม่เสมอไป การตัดด้วยเครื่องจักรแบบ LBM เหมาะสำหรับการตัดแบบไม่สัมผัส การเจาะรูขนาดเล็ก การกำจัดวัสดุเฉพาะจุด และวัสดุที่แข็งหรือบอบบาง การตัดด้วยเครื่องจักร CNC อาจเหมาะสมกว่าสำหรับการกำจัดวัสดุจำนวนมาก การสร้างรูปทรงสามมิติที่ลึก หรือการตกแต่งผิวชิ้นงานที่ได้มาตรฐาน ควรเปรียบเทียบรูปทรง ความคลาดเคลื่อน ความสมบูรณ์ของพื้นผิว เวลาในการทำงาน เครื่องมือ และต้นทุนการตกแต่งโดยรวมของชิ้นงานจริง

LBM ก่อให้เกิดพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนหรือไม่?

กระบวนการ LBM หลายอย่างสามารถสร้างโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (HAZ) ชั้นหลอมใหม่ ชั้นออกไซด์ หรือความเค้นตกค้างได้ พัลส์สั้นๆ สามารถลดการแพร่กระจายความร้อนระหว่างพัลส์แต่ละครั้งได้ แต่กำลังเฉลี่ยสูง การทับซ้อน อัตราการทำซ้ำ หรือจำนวนรอบการผ่าน อาจยังคงทำให้เกิดความร้อนสะสมได้ ตรวจสอบชิ้นส่วนที่สำคัญแทนที่จะพึ่งพาคำกล่าวอ้างที่ว่า "ไม่มี HAZ"

วัสดุใดบ้างที่สามารถนำมาใช้งานด้วยเลเซอร์ได้?

โลหะ โพลิเมอร์ แก้ว เซรามิก สารกึ่งตัวนำ และวัสดุผสม สามารถแปรรูปได้ด้วยวิธีการใช้เลเซอร์ที่เหมาะสม อย่างไรก็ตาม นั่นไม่ได้หมายความว่าเลเซอร์ชนิดเดียวกันจะใช้ได้ผลดีกับวัสดุทุกชนิด ความเป็นไปได้ขึ้นอยู่กับความยาวคลื่น รูปแบบการปล่อยพัลส์ ความหนา สูตรการผลิต สภาพพื้นผิว และคุณภาพที่ต้องการ

การตัดเฉือนด้วยเลเซอร์ความเร็วสูงเป็นกระบวนการที่ไม่ใช้ความร้อนใช่หรือไม่?

ไม่ทั้งหมด พัลส์ระดับพิโควินาทีและเฟมโตวินาทีสามารถลดการแพร่กระจายความร้อนและการเกิดการหลอมละลายได้ แต่ความเข้มแสงสูง อัตราการทำซ้ำ การตั้งค่าแบบเป็นชุด การซ้อนทับ และการยิงหลายรอบยังคงสามารถทำให้เกิดการสะสมความร้อนหรือความเสียหายได้ คำว่า "ความร้อนต่ำ" จึงแม่นยำกว่าคำว่า "เย็น"

ฉันควรเลือกอย่างไรระหว่าง LBM และ EDM?

เปรียบเทียบค่าการนำไฟฟ้าของวัสดุ รูปทรง ความลึก ความเรียว การหล่อใหม่ เวลาในการทำงาน และการตกแต่งผิว LBM น่าสนใจในเรื่องความเร็วแบบไม่สัมผัสและเส้นทางดิจิทัลที่ละเอียด ในขณะที่ EDM สามารถควบคุมได้อย่างดีเยี่ยมบนวัสดุแข็งที่นำไฟฟ้าได้ดีและชิ้นงานที่มีความลึก การทดสอบที่เป็นตัวแทนจะมีประโยชน์มากกว่ากฎทั่วไป

ฉันควรส่งเอกสารอะไรบ้างก่อนขอทดลองใช้กระบวนการ LBM?

โปรดส่งข้อมูลเกรดวัสดุและสภาพพื้นผิวที่แท้จริง ภาพวาดหรือชิ้นส่วนตัวอย่าง ความหนาและลักษณะที่ซับซ้อน เวลาการผลิตเป้าหมาย และขีดจำกัดการตรวจสอบสำหรับรูปทรงเรขาคณิตและความสมบูรณ์ของพื้นผิว หากไม่ทราบข้อมูลใดๆ เหล่านั้น ผลลัพธ์ควรได้รับการพิจารณาว่าเป็นเพียงการศึกษาความเป็นไปได้ ไม่ใช่การอนุมัติการผลิต

เอกสารอ้างอิงทางเทคนิค

แหล่งข้อมูลทางเทคนิคใดบ้างที่สนับสนุนแนวทางปฏิบัติของ LBM เหล่านี้?

  1. Fraunhofer ENAS — การตัดเฉือนด้วยเลเซอร์ระดับไมโคร: การดำเนินงาน กลุ่มวัสดุ และการใช้งานที่ต้องการความแม่นยำสูง
  2. Fraunhofer ILT — การเจาะด้วยเลเซอร์: เส้นทางการขุดเจาะ วัสดุ และการใช้งานในอุตสาหกรรม
  3. Fraunhofer IWS — การประมวลผลด้วยเลเซอร์ระดับไมโคร: การตัดที่แม่นยำ การขึ้นรูป และการประมวลผลฟิล์มบาง
  4. Fraunhofer ILT — การประมวลผลพัลส์สั้นพิเศษ: ข้อดีและข้อจำกัดของการตัดเฉือนด้วยพัลส์สั้น
  5. NIST — การวัดด้วยลำแสงเลเซอร์: การกระจายความหนาแน่นของกำลังไฟฟ้า การวัดเฉพาะจุด และความไม่แน่นอน
  6. ISO 11553-1: 2020ข้อกำหนดด้านความปลอดภัยสำหรับเครื่องจักรแปรรูปด้วยเลเซอร์
  7. IEC 60825-1: 2014: การจำแนกประเภทและข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์เลเซอร์
  8. OSHA — อันตรายจากเลเซอร์: การจำแนกประเภทอันตรายและการระบุความเสี่ยงในสถานที่ทำงาน

ค่าทางเทคนิคและช่วงกระบวนการทำงานนั้นขึ้นอยู่กับเครื่องจักร วัสดุ และรูปทรงเรขาคณิต คู่มือนี้ใช้สำหรับการวางแผนเบื้องต้นเท่านั้น ไม่ได้ใช้แทนการทดสอบกระบวนการทำงาน การประเมินความเสี่ยง กฎหมายที่เกี่ยวข้อง หรือเอกสารเฉพาะผลิตภัณฑ์ที่มีคุณสมบัติเหมาะสม