Технологията за формоване с лазерно рязане е цялостна техническа система, която трансформира физическия процес на високо-енергийни лазерни лъчи, взаимодействащи с материалите, в стабилни и контролируеми резултати от геометрично формоване. Същността му се състои в постигане на локализирано отстраняване на материал и формиране на предварително определен контур чрез много-полево свързване на светлина, топлина и сила. Това запазва предимствата на без-контактната и високо-прецизна лазерна обработка, като същевременно отговаря на изискванията за формоване на сложни структури и различни материали чрез съвместния дизайн на веригата на процеса.
Процесът започва с генерирането и предаването на лазерния лъч. Лазерът излъчва кохерентен лъч въз основа на характеристиките на поглъщане на дължината на вълната на материала. След като бъде оформен и колимиран от оптичната система, той се фокусира в петно с микрометър-размер от фокусираща леща, осигурявайки достатъчна енергийна плътност за стопяване или изпаряване на материала за много кратко време. Стабилността на оптичната пътека пряко влияе върху фокусната позиция и равномерността на разпределението на енергията; следователно, за поддържане на постоянно качество на лъча са необходими постоянна температура и среда за изолиране на вибрации и редовно оптично калибриране.
По време на етапа на взаимодействие на материала, лазерният лъч сканира по цифрово контролирана планирана траектория. Високата температура във фокусната точка кара металите или не-металите бързо да преминат в разтопено или изпарено състояние. В този момент спомагателният газ се инжектира с висока скорост от коаксиалната дюза, като се използва импулс за изтласкване на разтопения материал или пара от прореза и задейства екзотермична реакция в средата на оксидиращия газ за подобряване на ефективността на рязане. Рязането на дебела плоча изисква по-висока мощност и по-дълго време за обработка, за да се преодолеят загубите от топлопроводимост; тънките плочи разчитат на висока енергийна плътност и малка топлинно-засегната зона за предотвратяване на деформация и прегряване. Изборът на фокусна точка е особено критичен: отрицателното разфокусиране е полезно за получаване на фини ръбове в тънки плочи, докато положителното разфокусиране може да подобри стабилността на проникване на дебелите плочи. При действителната обработка е необходима динамична оптимизация въз основа на дебелината на материала и топлофизичните свойства.
Контролът на качеството на формоване е интегриран в планирането на пътя и съвпадението на параметрите. Системата с ЦПУ не само насочва лазерната глава да се движи по дву-или три-измерна траектория, но също така трябва синхронно да регулира мощността, честотата, работния цикъл и скоростта на рязане, за да се адаптира към различни геометрични характеристики като прави линии и криви, остри ъгли и дъги. За лесно деформируеми детайли могат да се използват процеси на свързване на мостове или микро-свързване, за да се поддържа твърдостта на неизрязаната част, отделяйки я след цялостно охлаждане, ефективно потискайки деформацията от термичен стрес. Интелигентните алгоритми за гнездене и гнездене могат да подобрят използването на материала, да намалят движението на празен ход и допълнително да подобрят ефективността на производството.
Процесът на затворен-контур разчита на-наблюдение в реално време и корекция на обратната връзка. Сензори за захранване, визуална инспекция и мониторинг на налягането на газа улавят аномалии като отклонение на фокуса, затихване на енергия или колебания на газа, което позволява на системата за управление да коригира параметрите в реално време, за да осигури последователност в масовото производство. Почистването, почистването и обработката на повърхността след рязане са разширения на процеса на формоване, целящи да подобрят качеството на повърхността на крайния продукт и неговото последващо изпълнение на сглобяването.
Като цяло, технологията за формоване с лазерно рязане е високо-технологичен производствен процес, интегриращ оптично прецизно предаване, термодинамичен контрол на енергията и CNC координация на движението. Предимствата му се крият в способността му да постига високо-прецизно формоване на сложни контури без-контакт и неговата адаптивност към различни материали и дебелини, играейки незаменима роля в структурните компоненти на-оборудване от висок клас, корпуси на прецизни инструменти и персонализирани продукти. Чрез непрекъснато оптимизиране на механизма за енергийно действие и синергията на веригата на процесите, технологията за формоване с лазерно рязане ще продължи да разширява дълбочината и обхвата на своето приложение, осигурявайки солидна подкрепа за усъвършенстването и интелигентизирането на производството.
