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為進(jìn)一步提高激光切割速度,可根據(jù)空氣動力學(xué)原理,在提高噴嘴壓力的前提下不產(chǎn)生正激波,設(shè)計制造一種縮放型噴嘴,即拉伐爾(Laval)噴嘴。為方便制造可采用如圖4的結(jié)構(gòu)。性能大幅度提高,平穩(wěn)的曲線型加減速控制軟件設(shè)計,運動快捷平穩(wěn)。德國漢諾威大學(xué)激光中心使用500WCO2激光器,透鏡焦距2.5〃,采用小孔噴嘴和拉伐爾噴嘴分別作了試驗,見圖4。試驗結(jié)果如圖5所示:分別表示NO2、NO4、NO5噴嘴在不同的氧氣壓力下,切口表面粗糙度Rz與切割速度Vc的函數(shù)關(guān)系。從圖中可以看出NO2小孔噴嘴在Pn為400Kpa(或4bar)時切割速度只能達(dá)到2.75m/min(碳鋼板厚為2mm)。NO4、NO5二種拉伐爾噴嘴在Pn為500Kpa到600Kpa時切割速度可達(dá)到3.5m/min和5.5m/min。應(yīng)指出的是切割壓力Pc還是工件與噴嘴距離的函數(shù)。由于斜激波在氣流的邊界多次反射,使切割壓力呈周期性的變化。
造成金屬激光切割機(jī)加工誤差的相關(guān)因素
1.切割材料厚度超標(biāo)。一般金屬激光切割機(jī)能切割的板材厚度在12個厚度以下,越薄的板材,切割起來越輕松,品質(zhì)也越好。如果板材太厚,激光切割機(jī)切割起來比較吃力,在保證切斷的情況下,加工精度就會出現(xiàn)誤差,所以要確定板材的厚度因素。
2.激光輸出功率不達(dá)標(biāo)。在金屬激光切割機(jī)運行調(diào)試的時候,要保證激光輸出功率達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),一般激光的輸出功率越高,在同等厚度的板材上面,切割的品質(zhì)越好。
3.切割板材的粗糙度。一般情況下,切割材料的表面越平整,切割的品質(zhì)也就越好。
4.焦點位置不準(zhǔn)確。激光切割機(jī)的焦點如果沒對準(zhǔn),直接影響切割精度,所以在運行前要校準(zhǔn)核對。
5.加工速度。切割速度直接影響加工精度。所以也要在運行前,要將切割速度和材料的吻合度達(dá)到一致。
切割前應(yīng)先了解可避免加工失敗。激光切割機(jī)對新型輕質(zhì)加強(qiáng)纖維聚合體復(fù)合材料很難是常規(guī)方法進(jìn)行加工。在利用激光無接觸切割加工的特點可以對固化前的層迭薄片高速進(jìn)行切割修剪、定尺,在激光束的加熱下,薄片邊緣被融合,避免了纖維屑生成。
對完全固化后的厚工件,尤其是硼纖維和碳纖維合成材料,激光切割時要注意防止切邊可能會有碳化、分層和熱損傷發(fā)生?;ヒ剖诫p頭激光裁剪機(jī)除秉承了激光裁剪的特點外,它的兩個激光頭可以——起運動作業(yè)也可以分開作業(yè)。正如塑料切割一樣,合成材料切割過程中需要及時排除廢氣。還有一種類型的復(fù)合材料,就是單純由兩種性能不同的材料上下復(fù)合在一起,為了獲取較好的切割質(zhì)量,激光切割機(jī)的原則是先切割具有較好切割性有的那一面。
激光切割機(jī)進(jìn)入切割過程的良性循環(huán),10.6um波長的 CO2激光束很容易被非金屬材料吸收,導(dǎo)熱性不好和低的蒸發(fā)溫度又使吸收的光束幾乎整個輸入材料內(nèi)部,并在光斑照射處瞬間汽化,并終形成了起始孔洞. 可用激光切割機(jī)加工的有機(jī)材料包括有:塑料(聚合物)、橡膠、木材、紙制品、皮革等。對于它的清理方案,就是采用空氣噴槍將隔塵網(wǎng)上面的灰塵進(jìn)行一個初步清理,然后使用中性清潔劑進(jìn)行清理干凈,記住一定要是中性的,否則容易化學(xué)化學(xué)反應(yīng),造成腐蝕。而可用激光切割機(jī)加工的無機(jī)材料包括有:石英、玻璃、陶瓷、石頭等。