Phản hồi của bạn

Tại sao tia laser lại cắt được kim loại?

15:04 25/09/2018

Tại sao tia laser lại dùng để cắt?

Tia laser được sử dụng cho nhiều mục đích, một trong số đó là chúng được dùng để cắt các tấm kim loại. Trên thép mềm, thép không gỉ, nhôm tấm...vv; phương pháp cắt laser có độ chính xác cao, mang lại chất lượng cắt tuyệt vời, có độ rộng vết cắt rất nhỏ và vùng ảnh hưởng bởi nhiệt rất nhỏ, và nó có thể cắt các hình dạng rất phức tạp hay hình dạng có nhiều lỗ nhỏ.

Hầu hết mọi người đã biết từ “LASER” là từ viết tắt cho “Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation” nghĩa là sự khuếch đại ánh sáng bằng phát xả kích thích của bức xạ. Nhưng làm thế nào ánh sáng có thể cắt xuyên qua một tấm thép?

Cách thức hoạt động của tia laser trong máy cắt laser

Chùm tia laser là một cột ánh sáng cường độ rất cao có bước sóng đơn hoặc màu. Trong trường hợp của một laser CO2 điển hình thì bước sóng của nó nằm trong dải hồng ngoại của quang phổ ánh sáng, vì vậy ta không thể nhìn thấy chúng bằng mắt thường được. Chùm tia chỉ có đường kính khoảng ¾’’ khi nó di chuyển từ bộ cộng hưởng laser là nơi tạo ra tia thông qua đường tia của máy. Nó có thể bị phản xạ theo các hướng khác nhau bằng một số các gương, hay gọi là “bộ phận uốn tia” (beam bender) trước khi nó chiếu tập trung vào vật thể cắt. Chùm tia laze trọng tâm này đi qua một bộ phận vòi phun gọi là “nozzle” trước khi nó chạm vào vật cắt. Đồng thời chảy qua phần vòi đó là khí nén ví dụ Oxy hoặc Ni tơ.

cách hoạt động của máy cắt laser

Việc hội tụ chùm tia laze được thực hiện bằng các thấu kính đặc biệt, hoặc các gương cong, và quá trình này xảy ra ở phần đầu máy cắt laser. Tia laser phải được hội tụ một cách chính xác sao cho hình dạng của điểm hội tụ và mật độ nhiệt tại điểm đó là hình tròn hoàn toàn và nhất quán, và được tập hợp ở trong phần vòi phun. Bằng cách tập trung một chùm tia lớn xuống một điểm chính xác, mật độ nhiệt tại điểm đó là cực lớn. Ta có thể liên tưởng tới việc sử dụng kính lúp để tập trung các tia sáng mặt trời vào một chiếc lá và nghĩ xem làm cách nào mà nó có thể tạo ra lửa cháy được chiếc lá đó. Và bây giờ đối với máy cắt laser ta tập trung một nguồn năng lượng lên tới 6kW vào một điểm duy nhất thì bạn có thể tưởng tượng được rằng mức độ nóng tại điểm đó sẽ lớn như thế nào.

Tỷ trọng công suất cao dẫn đến việc làm nóng nhanh, làm tan chảy và bốc hơi một phần hoặc toàn bộ chỗ cắt vật liệu đó. Khi cắt thép mềm sức nóng của chùm tia laser đủ để bắt đầu một quá trình đốt “nhiên liệu oxy” (oxy-fuel) điển hình, và khí cắt laser sẽ là khí Oxy tinh khiết, giống như một ngọn đuốc nhiên liệu oxy vậy. Còn khi cắt thép không gỉ hoặc nhôm thì chùm tia laser đơn giản là làm chảy vật liệu và khí Nito áp suât cao sẽ được sử dụng để thổi kim loại nóng chảy ra khỏi vết cắt.

cắt laser

Trên một máy cắt laser CNC , đầu cắt laser sẽ di chuyển trên tấm kim loại trong vùng hình dạng của phần muốn gia công. Một hệ thống điều khiển chiều cao điện dung giúp duy trì một khoảng cách nhất định giữa phần mũi của vòi phun và tấm kim loại cần cắt. Khoảng cách này rất quan trọng bởi vì nó xác định nơi điểm tập trung nhiệt so với bề mặt tấm kim loại. Chất lượng cắt có thể bị ảnh hưởng bởi việc tăng hoặc giảm khoảng cách điểm tập trung ở phía trên bề mặt, ở bề mặt hoặc dưới bề mặt của tấm kim loại.

Có rất nhiều thông số có thể ảnh hưởng tới chất lượng cắt nhưng khi tất cả được kiểm soát đúng cách thì phương pháp cắt laser là phương pháp ổn định, đáng tin cậy và rất chính xác.