EN
Поликарбонатты лазермен кесу мүмкін бе?
Поликарбонатты лазермен кесудің техникалық мүмкіндігі
Поликарбонатты лазерлік технологияны қолданып кесу мүмкін, бірақ дұрыс жабдықтар мен баптаулар болуы керек. Түйіспейтін әдіс материалдың қалыңдығы 25 мм болған кезде де плюс-минус 0,1 миллиметр дәлдікпен өте күрделі жұмыстар жасауға мүмкіндік береді. Бірақ операторлар жұмысты дұрыс баптамаса, балқу проблемасына назар аударуы керек. Күнделікті кесу жұмыстары үшін толқын ұзындығы 9,3–10,6 микрон аралығындағы CO2 лазерлері негізгі таңдау болып табылады. Бұл лазерлер көптеген қолданыстарда жақсы нәтиже береді. Екінші жағынан, 355 нанометрлік осындай қымбат UV лазерлер жарты миллиметрден кіші элементтермен жұмыс істегенде әлдеқайда таза шеттер береді. Бірақ осы сияқты арнайы құралдардың бағасы өте қымбат екенін есте ұстаңыз. Жақсы нәтиже алу фокустық нүктені дәл баптауға, жұмыс кезінде салқындатуды қамтамасыз етуге және желдету жүйесінің түтінді қауіпсіз тасымалдау бойынша барлық қауіпсіздік стандарттарын сақтауға тәуелді.
Негізгі материал қасиеттері: Жылуға сезімталдық және термиялық кернеу
Поликарбонаттың төменгі жылу өткізгіштігі (0,2 Вт/м·К) және тар шектеулері оны жылуға өте сезімтал етеді. 150°C температурада жергілікті қыздыру тізбекті үзу процесін бастайды – бұл үш негізгі мәселеге әкеледі:
- Жылықтық стресс , салқындату жылдамдығы 10°C/сек асып кеткенде пайда болады және соққыға төзімділікті 40%-ға дейін төмендететін микросұғындар туындайды
- Түстердің өзгеруі , 300°C жоғары фотооксидтену нәтижесінде пайда болады және сарғайған немесе бұлыңғыр шеттерге әкеледі
- Молекулалық ыдырау , бұл OSHA нұсқаулықтарына сәйкес өнеркәсіптік желдету жүйесін талап ететін бисфенол-А бөлшектерін бөліп шығарады
Жұқа парақтар (<3 мм) жылуға төзімдірек, ал қалың бөліктер импульсті лазерлік режимдер мен мықты ауа көмегінен пайда болады – бұл пиктік температураны 60–80°C-қа дейін төмендетіп, үш мәселені де шешуге көмектеседі.
Поликарбонатты лазерлік кесудің артықшылықтары
Жоғары дәлдік және таза, жұмсақ шет сапасы
Лазерлік кесу микросұйықтама немесе оптикалық бөлшектерде кездесетін қиын пішіндермен жұмыс істеген кезде де жиі ±0,1 мм шамасындағы дәлдікті қамтамасыз етуі мүмкін. Температуралық әдіс болып табылатын, байланыссыз әдіс ретінде ол құралдың тозуына қатысы жоқ, сонымен қатар механикалық кернеудің алдын алады. Нәтижесінде басқа әдістердің кемшілігі болып табылатын шеткі жылу және микросұғылулары жоқ, таза шеттер алынады. Поликарбонат сияқты материалдар үшін бұл олардың оптикалық қасиеттерін сақтауға мүмкіндік береді. Уақыт үнемдеуді де ұмытпау керек – өткен жылы Fabrication Technology Review жүргізген зерттеулер дәстүрлі механикалық әдістермен салыстырғанда қосымша өңдеу жұмыстарын 60-80 пайызға дейін қысқартуға болатынын көрсетті.
Байланыссыз өңдеу және дизайнының көпжақтылығы
Егерек күш қатыспаған кезде миллиметрден аз қалыңдықтағы өте жұқа қабырғалар үшін супер маңызды болып табылатын, осылайша қажымдық трещинаның пайда болуын тоқтатады. Цифрлық процесс прототиптеу сатысында миллиметрден кіші тесіктер, жарты миллиметрден кіші радиустағы қисық органикалық пішіндер сияқты күрделі пішіндерді тез шығаруға мүмкіндік береді. Медициналық жабдықтар немесе ұшақ бөлшектерін жасау сияқты экстремалды дәлдікті қажет ететін салалар үшін бұл мүмкіндіктер ойынның ережесін өзгертеді. Дәстүрлі өндіріс әдістері мұнда қол жетімді болмайды, себебі олар мұндай күрделі жұмыс үшін өте қымбат немесе мүлдем жүзеге аспайды.
Лазермен поликарбонатты кесудің кемшіліктері мен қауіпсіздік қаупі
Улы түтін, шеттердің түсі өзгеруі және маталы беттер
Лазерлік кесу поликарбонаттан қауіпті хлорлы түтіндер мен бисфенол-А бөлшектерін бөліп шығарады, сондықтан OSHA стандарттарына сәйкес өнеркәсіптік вентиляция мен сүзу қажет. Сонымен қатар, эстетикалық кемшіліктер де жиі туындайды:
- Жергілікті қыздырудан пайда болатын сарғыштай қабырға бояуы
- Ішкі микроскопиялық сындардан пайда болатын мұздалған бет беті
- Жылулық порогы 300°C асқан кезде кесілген сызықтарда күйдіру
Бұл кемшіліктер жиі екінші реттік парлау талап етеді, бұл әрбір партия үшін өндіріс уақытын 15–30% арттырады.
Жылулық зақымдану және соңынан өңдеу қиындықтары
Поликарбонаттың балқу нүктесі шамамен 297 градус Фаренгейт немесе 147 градус Цельсий шамасында, бұл оны лазермен кескен кезде деформациялануға бейім болады. Қандай қиыншылықтар туындайды? Кесу кезінде жиектері жиі бүріскен, ішкі кернеу трещиндері пайда болады, бұл соққыға төзімділікті 30-40 пайызға дейін төмендетуі мүмкін, ал бес миллиметрден қалыңырақ парақтарда көбік пайда болады. Кесу процесі аяқталғаннан кейін өндірушілер басқа да көптеген қиыншылықтармен кездеседі. Артында желім тәрізді жабысқақ қалдық қалады, оны тазарту керек, материалдың мөлдір көрінісі жоғалады, сондықтан қосымша өңдеу жұмыстарын жасау қажет, сонымен қатар лазер кескен жердің маңында құрылым әлсірейді. Бұл барлық мәселелер өндіріс барысында еңбек шығынын және сапа тексеруіне кететін шығындарды арттырады.
Параметрлердің сезгіштігі және ауа қолдауының ақауларды азайтудағы рөлі
Таза және қауіпсіз кесу үшін негізгі үш параметрді дәл баптау қажет:
| Параметр | Оңтайлы қашықтық | Ауытқудың әсері |
|---|---|---|
| Қуат тығыздығы | 20–30 Вт/см² | Күйдіру (жоғары) / Толық емес кесу (төмен) |
| Кесу жылдамдығы | 0,81,2 м/мин | Балқыған материалдың жиналуы (баяу) / Булану ақаулары (жылдам) |
| Фокустың орны | +1 мм бетінен жоғары | Қабырға бетінің тегістігі төмендейді |
Ауа көмегі — кесу жолы бойымен диагональды бағытта 15–20 фунт/кв. дюйм (PSI) сығылған ауа беру — жылулық ақауларды шамамен 60% азайтады. Бұл өзара әрекет аймағын салқындатады және балқыған бөгде заттарды шығарады, бірақ ультракүлгін сәулеге сезімталдық немесе температураның жоғарылауы кезіндегі молекулалық тұрақсыздық сияқты материалдардың ішкі шектеулерін жеңе алмайды.
Поликарбонатты кесуге арналған оптималды лазерлер мен кесу параметрлері
CO² және УК лазерлер: Поликарбонатты кесуге қайсысы жақсы?
Поликарбонат материалдарын кесу кезінде 10,6 микронда жұмыс істейтін көміртек диоксиді лазерлері басым көпшілік цехтардың таңдауы болып табылады. Олар баға, қуатты масштабтау мүмкіндігі және шамамен 25 мм-ге дейінгі қалың материалдармен жақсы жұмыс істеу арасында оңтайлы тепе-теңдік орнатады. Екінші жағынан, 355 нанометрдегі ультракүлгін сәуле лазерлері әдетте екі немесе үш есе қымбат болады, бірақ жұмыс істеу кезінде жылу түзілуін көптеген жағдайда азайтады. Кейбір сынақтардың нәтижесі бойынша, бұл кесу шеттерінің сарғаюын алтып пайызға дейін азайтады, сонымен қатар үш мм-ден аспайтын жұқа материалдардағы өте кішкентай кесіктерді орындауда жақсырақ нәтиже береді. Егер сыртқы түрі ең маңызды болса немесе өте кішкентай элементтермен жұмыс істеу қажет болса, УК лазерлік жүйелері нақты пайда әкеледі және оларды қарастыру қажет. Дегенмен, жоба нақты бюджеттік жағдайлар мен бөлшектердің конструкциялық талаптары талап етпесе, көптеген жағдайларда CO2 лазерлерін қолдану тиімдірек болуы мүмкін.
Ұсынылатын баптаулар: Қуат, жылдамдық және көмекші газдың оптимизациясы
Карбонизациядан, толық емес кесуден және улы түтін пайда болудан аулақ болу үшін дәл параметрлерді бақылау маңызды. Тотығуды басу және шетінің сапасын жақсарту үшін 15–20 PSI қысымда азот көмекші газын қолдану ұсынылады. Оптималды баптаулар қалыңдыққа пропорционалды түрде өзгереді:
| Қалыңдығы | Күш аралығы | Тезік саласы |
|---|---|---|
| ≤ 3 мм | 20–40 Вт | 20–25 мм/с |
| > 3 мм | 40–60 Вт | 10–15 мм/с |
Төменгі жылдамдық балқыған тамшылар пайда болмайтындай толық тесілуге кепілдік береді; артық қуат карбонизацияға және түтін көлемінің өсуіне әкеледі. Конфигурацияға қарамастан, барлық орнатулар OSHA мен NIOSH экспозиция шектеріне сәйкес келетін өнеркәсіптік деңгейдегі түтін шығару жүйесімен үйлестірілуі тиіс.
ЖИҚ (Жиі қойылатын сұрақтар)
Сіз поликарбонатты үйде лазерлік кесе аласыз ба?
Техникалық тұрғыдан мүмкін болса да, поликарбонатты үйде лазермен кесу шығатын қауіпті түтінге байланысты ұсынылмайды. Қауіпсіз ортаны қамтамасыз ету үшін өнеркәсіптік деңгейдегі желдету және сүзу қажет.
Поликарбонатты кесу үшін қандай лазер түрі жақсырақ?
CO2 лазерлері әдетте қымбат еместігі мен қалың материалдармен жұмыс істеу қабілетіне байланысты поликарбонатты кесу үшін ұсынылады. Алайда, УК лазерлері тазарақ нәтиже береді және ұсақ детальдармен жұмыс істеуге жақсырақ сәйкес келеді.
Лазермен поликарбонатты кесу кезінде түсінің өзгеруін қалай болдырмауға болады?
Түсінің өзгеруін азайту үшін лазер қуатын, жылдамдықты және суыту жүйелерін ұқыпты бақылау қажет. Сонымен қатар, УК лазерін қолдану сарғаю мен шеттердің боялуын едәуір азайтады.
Поликарбонатты лазермен кесу кезінде қандай қауіпсіздік шаралары қажет?
Улы түтінді басқару үшін дұрыс желдету және сүзу жүйелері маңызды. Сондай-ақ, OSHA нұсқаулықтарына бағыну және жеке қорғаныс құралдарын (PPE) қолдану қауіпсіз жұмыс істеу үшін міндетті.