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Bei der Anwendung von Formen, Schildern, Hardware-Zubehör, Werbetafeln, Autokennzeichen und anderen Produkten führen herkömmliche Korrosionsprozesse nicht nur zu Umweltverschmutzung, sondern auch zu einer geringen Effizienz. Auch herkömmliche Prozessanwendungen wie Bearbeitung, Metallschrott und Kühlmittel können zu Umweltverschmutzung führen. Obwohl die Effizienz verbessert wurde, ist die Genauigkeit nicht hoch und es können keine scharfen Winkel geschnitzt werden. Im Vergleich zu herkömmlichen Methoden zum Tiefschnitzen von Metall bietet das Laser-Tiefschnitzen von Metall die Vorteile einer schadstofffreien, hohen Präzision und eines flexiblen Schnitzinhalts, der den Anforderungen komplexer Schnitzprozesse gerecht werden kann.

Zu den gängigen Materialien für die Tiefbearbeitung von Metallen gehören Kohlenstoffstahl, Edelstahl, Aluminium, Kupfer, Edelmetalle usw. Ingenieure führen hocheffiziente Untersuchungen der Tiefbearbeitungsparameter für verschiedene Metallmaterialien durch.

Aktuelle Fallanalyse:
Testplattformausrüstung Carmanhaas 3D-Galvokopf mit Linse (F=163/210) führt einen Tiefenschnitztest durch. Die Gravurgröße beträgt 10 mm×10 mm. Legen Sie die Anfangsparameter der Gravur fest, wie in Tabelle 1 gezeigt. Ändern Sie die Prozessparameter wie das Ausmaß der Defokussierung, die Impulsbreite, die Geschwindigkeit, das Füllintervall usw., messen Sie die Tiefe mit dem Tiefengravurtester und ermitteln Sie die Prozessparameter mit bestem Carving-Effekt.

Tabelle 1 Anfangsparameter des Tiefschnitzens

Anhand der Prozessparametertabelle können wir erkennen, dass es viele Parameter gibt, die sich auf den endgültigen Tiefgravureffekt auswirken. Wir verwenden die Kontrollvariablenmethode, um die Auswirkung jedes Prozessparameters auf die Auswirkung zu ermitteln, und geben sie nun einzeln bekannt.

01 Die Auswirkung der Defokussierung auf die Schnitztiefe

Verwenden Sie zunächst die Raycus-Faserlaserquelle, Leistung: 100 W, Modell: RFL-100M, um die Anfangsparameter einzugravieren. Führen Sie den Gravurtest auf verschiedenen Metalloberflächen durch. Wiederholen Sie die Gravur 100 Mal für 305 Sekunden. Ändern Sie die Defokussierung und testen Sie die Auswirkung der Defokussierung auf den Gravureffekt verschiedener Materialien.

Abbildung 1 Vergleich der Auswirkung der Defokussierung auf die Tiefe des Materialeinschnitts

Wie in Abbildung 1 dargestellt, können wir Folgendes über die maximale Tiefe ermitteln, die unterschiedlichen Defokussierungsbeträgen entspricht, wenn RFL-100M für tiefe Gravuren in verschiedenen Metallmaterialien verwendet wird. Aus den oben genannten Daten lässt sich schließen, dass tiefes Schnitzen auf der Metalloberfläche eine gewisse Defokussierung erfordert, um den besten Gravureffekt zu erzielen. Die Defokussierung zum Gravieren von Aluminium und Messing beträgt -3 mm und die Defokussierung zum Gravieren von Edelstahl und Kohlenstoffstahl beträgt -2 mm.

02 Die Auswirkung der Impulsbreite auf die Schnitztiefe 

Durch die oben genannten Experimente wird der optimale Defokusbetrag des RFL-100M bei der Tiefengravur mit verschiedenen Materialien erreicht. Verwenden Sie den optimalen Defokusbetrag, ändern Sie die Impulsbreite und die entsprechende Frequenz in den Anfangsparametern und andere Parameter bleiben unverändert.

Dies liegt vor allem daran, dass jede Pulsbreite des RFL-100M-Lasers eine entsprechende Grundfrequenz hat. Wenn die Frequenz niedriger als die entsprechende Grundfrequenz ist, ist die Ausgangsleistung niedriger als die Durchschnittsleistung, und wenn die Frequenz höher als die entsprechende Grundfrequenz ist, nimmt die Spitzenleistung ab. Beim Graviertest muss die größte Impulsbreite und maximale Kapazität zum Testen verwendet werden, daher ist die Testfrequenz die Grundfrequenz und die relevanten Testdaten werden im folgenden Test ausführlich beschrieben.

Die jeder Impulsbreite entsprechende Grundfrequenz beträgt: 240 ns, 10 kHz, 160 ns, 105 kHz, 130 ns, 119 kHz, 100 ns, 144 kHz, 58 ns, 179 kHz, 40 ns, 245 kHz, 20 ns, 490 kHz、10 ns，999 kHz。Führen Sie den Gravurtest mit dem oben genannten Impuls und der oben genannten Frequenz durch. Das Testergebnis ist in Abbildung 2 dargestelltAbbildung 2 Vergleich der Auswirkung der Impulsbreite auf die Gravurtiefe

Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass beim Gravieren des RFL-100M mit abnehmender Impulsbreite die Gravurtiefe entsprechend abnimmt. Die Gravurtiefe jedes Materials ist mit 240 ns am größten. Dies ist hauptsächlich auf die Verringerung der Einzelimpulsenergie aufgrund der Verringerung der Impulsbreite zurückzuführen, was wiederum die Beschädigung der Oberfläche des Metallmaterials verringert, was dazu führt, dass die Gravurtiefe immer kleiner wird.

03 Einfluss der Frequenz auf die Gravurtiefe

Durch die oben genannten Experimente werden der beste Defokusbetrag und die beste Impulsbreite des RFL-100M beim Gravieren mit unterschiedlichen Materialien erzielt. Verwenden Sie den besten Defokusbetrag und die beste Impulsbreite, um unverändert zu bleiben, ändern Sie die Frequenz und testen Sie die Auswirkung verschiedener Frequenzen auf die Gravurtiefe. Die Testergebnisse sind in Abbildung 3 dargestellt.

Abbildung 3 Vergleich des Einflusses der Frequenz auf die Materialtiefe

Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass beim Gravieren verschiedener Materialien mit dem RFL-100M-Laser die Gravurtiefe jedes Materials mit zunehmender Frequenz entsprechend abnimmt. Bei einer Frequenz von 100 kHz ist die Gravurtiefe am größten und die maximale Gravurtiefe von reinem Aluminium beträgt 2,43. mm, 0,95 mm für Messing, 0,55 mm für Edelstahl und 0,36 mm für Kohlenstoffstahl. Unter diesen reagiert Aluminium am empfindlichsten auf Frequenzänderungen. Bei einer Frequenz von 600 kHz ist eine tiefe Gravur auf der Aluminiumoberfläche nicht möglich. Während Messing, Edelstahl und Kohlenstoffstahl weniger von der Häufigkeit betroffen sind, zeigen sie auch einen Trend zu einer abnehmenden Gravurtiefe mit zunehmender Häufigkeit.

04 Einfluss der Geschwindigkeit auf die Gravurtiefe

Abbildung 4 Vergleich der Auswirkung der Schnitzgeschwindigkeit auf die Schnitztiefe

Aus dem Diagramm ist ersichtlich, dass mit zunehmender Gravurgeschwindigkeit die Gravurtiefe entsprechend abnimmt. Bei einer Gravurgeschwindigkeit von 500 mm/s ist die Gravurtiefe bei jedem Material am größten. Die Gravurtiefen von Aluminium, Kupfer, Edelstahl und Kohlenstoffstahl betragen jeweils: 3,4 mm, 3,24 mm, 1,69 mm, 1,31 mm.

05 Die Auswirkung des Füllabstands auf die Gravurtiefe

Abbildung 5: Der Einfluss der Fülldichte auf die Gravureffizienz

Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass bei einer Fülldichte von 0,01 mm die Gravurtiefen von Aluminium, Messing, Edelstahl und Kohlenstoffstahl alle maximal sind und die Gravurtiefe mit zunehmendem Füllspalt abnimmt; Der Füllabstand erhöht sich ab 0,01 mm. Im Prozess von 0,1 mm verkürzt sich die Zeit, die für die Fertigstellung von 100 Gravuren benötigt wird, sukzessive. Wenn der Füllabstand größer als 0,04 mm ist, wird der Verkürzungszeitbereich erheblich verkürzt.

Abschließend

Durch die oben genannten Tests können wir die empfohlenen Prozessparameter für das Tiefschnitzen verschiedener Metallmaterialien mit RFL-100M ermitteln: