أخبار

في تطبيق القوالب، واللافتات، وملحقات الأجهزة، واللوحات الإعلانية، ولوحات ترخيص السيارات وغيرها من المنتجات، فإن عمليات التآكل التقليدية لن تسبب التلوث البيئي فحسب، بل تؤدي أيضًا إلى انخفاض الكفاءة. يمكن أن تسبب تطبيقات العمليات التقليدية مثل الآلات والخردة المعدنية والمبردات أيضًا تلوثًا بيئيًا. على الرغم من تحسين الكفاءة، إلا أن الدقة ليست عالية، ولا يمكن نحت الزوايا الحادة. بالمقارنة مع طرق نحت المعادن العميقة التقليدية، فإن نحت المعادن العميقة بالليزر يتميز بمزايا خالية من التلوث، ودقة عالية، ومحتوى نحت مرن، والذي يمكن أن يلبي متطلبات عمليات نحت معقدة.

تشمل المواد الشائعة للنحت العميق للمعادن الفولاذ الكربوني، والفولاذ المقاوم للصدأ، والألومنيوم، والنحاس، والمعادن الثمينة، وما إلى ذلك. يقوم المهندسون بإجراء أبحاث عالية الكفاءة لمعلمات النحت العميق للمواد المعدنية المختلفة.

تحليل الحالة الفعلية:
تقوم معدات منصة الاختبار Carmanhaas 3D Galvo Head with Lens(F=163/210) بإجراء اختبار النحت العميق. حجم النقش 10 مم × 10 مم. قم بتعيين المعلمات الأولية للنقش، كما هو موضح في الجدول 1. قم بتغيير معلمات العملية مثل مقدار إلغاء التركيز البؤري، وعرض النبضة، والسرعة، وفاصل التعبئة، وما إلى ذلك، واستخدم جهاز اختبار النحت العميق لقياس العمق، والعثور على معلمات العملية مع أفضل تأثير نحت.

الجدول 1: المعلمات الأولية للنحت العميق

من خلال جدول معلمات العملية، يمكننا أن نرى أن هناك العديد من المعلمات التي لها تأثير على تأثير النقش العميق النهائي. نستخدم طريقة متغير التحكم للعثور على عملية تأثير كل معلمة عملية على التأثير، والآن سنعلن عنها واحدة تلو الأخرى.

01 تأثير عدم التركيز على نحت العمق

استخدم أولاً مصدر ليزر الألياف Raycus، الطاقة: 100 واط، الطراز: RFL-100M لنقش المعلمات الأولية. إجراء اختبار النقش على الأسطح المعدنية المختلفة. كرر النقش 100 مرة لمدة 305 ثانية. قم بتغيير مزيل التركيز البؤري واختبر تأثير إلغاء التركيز البؤري على تأثير النقش للمواد المختلفة.

الشكل 1: مقارنة تأثير إزالة التركيز البؤري على عمق نحت المادة

كما هو موضح في الشكل 1، يمكننا الحصول على ما يلي حول الحد الأقصى للعمق المتوافق مع كميات إزالة التركيز البؤري المختلفة عند استخدام RFL-100M للنقش العميق في المواد المعدنية المختلفة. من البيانات المذكورة أعلاه، نستنتج أن النحت العميق على السطح المعدني يتطلب إزالة تركيز معينة للحصول على أفضل تأثير للنقش. يبلغ معدل إلغاء التركيز البؤري لنقش الألومنيوم والنحاس -3 مم، ويبلغ معدل إلغاء التركيز البؤري لنقش الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ الكربوني -2 مم.

02 تأثير عرض النبضة على عمق النحت 

من خلال التجارب المذكورة أعلاه، تم الحصول على مقدار إزالة التركيز البؤري الأمثل لـ RFL-100M في النقش العميق بمواد مختلفة. استخدم مقدار إزالة التركيز البؤري الأمثل، وقم بتغيير عرض النبض والتردد المقابل في المعلمات الأولية، وتبقى المعلمات الأخرى دون تغيير.

ويرجع ذلك أساسًا إلى أن كل عرض نبضة لليزر RFL-100M له تردد أساسي مطابق. عندما يكون التردد أقل من التردد الأساسي المقابل، تكون طاقة الخرج أقل من متوسط ​​الطاقة، وعندما يكون التردد أعلى من التردد الأساسي المقابل، ستنخفض طاقة الذروة. يحتاج اختبار النقش إلى استخدام أكبر عرض نبضي وسعة قصوى للاختبار، وبالتالي فإن تردد الاختبار هو التردد الأساسي، وسيتم وصف بيانات الاختبار ذات الصلة بالتفصيل في الاختبار التالي.

التردد الأساسي المقابل لكل عرض نبضة هو: 240 ns، 10 كيلو هرتز، 160 ns، 105 كيلو هرتز، 130 ns، 119 كيلو هرتز، 100 ns، 144 كيلو هرتز، 58 ns، 179 كيلو هرتز، 40 ns، 245 كيلو هرتز، 20 ns، 490 كيلو هرتز، 10 نانوثانية، 999 كيلو هرتز. قم بإجراء اختبار النقش من خلال النبض والتردد أعلاه، وتظهر نتيجة الاختبار في الشكل 2الشكل 2: مقارنة تأثير عرض النبضة على عمق النقش

يمكن أن نرى من الرسم البياني أنه عندما يتم النقش باستخدام RFL-100M، مع انخفاض عرض النبضة، ينخفض ​​عمق النقش وفقًا لذلك. عمق النقش لكل مادة هو الأكبر عند 240 نانو ثانية. ويرجع ذلك بشكل أساسي إلى انخفاض طاقة النبضة الواحدة بسبب تقليل عرض النبضة، مما يؤدي بدوره إلى تقليل الضرر الذي يلحق بسطح المادة المعدنية، مما يؤدي إلى أن يصبح عمق النقش أصغر وأصغر.

03 تأثير التردد على عمق النقش

من خلال التجارب المذكورة أعلاه، تم الحصول على أفضل كمية لإزالة التركيز البؤري وعرض النبض لـ RFL-100M عند النقش بمواد مختلفة. استخدم أفضل كمية لإزالة التركيز البؤري وعرض النبضة لتظل دون تغيير، وقم بتغيير التردد، واختبار تأثير الترددات المختلفة على عمق النقش. نتائج الاختبار كما هو مبين في الشكل 3.

الشكل 3: مقارنة تأثير التردد على نحت المادة العميقة

يمكن أن نرى من الرسم البياني أنه عندما يقوم ليزر RFL-100M بنقش مواد مختلفة، مع زيادة التردد، ينخفض ​​عمق النقش لكل مادة وفقًا لذلك. عندما يكون التردد 100 كيلو هرتز، يكون عمق النقش هو الأكبر، والحد الأقصى لعمق النقش للألمنيوم النقي هو 2.43. مم، 0.95 مم للنحاس، 0.55 مم للفولاذ المقاوم للصدأ، و0.36 مم للفولاذ الكربوني. من بينها، الألومنيوم هو الأكثر حساسية للتغيرات في التردد. عندما يكون التردد 600 كيلو هرتز، لا يمكن إجراء النقش العميق على سطح الألومنيوم. في حين أن النحاس والفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ الكربوني أقل تأثرًا بالتردد، إلا أنها تظهر أيضًا اتجاهًا نحو انخفاض عمق النقش مع زيادة التردد.

04 تأثير السرعة على عمق النقش

الشكل 4: مقارنة تأثير سرعة النحت على عمق النحت

يمكن أن نرى من الرسم البياني أنه كلما زادت سرعة النقش، انخفض عمق النقش وفقًا لذلك. عندما تكون سرعة النقش 500 مم/ثانية، يكون عمق النقش لكل مادة هو الأكبر. أعماق النقش للألمنيوم والنحاس والفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ الكربوني هي على التوالي: 3.4 مم، 3.24 مم، 1.69 مم، 1.31 مم.

05 تأثير فراغات الحشو على عمق النقش

الشكل 5: تأثير كثافة التعبئة على كفاءة النقش

يمكن أن نرى من الرسم البياني أنه عندما تكون كثافة التعبئة 0.01 مم، تكون أعماق النقش للألمنيوم والنحاس والفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ الكربوني كلها كحد أقصى، ويتناقص عمق النقش مع زيادة فجوة التعبئة؛ تزداد تباعد الحشو من 0.01 مم. وفي عملية 0.1 مم، يتم تقليل الوقت اللازم لإكمال 100 نقش تدريجيًا. عندما تكون مسافة التعبئة أكبر من 0.04 مم، يقل نطاق وقت التقصير بشكل كبير.

ختاماً

من خلال الاختبارات المذكورة أعلاه، يمكننا الحصول على معلمات العملية الموصى بها للنحت العميق للمواد المعدنية المختلفة باستخدام RFL-100M: