Nguyên lý hoạt động và ưu điểm của phương pháp cắt laser kim loại

Cắt laser kim loại hiện nay đang là một phương pháp hữu hiệu nhất để gia công thành phẩm. Kim loại là vật liệu có độ cứng cao nên rất khó để gia công bằng các phương pháp truyền thống hoặc sẽ tạo ra những sản phẩm không đáp ứng yêu cầu về chất lượng và thẩm mỹ. Do đó, sự phát triển của phương pháp sử dụng laser để cắt kim loại là bước tiến rất lớn trong ngành công nghiệp sản xuất này.

Nguyên lý hoạt động của phương pháp cắt laser kim loại

Dùng laser cắt kim loại là cách sử dụng tia chiếu sáng đặc biệt từ máy cắt để tạo ra những thành phẩm có hình dáng, kích thước như mong muốn, đảm bảo tính thẩm mỹ và chất lượng cao. Vì thế, nguyên lý hoạt động của phương pháp này cũng sẽ dựa trên cách thức xử lý trên.

Đầu tiên, dùng máy phát laser để chiếu chùm tia sáng năng lượng cao lên bề mặt vật liệu cần được gia công thông qua hệ thống thấu kính. Độ nóng của chùm tia này sẽ đốt và tạo nên sự nóng chảy cục bộ tại vị trí chiếu sáng của vật liệu. Đường kính được tạo ra sẽ thường không lớn hơn 0,5mm.

Nguyên lý hoạt động của phương pháp cắt laser kim loại.
Nguyên lý hoạt động của phương pháp cắt laser kim loại.

Lúc này, một dòng khí sinh ra có áp lực cao phần vật liệu tại vị trí chiếu sáng sẽ bị nóng chảy và đẩy ra khỏi vùng gia công, nằm cùng trục với chùm tia laser. Ngoài ra, với một số vật liệu khác, do tác động của hóa học và vật lý sinh ra từ tia laser sẽ làm tăng tốc độ cắt vật liệu của máy.

Bên cạnh đó, phần vật liệu bị nóng chảy cũng sẽ di chuyển theo bề mặt chi tiết của quỹ đạo và sinh ra vết cắt. Nhờ đó, nó tự động hóa hoàn toàn để tạo ra những hình dáng, kích thước hay hình ảnh 3D như mong muốn của người sử dụng.

Các kim loại thường được cắt bằng laser thông dụng nhất

Thép là kim loại được cắt laser nhiều nhất.
Thép là kim loại được cắt laser nhiều nhất.

Cắt laser kim loại được ứng dụng đa dạng và phù hợp cho nhiều kim loại khác nhau, tùy vào mục đích sử dụng của người dùng. Tuy nhiên, trên thực tế, dựa vào đặc điểm, tính chất của sản phẩm tạo ra để người dùng chọn vật liệu phù hợp với mục đích sử dụng. Vì thế, phương pháp này sẽ thường dùng cho các kim loại sau:

  • Thép: Đây là vật liệu kim loại được lựa chọn để cắt nhiều nhất trong tất cả các kim loại hiện nay. Đối với chất liệu là thép cacbon, bạn hoàn toàn có thể xử lý dễ dàng với máy cắt laser. Riêng với loại thép có hàm lượng hợp kim cao thì quá trình cắt sẽ cần nhiều kỹ thuật hơn. Với thép có hàm lượng vonfram cao như thép dụng cụ thì cần gia công cẩn thận, tỉ mỉ để không xuất hiện xỉ khi hoàn thành sản phẩm, đồng thời tốc độ cắt loại thép này cũng khá chậm.
  • Nhôm: So với thép thì nhôm là vật liệu khó xử lý hơn rất nhiều do đặc điểm của kim loại này. Nhôm sẽ gây ra phản xạ với một lượng không nhỏ tia laser trong quá trình chiếu cắt và tốc độ truyền nhiệt vào các chi tiết nhanh, mức độ lớn. Ngoài ra, khi tiêu cự của tia laser không được điều chỉnh đúng vị trí phù hợp, các chùm tia sáng sẽ phản xạ ngược lại, làm hỏng các bộ phận quang học của máy và gây khó khăn hơn trong gia công khi quá trình cắt đã kết thúc.
  • Titan và các hợp kim của titan: Đặc điểm của loại vật liệu này là nó có phản ứng với oxi và nitơ, dẫn đến hiện tượng giòn, dễ gãy. Do đó, dùng tia laser để cắt các vật liệu này gần như là không thể, đặc biệt với những chi tiết trong lĩnh vực hàng không và y học. Thay vào đó, bạn nên dùng khí trơ như argon để chất lượng của vết cắt tốt hơn, đồng thời hạn chế khả năng vật liệu bị biến tính.

Ưu nhược điểm của phương pháp cắt laser kim loại

Mỗi phương pháp dù tân tiến đến đâu cũng sẽ có những ưu nhược điểm riêng, với cách cắt kim loại bằng laser cũng không ngoại lệ. Khi sử dụng bất kì phương pháp nào, bạn cũng nên tìm hiểu và nắm chắc các thông tin về ưu nhược điểm của nó để có thể vận dụng tối đa điểm mạnh cũng như hạn chế các điểm yếu, tạo thuận lợi trong quá trình sử dụng.

Ưu nhược điểm của phương pháp cắt laser kim loại.
Ưu nhược điểm của phương pháp cắt laser kim loại.

Những ưu điểm của phương pháp cắt kim loại bằng laser:

  • Chùm tia laser khi cắt sẽ có nguồn nhiệt cùng mật độ tập trung cao nên có thể cắt gần như tất cả các vật liệu và hợp kim.
  • Đường rãnh cắt có tính thẩm mỹ và chất lượng cao, hẹp và sắc cạnh, độ chính xác lớn.
  • Có thể gia công theo đường thẳng hoặc đường cong tùy ý, kể cả những đường đòi hỏi độ phức tạp cao
  • Tốc độ cắt nhanh chóng, không cần thêm các bước phụ
  • Khả năng linh hoạt và tự động hóa cao, có thể cắt trên nhiều vật liệu với độ dày mỏng khác nhau.
  • Đường cắt thực hiện tự động, có thể mô phỏng nguyên bản mẫu trên thiết kế, đảm bảo chính xác tới 99%.
  • Tính thẩm mỹ trên các góc cạnh cắt cao, không để lại răng cưa hay các đường cắt xén, cắt lệch.

Nhược điểm của phương pháp cắt kim loại bằng laser: Nhược điểm lớn nhất của phương pháp này chính là giá thành của nó khá đắt. Thêm vào đó, để vận hành và sử dụng thành thạo, phải cần đến đội ngũ kỹ thuật tay nghề cao, am hiểu về quy cách hoạt động của máy cũng như quá trình bảo dưỡng, bảo trì máy thường xuyên.

Vì những nhược điểm này, nhiều người thường chọn sử dụng dịch vụ cắt laser kim loại thay vì tự cắt. Bạn cũng có thể liên hệ với ETvina nếu như cần biết thêm các thông tin về dịch vụ hay quy cách cắt kim loại bằng laser để được đội ngũ nhân viên chuyên nghiệp hỗ trợ. Chúc các bạn thành công!

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Gọi ngay