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Nell'applicazione di stampi, segni, accessori hardware, cartelloni pubblicitari, targhe per automobili e altri prodotti, i processi di corrosione tradizionale non solo causano inquinamento ambientale, ma anche bassa efficienza. Le applicazioni di processo tradizionali come la lavorazione, i rottami metallici e i refrigeranti possono anche causare inquinamento ambientale. Sebbene l'efficienza sia stata migliorata, l'accuratezza non è elevata e gli angoli nitidi non possono essere scolpiti. Rispetto ai tradizionali metodi di intaglio profondo in metallo, la scultura profonda in metallo laser presenta i vantaggi del contenuto senza inquinamento, alta precisione e intaglio flessibile, che può soddisfare i requisiti di processi di intaglio complessi.

I materiali comuni per intaglio profondo in metallo comprendono acciaio al carbonio, acciaio inossidabile, alluminio, rame, metalli preziosi, ecc. Gli ingegneri conducono ricerche di parametri intaglio profondo ad alta efficienza per diversi materiali metallici.

Analisi del caso effettivo:
Attrezzatura della piattaforma di prova Carmanhaas 3D Galvo Head con lente （F = 163/210） Eseguire test intaglio profondo. La dimensione dell'incisione è di 10 mm × 10 mm. Impostare i parametri iniziali di incisione, come mostrato nella Tabella 1. Modificare i parametri di processo come la quantità di defocus, larghezza dell'impulso, velocità, intervallo di riempimento, ecc.

Tabella 1 Parametri iniziali della scultura profonda

Attraverso la tabella dei parametri di processo, possiamo vedere che ci sono molti parametri che hanno un impatto sull'effetto di incisione profonda finale. Usiamo il metodo della variabile di controllo per trovare il processo dell'effetto di ciascun parametro di processo sull'effetto e ora li annunceremo uno per uno.

01 L'effetto di Debocus sulla profondità di intaglio

Utilizzare innanzitutto la sorgente laser in fibra Raycus, Potenza: 100W, Modello: RFL-100M per incidere i parametri iniziali. Eseguire il test di incisione su diverse superfici metalliche. Ripeti l'incisione 100 volte per 305 s. Cambia il defocus e testare l'effetto del defocus sull'effetto incisione di diversi materiali.

Figura 1 Confronto dell'effetto del defocus sulla profondità del materiale intaglio

Come mostrato nella Figura 1, possiamo ottenere quanto segue sulla profondità massima corrispondente a diverse quantità di defocalizzazione quando si utilizza RFL-100m per incisione profonda in diversi materiali metallici. Dai dati di cui sopra, si è concluso che la scultura profonda sulla superficie metallica richiede un certo defocus per ottenere il miglior effetto di incisione. Il defocus per l'incisione in alluminio e ottone è -3 mm e il defocus per incisione in acciaio inossidabile e acciaio al carbonio è -2 mm.

02 L'effetto della larghezza dell'impulso sulla profondità di intaglio 

Attraverso gli esperimenti di cui sopra, si ottiene la quantità di defocus ottimale di RFL-100m in incisione profonda con materiali diversi. Utilizzare la quantità di defocus ottimale, modificare la larghezza dell'impulso e la frequenza corrispondente nei parametri iniziali e altri parametri rimangono invariati.

Ciò è principalmente dovuto al fatto che ogni larghezza dell'impulso del laser RFL-100M ha una frequenza fondamentale corrispondente. Quando la frequenza è inferiore alla corrispondente frequenza fondamentale, la potenza di uscita è inferiore alla potenza media e quando la frequenza è superiore alla frequenza fondamentale corrispondente, la potenza di picco diminuirà. Il test di incisione deve utilizzare la più grande larghezza dell'impulso e la massima capacità di test, quindi la frequenza del test è la frequenza fondamentale e i dati di test pertinenti saranno descritti in dettaglio nel test seguente.

La frequenza fondamentale corrispondente a ciascuna larghezza dell'impulso è ： 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 ， 999 KHZ。 CARRY OUT Il test di incisione attraverso l'impulso e la frequenza sopra, il risultato del test è mostrato nella Figura 2Figura 2 Confronto dell'effetto della larghezza dell'impulso sulla profondità di incisione

Dal grafico si può vedere che quando RFL-100M è incisione, quando la larghezza dell'impulso diminuisce, la profondità di incisione diminuisce di conseguenza. La profondità di incisione di ciascun materiale è la più grande a 240 ns. Ciò è dovuto principalmente alla diminuzione dell'energia dell'impulso a singolo impulso a causa della riduzione della larghezza dell'impulso, che a sua volta riduce il danno alla superficie del materiale metallico, con conseguente profondità di incisione diventando sempre più piccola.

03 Influenza della frequenza sulla profondità di incisione

Attraverso gli esperimenti di cui sopra, si ottengono la migliore quantità di defocus e la larghezza dell'impulso di RFL-100m quando si ottengono incisione con materiali diversi. Utilizzare la migliore quantità di defocus e larghezza dell'impulso per rimanere invariati, cambiare la frequenza e testare l'effetto di diverse frequenze sulla profondità di incisione. I risultati del test mostrano nella Figura 3.

Figura 3 Confronto dell'influenza della frequenza sulla scultura profonda del materiale

Dal grafico si può vedere che quando il laser RFL-100M è incisione di vari materiali, all'aumentare della frequenza, la profondità di incisione di ciascun materiale diminuisce di conseguenza. Quando la frequenza è di 100 kHz, la profondità di incisione è la più grande e la profondità massima di incisione dell'alluminio puro è 2,43. mm, 0,95 mm per ottone, 0,55 mm per acciaio inossidabile e 0,36 mm per acciaio al carbonio. Tra questi, l'alluminio è il più sensibile ai cambiamenti di frequenza. Quando la frequenza è di 600 kHz, l'incisione profonda non può essere eseguita sulla superficie dell'alluminio. Mentre l'ottone, l'acciaio inossidabile e l'acciaio al carbonio sono meno influenzati dalla frequenza, mostrano anche una tendenza alla riduzione della profondità di incisione con l'aumentare della frequenza.

04 Influenza della velocità sulla profondità di incisione

Figura 4 Confronto dell'effetto della velocità di intaglio sulla profondità di intaglio

Dal grafico si può vedere che all'aumentare della velocità di incisione, la profondità di incisione diminuisce di conseguenza. Quando la velocità di incisione è di 500 mm/s, la profondità di incisione di ciascun materiale è la più grande. Le profondità di incisione di alluminio, rame, acciaio inossidabile e acciaio al carbonio sono rispettivamente: 3,4 mm, 3,24 mm, 1,69 mm, 1,31 mm.

05 L'effetto della spaziatura di riempimento sulla profondità di incisione

Figura 5 L'effetto della densità di riempimento sull'efficienza dell'incisione

Dal grafico si può vedere che quando la densità di riempimento è 0,01 mm, le profondità di incisione di alluminio, ottone, acciaio inossidabile e acciaio al carbonio sono tutte massime e la profondità di incisione diminuisce all'aumentare del divario di ripieno; La spaziatura di riempimento aumenta da 0,01 mm nel processo di 0,1 mm, il tempo necessario per completare 100 incisioni viene gradualmente ridotto. Quando la distanza di riempimento è maggiore di 0,04 mm, l'intervallo di tempo di accorciamento è significativamente ridotto.

Insomma

Attraverso i test di cui sopra, possiamo ottenere i parametri di processo consigliati per la scultura profonda di diversi materiali metallici usando RFL-100M: