Cắt laser cnc là gì? Nguyên lý hoạt động của máy cắt laser kim loại

Cắt laser CNC một thuật ngữ mà anh em trong ngành kim khí không còn quá xa lạ. Đây là một công việc dường như diễn ra hằng ngày ở những xưởng cơ khí hay nhà máy hiện đại.

Máy cắt Laser là công cụ tuyệt vời cung cấp khả năng tạo ra nhiều thứ khác nhau. Từ những chiếc hộp đơn giản đến việc khắc các hình đồ họa chi tiết vào gỗ hoặc xây dựng các vật thể ba chiều phức tạp.

Nó phục vụ cho việc gia công các sản phẩm kim loại đã được định hình thiết kế trước đó. Tuy vậy, một số anh em có thể vẫn chưa hiểu rõ bản chất của cắt laser CNC là gì? Nguyên lý hoạt động của máy cắt laser kim loại ra sao? Hãy cùng Laser Việt Đức tìm hiểu trong bài viết này nhé.

Cắt laser CNC là gì?

Cắt laser CNC là công nghệ sử dụng tia laser để cắt các vật liệu. Máy cắt laser là một máy được điều khiển bằng máy tính sử dụng chùm tia laser để cắt hoặc khắc vật liệu một cách chính xác. Tia laser về cơ bản chỉ là ánh sáng có độ khuếch đại cao, hội tụ cao. Chùm tia laser làm cho vật liệu cháy, nóng chảy hoặc bốc hơi cục bộ. Loại vật liệu mà laser có thể cắt phụ thuộc vào loại laser và công suất của máy cụ thể.

Cắt laser CNC thường được sử dụng cho các ứng dụng sản xuất công nghiệp. Nhưng hiện tại nó cũng bắt đầu được sử dụng bởi các trường học, doanh nghiệp nhỏ và những người yêu thích.

Cắt laser hoạt động bằng cách định hướng đầu ra của tia laser công suất cao một cách thông thường nhất thông qua quang học. Quang học laser và CNC (điều khiển số máy tính) được sử dụng để định hướng vật liệu hoặc chùm tia laser được tạo ra.

Tia laser thương mại để cắt vật liệu sử dụng hệ thống điều khiển chuyển động theo mã CNC hoặc mã G của mẫu được cắt trên vật liệu. Chùm tia laser hội tụ được hướng vào vật liệu, sau đó nóng chảy, đốt cháy, bốc hơi hoặc bị thổi bay bởi một tia khí, để lại một cạnh với bề mặt chất lượng cao.

Xem thêm: Tìm hiểu về giá máy cắt laser kim loại trên thị trường hiện nay

Tại sao lại sử dụng laser để cắt vật liệu kim loại?

Laser được sử dụng cho nhiều mục đích. Một cách chúng hay sử dụng là để cắt các tấm kim loại. Trên thép nhẹ, thép không gỉ và nhôm tấm, quá trình cắt bằng laser có độ chính xác cao, cho chất lượng cắt tuyệt vời, có chiều rộng Kerf rất nhỏ và vùng ảnh hưởng nhiệt nhỏ, đồng thời có thể cắt các hình dạng phức tạp và lỗ nhỏ.

Hầu hết mọi người đều biết rằng từ “LASER” thực sự là từ viết tắt của “Khuếch đại ánh sáng bằng cách phát bức xạ kích thích”. Công nghệ laser được phát triển vào những năm 1960. Nhưng làm thế nào để ánh sáng xuyên qua một tấm thép?

Nguyên lý hoạt động của máy cắt laser kim loại

Chùm tia laser là một cột ánh sáng có cường độ rất cao, có bước sóng đơn hoặc màu. Trong trường hợp của laser CO2 điển hình, bước sóng đó nằm trong phần Hồng ngoại của quang phổ ánh sáng, vì vậy mắt người không nhìn thấy được. Chùm tia chỉ có đường kính khoảng 3/4 inch khi nó truyền từ bộ cộng hưởng laser, nơi tạo ra chùm tia, qua đường dẫn chùm tia của máy. Nó có thể bị dội lại theo các hướng khác nhau bởi một số gương, hoặc “tia uốn cong”, trước khi cuối cùng nó được tập trung vào tấm. Chùm tia laser hội tụ đi qua lỗ của vòi phun ngay trước khi nó chạm vào tấm. Cũng chảy qua lỗ vòi phun đó là khí nén, chẳng hạn như Oxy hoặc Nitơ.

Việc tập trung chùm tia laser có thể được thực hiện bằng một thấu kính đặc biệt, hoặc bằng một gương cong, và điều này diễn ra trong đầu cắt laser. Chùm tia phải được hội tụ chính xác sao cho hình dạng của điểm lấy nét và mật độ năng lượng tại điểm đó hoàn toàn theo vòng tròn và nhất quán, đồng thời tập trung trong vòi phun.

Bằng cách tập trung chùm tia lớn xuống một điểm duy nhất, mật độ nhiệt tại điểm đó là cực đại. Hãy nghĩ đến việc sử dụng kính lúp để tập trung tia nắng mặt trời vào một chiếc lá và làm cách nào để điều đó có thể bắt lửa. Bây giờ hãy nghĩ về việc tập trung 6 KWatts năng lượng vào một điểm duy nhất, và bạn có thể tưởng tượng điểm đó sẽ nóng như thế nào.

Mật độ công suất cao dẫn đến gia nhiệt nhanh chóng, làm tan chảy và hóa hơi một phần hoặc toàn bộ vật liệu. Khi cắt thép nhẹ, nhiệt của chùm tia laser đủ để bắt đầu quá trình đốt cháy “nhiên liệu oxy” điển hình và khí cắt bằng tia laser sẽ là oxy tinh khiết, giống như ngọn đuốc nhiên liệu oxy. Khi cắt thép không gỉ hoặc nhôm, chùm tia laser chỉ đơn giản là làm nóng chảy vật liệu và nitơ áp suất cao được sử dụng để thổi kim loại nóng chảy ra khỏi Kerf.

Trên máy cắt laser CNC, đầu cắt laser được di chuyển trên tấm kim loại theo hình dạng của phần mong muốn, do đó cắt phần đó ra khỏi tấm. Hệ thống điều khiển độ cao điện dung duy trì khoảng cách rất chính xác giữa phần cuối của vòi phun và tấm đang được cắt. Khoảng cách này rất quan trọng, vì nó xác định vị trí tiêu điểm so với bề mặt của tấm. Chất lượng vết cắt có thể bị ảnh hưởng bởi việc nâng cao hoặc hạ thấp tiêu điểm từ ngay trên bề mặt tấm, ở bề mặt hoặc ngay dưới bề mặt.

Có rất nhiều thông số khác cũng ảnh hưởng đến chất lượng cắt, nhưng khi tất cả được kiểm soát đúng cách, cắt laser là một quá trình cắt ổn định, đáng tin cậy và rất chính xác.