Máy cắt laser sợi quang được biết đến với độ chính xác đáng kinh ngạc—nhưng nhỏ đến mức nào thì quá nhỏ? Nhiều người mua, đặc biệt là trong các lĩnh vực công nghệ cao, đang theo đuổi câu trả lời xung quanh việc cắt lỗ siêu nhỏ. Bài viết này sẽ phân tích rõ ràng.
Máy cắt laser sợi quang có thể cắt lỗ nhỏ tới 0.1 mm, nhưng đạt được độ chính xác đó phụ thuộc vào vật liệu, độ dày và cách bố trí máy. Không phải lúc nào cũng dễ dàng hoặc thực tế cho mọi công việc.
Đối với những người trong chúng ta làm việc với laser sợi quang hàng ngày, như chúng ta làm tại Kirin Laser, thì đây không chỉ là một lý thuyết. Các lỗ nhỏ có thể là yếu tố quyết định thành bại đối với ngành điện tử, hàng không vũ trụ hoặc y tế. Nhưng khi thông số kỹ thuật trở nên nhỏ bé, các biến số bắt đầu chồng chất. Hãy cùng xem xét các chi tiết cụ thể.
Lỗ cắt laser nhỏ nhất là bao nhiêu?
Máy laser sợi quang mạnh mẽ và chính xác—nhưng ngay cả hệ thống tiên tiến nhất cũng có giới hạn. Kích thước lỗ nhỏ nhất mà bạn thực sự có thể cắt là bao nhiêu?
Kích thước lỗ nhỏ nhất có thể đạt được bằng máy cắt laser sợi quang là khoảng 0.1 mm, trong điều kiện lý tưởng. Loại vật liệu, khả năng chịu nhiệt và độ dày đều ảnh hưởng đến giới hạn dưới này.
Các yếu tố hạn chế độ nhỏ của lỗ có thể cắt
Loại vật liệu và độ phản xạ
Một số vật liệu, như thép không gỉ hoặc titan, phản ứng tốt với độ chính xác của laser1Tuy nhiên, những vật liệu khác như đồng hoặc kim loại phản chiếu sẽ phân tán chùm tia hoặc hấp thụ quá nhiều nhiệt, khiến việc cắt vi mô trở nên khó khăn hơn.
Vật liệu Phản ứng cắt laser Tiềm năng lỗ siêu nhỏ Thép không gỉ Rất ổn định Có thể là 0.1 mm Nhôm Độ ổn định trung bình ~ 0.15 mm Copper Phản chiếu ~ 0.2 mm Nhựa Phụ thuộc vào pt nóng chảy ~ 0.2 mm
Cài đặt máy và chất lượng chùm tia
Laser sợi quang hàng đầu có chất lượng chùm tia tốt hơn (M² gần bằng 1.0), giúp tập trung năng lượng chặt chẽ hơn. Tại Kirin Laser, chúng tôi thường đề xuất các mẫu từ 20W đến 100W cho các vật liệu mỏng. Máy của chúng tôi có thể đạt tới độ phân giải dưới 0.2 mm2 với các thông số được tối ưu hóa.
Hỗ trợ khí và kích thước vòi phun
Vòi phun cần phải dẫn khí mà không ảnh hưởng đến độ chính xác của chùm tia. Đối với các lỗ rất nhỏ, chúng tôi sử dụng vòi phun siêu nhỏ3 kết hợp với hỗ trợ khí áp suất thấp để ổn định vết cắt.
Ví dụ thực tế từ một khách hàng Kirin
Chúng tôi đã làm việc với một nhà sản xuất thiết bị điện tử để cắt các lỗ 0.1 mm trên lá nhôm mỏng. Sau khi hiệu chỉnh tia laser và nâng cấp hệ thống vòi phun, chúng tôi đã đạt được các vết cắt sạch đồng đều, giảm tỷ lệ loại bỏ của chúng xuống 30%.
Kích thước tối thiểu để cắt laser là bao nhiêu?
Bây giờ chúng ta hãy đi sâu hơn: hình dạng hoặc chi tiết nhỏ nhất mà máy cắt laser có thể xử lý được là gì, ngoài các lỗ?
Đối với laser sợi quang, chiều rộng cắt tối thiểu—thường được gọi là kerf—là khoảng 0.1 mm. Điều này xác định tính năng cắt nhỏ nhất có thể trong bất kỳ thiết kế nào.
Hiểu về Kerf và Độ phân giải trong Cắt Laser
Kerf là gì?
Kerf là chiều rộng của vật liệu bị cắt bỏ bởi tia laser. Nếu bạn đang cắt một hình dạng có các đặc điểm rất hẹp, vết cắt4 xác định giới hạn dưới của bạn. Đối với các thiết kế tinh xảo, đặc biệt là trong đồ trang sức hoặc đồ điện tử, kích thước rãnh cắt quyết định độ rõ nét của chi tiết.
Tại sao tiêu điểm chùm tia lại quan trọng
Laser sợi quang của chúng tôi sử dụng ống kính có tiêu cự từ 63.5 mm đến 125 mm. Càng ngắn tiêu cự5, càng nhỏ thì kích thước điểm chùm tia6—có nghĩa là chi tiết tốt hơn. Nhưng đổi lại là độ sâu trường ảnh ngắn hơn.
Độ dài tiêu cự Đường kính điểm chùm tia Trường hợp sử dụng lý tưởng 63.5 mm ~ 0.04 mm Vật liệu siêu mịn, mỏng 100 mm ~ 0.06 mm Cắt mỏng đến trung bình 125 mm ~ 0.08 mm vật liệu dày
Cắt vs Khắc
Đôi khi, các đặc điểm nhỏ được khắc tốt hơn là cắt. Nếu bạn không đi hết đường, chùm tia có thể đánh dấu các đặc điểm nhỏ hơn 0.05 mm. Nhưng điều này không áp dụng khi bạn cần các lỗ hoặc kênh xuyên suốt.
Khoảng cách tối thiểu khi cắt laser là bao nhiêu?
Một câu hỏi thường gặp từ khách hàng OEM của chúng tôi: Khoảng cách giữa hai đường cắt bằng laser có thể nhỏ đến mức nào mà không làm nóng chảy hoặc biến dạng vật liệu?
Khoảng cách đáng tin cậy tối thiểu giữa các lần cắt thường là 0.1 đến 0.2 mm, tùy thuộc vào vật liệu và độ dày. Bất kỳ khoảng cách nào ít hơn đều có nguy cơ bị tan chảy hoặc biến dạng.
Dung sai khoảng cách trong ứng dụng Laser sợi quang
Tại sao khoảng cách quan trọng
Trong các ngành công nghiệp như vi điện tử, cắt trang trí hoặc cấu trúc lưới, các khe hở nhỏ là phổ biến. Nhưng nếu các vết cắt quá gần, nhiệt dư có thể gây cong vênh hoặc kết dính không mong muốn.
Các biến chính
- Chất liệu dày7:Tấm mỏng hơn có thể xử lý những khe hở nhỏ tốt hơn.
- tốc độ cắt8: Tốc độ nhanh hơn làm giảm sự tích tụ nhiệt.
- xung tần số9:Tần số cao hơn mang lại các cạnh sạch hơn ở khoảng cách gần.
Chất liệu dày Khoảng cách tối thiểu 0.2 mm 0.1 mm 0.5 mm 0.15 mm 1 mm 0.2 mm
Ví dụ: Cắt lưới
Chúng tôi đã giúp một khách hàng tạo ra lưới thép không gỉ với khoảng cách 0.15 mm cho một thành phần lọc. Sử dụng máy 500W và cấu hình chùm tia chặt chẽ, chúng tôi đã đạt được sự tách biệt sạch sẽ mà không có vết cháy nào nhìn thấy được.
Kích thước tối thiểu của máy khoan laser là bao nhiêu?
Khoan và cắt không giống nhau. Khoan sử dụng năng lượng xung để đục thẳng đứng xuống, trong khi cắt thường theo một đường. Vậy giới hạn dưới của khoan laser là gì?
Kích thước mũi khoan tối thiểu bằng tia laser sợi quang thường là 0.1 mm, nhưng nó phụ thuộc rất nhiều vào khả năng kiểm soát xung, vật liệu và độ sâu tiêu điểm.
Cách thức hoạt động của máy khoan laser và những hạn chế của nó
Kiểm soát xung là tất cả
Khoan laser cần tần số cao, cài đặt xung ngắn10. Laser nano giây hoặc pico giây là lý tưởng. Tại Kirin Laser, chúng tôi cung cấp các hệ thống có thể điều chỉnh độ rộng xung để khoan lỗ siêu nhỏ trong kim loại11 không bị cháy mép.
Vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ)
Quá nhiều nhiệt sẽ lan tỏa vào vật liệu xung quanh, tạo ra các vết phồng hoặc đổi màu. Đó là lý do tại sao các xung ngắn và làm mát tốt là rất quan trọng.
Tham số Tác động đến khoan vi mô Độ rộng xung Ngắn hơn = khoan sạch hơn Tần số Cao hơn = kiểm soát tốt hơn chỗ Kích Nhỏ hơn = chi tiết tốt hơn
Trường hợp sử dụng: Lỗ thông hơi điện tử
Một OEM điện tử cần lỗ thông hơi 0.12 mm trong vỏ nhôm 0.3 mm. Chúng tôi đã tối ưu hóa máy bằng cách sử dụng tia laser sợi quang 20W với các xung ngắn và hỗ trợ nitơ. Kết quả đã vượt qua cả các bài kiểm tra về mặt thẩm mỹ và chức năng.
Kết luận
Độ chính xác cắt laser12 không chỉ là về công suất mà còn là về khả năng kiểm soát. Lỗ nhỏ nhất bạn có thể cắt bằng laser sợi quang là khoảng 0.1 mm, nhưng điều đó phụ thuộc vào nhiều yếu tố: chất lượng chùm tia của máy, loại vật liệu của bạn và cách bạn điều chỉnh các thông số của mình.
Tại Kirin Laser, chúng tôi đã giúp khách hàng trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là điện tử và sản xuất, đạt được độ chính xác dưới milimét bằng cách sử dụng laser sợi quang. Cho dù bạn đang cắt, khoan hay thiết kế các bộ phận có độ chi tiết cao, việc hiểu được giới hạn của máy và điều chỉnh thiết lập của bạn cho phù hợp sẽ tạo nên sự khác biệt.
Và nếu bạn không chắc chắn nhu cầu của mình nằm ở đâu? Hãy nói chuyện với chúng tôi. Chúng tôi sẽ giúp bạn xác định thông số kỹ thuật.