3 câu hỏi để yêu cầu cắt laser tốt hơn
Trở lại những năm 1990, Donner vào đại học để học ngành luyện kim. Kinh nghiệm đó đã cho anh ta nền tảng về cách các kim loại khác nhau phản ứng với các phương pháp sản xuất khác nhau. Anh ấy cũng có sở trường bẩm sinh trong việc đặt những câu hỏi và thử nghiệm phù hợp.
Tất cả những điều này đã giúp anh ấy tạo dựng được danh tiếng với tư cách là một người vận hành máy cắt laser, người có thể điều chỉnh các cài đặt và đạt được các cạnh cắt trên tấm dày mà ít người khác có thể làm được—cắt vật liệu 1,5 inch (và thậm chí dày hơn) một cách sạch sẽ, không để lại dấu vết của gờ. “Vì một số lý do, nó luôn đến với tôi một cách tự nhiên,” anh nói. “Tôi không biết tại sao.”
Kể từ năm 2007, Donner đã tham khảo ý kiến của nhiều nhà chế tạo khác nhau, giúp họ tận dụng tối đa hệ thống cắt laser của mình. Năm 2008, anh thành lập một cửa hàng việc làm ở New Ulm, Minn., DLC Manufacturing and Fabrication. Nó vẫn là một cửa hàng nhỏ với một số kỹ thuật viên có tay nghề cao (những người sẽ xuất hiện trên các trang của tạp chí này vào cuối mùa hè này).
Khi Donner đến thăm các hoạt động với tư cách là một nhà tư vấn, anh ấy thường thấy mọi người bỏ lỡ một số nguyên tắc cơ bản của việc cắt laser. Vì vậy, trước khi đi sâu vào sự phức tạp của hoạt động, trước tiên anh ấy hỏi một số câu hỏi cơ bản.
1. Bạn có đang vệ sinh thấu kính cắt hoặc kính che đúng cách không?
Quy trình làm sạch khác nhau tùy thuộc vào loại laser. Đối với laser sợi quang hoặc đĩa, người vận hành cần lau kính che hoặc bắn kính, bảo vệ quang học trong đầu cắt.
Khi mua chiếc máy sợi đầu tiên của mình, Donner cho biết anh đã tham khảo các khuyến nghị của nhà sản xuất. Từ đó, Donner cho biết ông đã điều chỉnh và hoàn thiện phương pháp làm sạch của mình, kéo dài tuổi thọ của kính che phủ lâu hơn nữa. Phương pháp của anh ấy là độc quyền, nhưng nói chung, anh ấy xem xét kỹ lưỡng lớp kính phủ để tìm bất kỳ màng phim nào còn sót lại sau khi làm sạch và khám phá ra các cách để loại bỏ nó. Sau đó, kính trong suốt, không có màng và sẵn sàng để cắt. Donner cho biết: “Trong laser sợi quang của chúng tôi, chúng tôi thường sử dụng từ sáu đến tám tháng trước khi cần sử dụng kính [che phủ] mới. “Nhưng điều kiện cắt phải vừa phải.”
Đối với laser CO 2 , người vận hành cần làm sạch thấu kính cắt. Donner và nhóm của anh ấy làm sạch các tia laser của mình bằng chất đánh bóng Topol của TRUMPF. Donner nói: “Rất nhiều nhà khai thác thực sự không biết cách áp dụng nó. “Thường khi bước vào một cơ sở, tôi thấy ống kính bị trầy xước nghiêm trọng. Thay vì đánh bóng nó thường xuyên, họ chỉ lắp một thấu kính mới vào. Nhưng về lâu dài, điều đó có thể rất tốn kém.”
Vậy làm thế nào để bạn hướng dẫn người vận hành cách đánh bóng thấu kính đúng cách? Ông nói: “Mỗi nhà điều hành đều khác nhau. Khi quan sát họ, Donner chú ý đến sự khéo léo, chuyển động làm sạch và lực mà họ tác dụng lên thấu kính, sau đó xác định cách họ nên hoàn thiện kỹ thuật đánh bóng của mình. Họ không bao giờ nên áp dụng áp lực quá mức, có thể làm trầy xước nghiêm trọng ống kính. Đồng thời, họ cần áp dụng đủ áp lực để loại bỏ chất gây ô nhiễm một cách hiệu quả. Nó có thể là một hành động khá cân bằng.
Donner bôi một lượng vừa đủ nước đánh bóng theo hình tròn trên ống kính, nhưng kỹ thuật này chỉ tình cờ hiệu quả với anh ấy. “Bạn cần phải tìm ra cách thức hoạt động của nhà điều hành.”
Để thực sự đánh bóng thấu kính một cách chính xác, người vận hành cần nhìn thấy những điểm không hoàn hảo. Đối với các hệ thống CO2 , Donner đề nghị mua một bộ phân cực, có giá vài trăm đô la. Nhưng khi nó được sử dụng đúng cách, khoản đầu tư sẽ tự hoàn vốn ngay lập tức. Người vận hành chỉ cần đặt thấu kính lên trên thiết bị, thấu kính này sẽ chiếu ánh sáng rực rỡ qua thấu kính từ bên dưới, giống như chân đế của máy chiếu trên cao được sử dụng trong trường học. “Khi bạn xoay thấu kính trên cùng của kính phân cực, nó sẽ phân cực thấu kính cắt mà bạn đặt lên trên, và nếu thấu kính kém, bạn sẽ có thể nhìn thấy các vết nứt bên trong và các khuyết điểm khác.”
Tấm dày 1 inch này, được cắt tại một xưởng gia công ở Utah, được xử lý ở tốc độ 28 IPM với vết đâm 1 giây trên tia laser 5 kW đã có tuổi đời hàng chục năm.
Donner đã tuân thủ chế độ vệ sinh thường xuyên, cẩn thận cho tia laser CO 2 6 kW của mình trong gần một thập kỷ và ngay cả trong hệ thống công suất cao này, ông nói rằng cửa hàng chỉ cần thay ống kính cắt từ sáu đến tám tháng một lần.
2. Vòi phun của bạn có thực sự chính giữa không?
Để thực hiện bắn băng, người vận hành bắn chùm tia ở công suất thấp qua băng trong khoảng một giây, sau đó nhìn vào lỗ thu được và đảm bảo rằng nó ở chính giữa.
Donner nói: “Những người điều hành lấy cuộn băng này, chiếu ánh sáng vào nó và họ cố gắng xem liệu cái lỗ có ở chính giữa hay không. “Nhưng cái lỗ đó có thể chỉ rộng 1 mm. Làm thế nào bạn thực sự sẽ xem nếu lỗ đó được đặt ở giữa vòi? Vì vậy, tôi mang theo đèn phóng đại 10 lần, Bausch + Lomb Sight Saver, với lỗ có đường kính 3⁄8 inch để nhìn xuyên qua. Đó là số tiền 30 đô la tốt nhất mà bạn từng chi tiêu.
“Tôi thường mang nó đến cửa hàng, thiết lập nó và bảo người điều hành nhìn qua vai tôi. Tôi hỏi anh ta, ‘Cái vòi này có chính giữa không?’ Và người điều khiển thường nhìn thấy nó [dưới ánh sáng phóng đại] và nói, ‘Chà, tôi thực sự có thể nhìn thấy nó.’ Bạn có thể đã cắt ở tốc độ 80 inch mỗi phút. Nhưng bây giờ, nếu bạn đặt chính giữa vòi phun, tốc độ cắt của bạn sẽ tăng từ 20 đến 40%, miễn là điều kiện cắt của bạn là chính xác.”
3. Bài kiểm tra tập trung cuối cùng của bạn là khi nào?
Donner thường hỏi câu hỏi này, và những người điều hành cho anh ta một cái nhìn trống rỗng. “Đôi khi họ không biết chương trình kiểm tra trọng tâm là gì.”
Ông giải thích rằng trên nhiều máy móc hiện đại, quá trình kiểm tra lấy nét diễn ra tự động. Tuy nhiên, trên các máy cũ hơn, thử nghiệm thực tế khác nhau tùy thuộc vào nhà sản xuất máy. Một số nhà chế tạo máy có cái mà họ gọi là “kiểm tra ánh sáng” và các phương pháp khác.
Ví dụ, trên một máy Mazak cũ hơn, chùm sáng bật ở công suất thấp và người vận hành xoay một núm và tìm tiêu điểm tuyệt đối bằng cách quan sát màu của chùm tia, màu này sẽ chuyển sang màu xanh lam sau khi được quay số. “Sau đó, bạn viết số xuống,” Donner nói, “hãy đưa đầu ngược lên, làm như vậy ba lần liên tiếp, lấy giá trị trung bình của những con số đó và đó là con số bạn cắm vào bộ điều khiển.”
Trong cửa hàng của mình, Donner chạy máy laze TRUMPF, loại máy này có bài kiểm tra tiêu cự đánh dấu một loạt các vạch có độ rộng khác nhau trên phiếu giảm giá, số lượng vạch này phụ thuộc vào đường kính thấu kính (3,75, 5, 7,5 và 10 inch). Sau đó, thử nghiệm sẽ khắc các cài đặt bộ điều khiển bên cạnh các dòng đó, cho mỗi dòng một số dương, số âm hoặc số không.
Donner giải thích: “Bạn cần tìm đường mỏng nhất trong phiếu giảm giá và đảm bảo rằng cài đặt lấy nét trong bộ điều khiển bằng 0 cho đường mỏng nhất đó. Nếu đường mảnh nhất ở -3, thì người vận hành quay số ở tiêu điểm 3 mm và kiểm tra lại cho đến khi anh ta thấy đường mảnh nhất đó ở mức 0.
Donner nhắc lại rằng phương pháp chính xác để kiểm tra tiêu điểm laser phụ thuộc vào nhà sản xuất máy. Bất chấp điều đó, các kỹ thuật viên của cửa hàng fab nên biết cách hiệu chỉnh tiêu điểm sao cho số đọc tiêu điểm trên máy CNC khớp với vị trí tiêu điểm thực tế của chùm tia trong phôi.
Nền tảng cho các điều kiện cắt vững chắc
Tất nhiên, ba nguyên tắc cơ bản này chỉ là khởi đầu. Các cửa hàng có thể cần xem xét các yếu tố như luồng khí bảo vệ hoặc thêm lớp bảo vệ bổ sung cho hệ thống quang học phân phối chùm tia trong hệ thống CO 2 . Nhưng những điều này ít nhất cung cấp một điểm khởi đầu để phát triển các điều kiện cắt tinh chỉnh, có thể khác nhau, tùy thuộc vào nhiều yếu tố môi trường, chẳng hạn như vật liệu được cắt và vị trí của cửa hàng.
Donner nói: “Nếu tôi có một tia laser 6 kW ở Minnesota, nó sẽ không cắt được trong cùng điều kiện như một tia laser ở Florida. “Bạn có nhiệt độ khác nhau, độ ẩm khác nhau và nhiều yếu tố khác, vì vậy bạn cần điều chỉnh tia laser của mình để phù hợp với những điều kiện đó.”
Ông nói thêm rằng việc phát triển các điều kiện cắt tốt phụ thuộc hoàn toàn vào công việc hiện tại, nhưng các điều kiện chỉ nên được thiết lập sau khi máy sạch sẽ và được hiệu chỉnh ở mức cần thiết.
Trên thực tế, những nguyên tắc cơ bản này thực sự phải là vạch xuất phát để tối ưu hóa laser. Sau đó, nó bắt đầu cuộc đua. Sau khi bạn về đích, tia laser sẽ cắt rất sạch, với chất lượng cạnh tốt đến mức có thể không cần mài bavia cho một số bộ phận.
Donner đã tóm tắt: “Một khi bạn có những nguyên tắc cơ bản này, bạn thực sự có thể đưa ra các thông số của mình. Thường thì bạn có thể làm cho máy hoạt động tốt hơn so với lúc mới.”