ในฐานะที่เป็นหนึ่งในแรงผลักดันหลักของการผลิตอุตสาหกรรมที่ทันสมัยการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเลเซอร์ได้เจาะเข้าไปในสาขาหลักเช่นรถยนต์การบินและอวกาศและพลังงานใหม่ ในฐานะที่เป็นเทคโนโลยีการประมวลผลหลักสองรายการการตัดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์และการเชื่อมจะปรับเปลี่ยนขอบเขตของกระบวนการผลิตแบบดั้งเดิมด้วยข้อได้เปรียบของประสิทธิภาพสูงความแม่นยำสูงและผลกระทบทางความร้อนต่ำ อย่างไรก็ตามความแตกต่างหลักระหว่างเทคโนโลยีทั้งสองไม่เพียง แต่สะท้อนให้เห็นในเป้าหมายการประมวลผลและพารามิเตอร์กระบวนการเท่านั้น แต่ยังส่งผลโดยตรงต่อการป้องกันความปลอดภัยกลยุทธ์ในสภาพแวดล้อมการผลิตแผ่นป้องกันเลเซอร์อะคริลิค(ทำจาก polymethyl methacrylate) ได้กลายเป็นตัวเลือกที่สำคัญสำหรับการป้องกันอุปกรณ์เลเซอร์อุตสาหกรรมเนื่องจากคุณสมบัติทางแสงที่เป็นเอกลักษณ์และลักษณะการประมวลผล
ความแตกต่างทางเทคนิคระหว่างการตัดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์และการเชื่อม
1. กลไกการดำเนินการด้านพลังงาน
สาระสำคัญของการตัดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์คือการละลายหรือระเหยกลายเป็นไอผ่านลำแสงเลเซอร์ที่มีความหนาแน่นพลังงานสูงเป็นพิเศษ (1 0 ⁶ -10 ⁸ w/cm²) เพื่อสร้างช่อง ตัวอย่างเช่นเมื่อตัดสแตนเลสโฟกัสเลเซอร์จะต้องควบคุมได้อย่างแม่นยำ 0. 5-1. 5 มม. ใต้พื้นผิวของแผ่นและตะกรันถูกเป่าออกไปโดยก๊าซเสริม (ออกซิเจนหรือไนโตรเจน) เพื่อให้แน่ใจ การเชื่อมด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์ประสบความสำเร็จในการหลอมรวมวัสดุที่ความหนาแน่นพลังงานปานกลาง (10⁵ -10 ⁶ w/cm²) และทำการเชื่อมต่อผ่านการนำความร้อนหรือรูกุญแจ การเชื่อมแท็บแบตเตอรี่พลังงานเป็นตัวอย่างความกว้างของพัลส์เลเซอร์และความถี่จะต้องถูกควบคุมอย่างเคร่งครัดเพื่อหลีกเลี่ยงอินพุตความร้อนที่มากเกินไปซึ่งนำไปสู่การบิดเบือนของวัสดุอิเล็กโทรด
2. การเปรียบเทียบพารามิเตอร์กระบวนการ
ความแตกต่างของก๊าซช่วย: การตัดขึ้นอยู่กับก๊าซแรงดันสูง (ออกซิเจนเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันไนโตรเจนยับยั้งการเกิดออกซิเดชัน) เพื่อกำจัดวัสดุหลอมเหลว; การเชื่อมใช้ก๊าซเฉื่อย (เช่นอาร์กอน) เพื่อครอบคลุมสระหลอมเหลวเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันของโลหะและการก่อตัวของรูขุมขน
การเลือกโหมดลำแสง: การตัดมักจะใช้ใยแก้วนำแสงหลายโหมดเพื่อขยายช่วงการประมวลผล (เช่นการตัดแผ่นหนาของร่างกายรถยนต์) ในขณะที่การเชื่อมต้องใช้เส้นใยออพติคอลโหมดเดี่ยวหรือจุดวงแหวนเพื่อปรับปรุงความแม่นยำในการโฟกัสพลังงาน
ข้อกำหนดการจัดการความร้อน: การเชื่อมต้องมีการควบคุมอินพุตความร้อนที่แม่นยำเพื่อหลีกเลี่ยงการเสียรูป ตัวอย่างเช่นการเชื่อมผนึกของฝาครอบแบตเตอรี่พลังงานใหม่ต้องการความกว้างของโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนน้อยกว่า 0. 3mm; การตัดต้องใช้การกระจายความร้อนอย่างรวดเร็วเพื่อป้องกันการแข็งตัวรองของตะเข็บตัด
3. ลักษณะความเสี่ยงด้านความปลอดภัย
ความเสี่ยงในการตัด: อนุภาคโลหะที่บินได้ (ความเร็วสามารถถึง 50m/s), ฝุ่นอุณหภูมิสูง (ขนาดอนุภาคน้อยกว่า10μm) และรังสีอัลตราไวโอเลตเป็นอันตรายหลัก ตัวอย่างเช่นฝุ่นเหล็กออกไซด์ที่เกิดขึ้นเมื่อตัดเหล็กคาร์บอนสามารถไวไฟและต้องติดตั้งระบบกำจัดฝุ่นป้องกันการระเบิด
ความเสี่ยงในการเชื่อม: แสงสะท้อนที่แข็งแกร่ง (การสะท้อนกลับพลังงานสามารถเข้าถึง 90%) รังสีอินฟราเรดและพลาสมาสาดน้ำที่เกิดขึ้นเมื่อการประมวลผลวัสดุสะท้อนแสงสูง (อลูมิเนียม, ทองแดง) ต้องมุ่งเน้นไปที่ กระบวนการเชื่อมอาจทำให้เกิดการระเบิดไอของโลหะเนื่องจากการยุบรูกุญแจส่งผลให้เกิดอันตรายรอง
สถานการณ์แอปพลิเคชันและการเลือกแผ่นป้องกันเลเซอร์อะคริลิค
1. ข้อดีหลัก
ประสิทธิภาพการใช้แสง: การส่งผ่านแสงที่มองเห็นได้สามารถเข้าถึง 92%ในขณะที่การปิดกั้นเลเซอร์ไฟเบอร์ 1064nm เพื่อรักษามุมมองการทำงานที่ชัดเจน
การออกแบบที่มีน้ำหนักเบา: ความหนาแน่นเป็นเพียง 1/2 ของแก้วที่เหมาะสำหรับอุปสรรคป้องกันมือถือหรือหน้าต่างสังเกตอุปกรณ์พกพา
การประมวลผลที่กำหนดเอง: รองรับการประมวลผลทุติยภูมิเช่นการดัดและการขุดเจาะร้อนและสามารถปรับให้เข้ากับโครงสร้างอุปกรณ์รูปทรงพิเศษ
2. สถานการณ์แอปพลิเคชันทั่วไป
อุปกรณ์เลเซอร์แบบเปิด: เนื่องจากวัสดุหน้าต่างสังเกตการณ์ของเครื่องตัดและเครื่องเชื่อมจึงเป็นไปตามมาตรฐานความปลอดภัย EN 60825 Class 1
การประมวลผลวัสดุที่สะท้อนแสงสูง: ในการประมวลผลของโลหะเช่นอลูมิเนียมและทองแดงมันจะป้องกันแสงสะท้อนจากการทำให้ดวงตาเสียหายต่อผู้ปฏิบัติงาน
การแพทย์และห้องปฏิบัติการ: ใช้เป็นหน้าต่างแยกการส่งแสงสำหรับอุปกรณ์บำบัดด้วยเลเซอร์ที่อ่อนแอเพื่อกรองรังสีที่เป็นอันตราย
3. คะแนนทางเทคนิคสำหรับการเลือก
การจับคู่ความยาวคลื่น: สำหรับเลเซอร์ไฟเบอร์ (1.06μm) ควรเลือกแผ่นอะคริลิคที่มีความหนาแน่นของแสง OD มากกว่าหรือเท่ากับ 6 และควรเลือกความหนาและแนะนำให้ใช้ความหนา 5-8 มม.
การตรวจสอบการส่งผ่าน: ต้องปฏิบัติตามมาตรฐาน EN 12254 เพื่อให้แน่ใจว่าการส่งผ่านแสงที่มองเห็นได้มากกว่า 80%
ความต้านทานความเสียหาย: ความหนาแน่นของพลังงานที่ทนได้จะต้องสูงกว่าค่าสูงสุดของเลเซอร์ (เช่นเลเซอร์ไฟเบอร์ 6kW ที่สอดคล้องกับเกณฑ์10⁷ W/cm²)
4. ข้อ จำกัด การใช้งาน
ความแข็งแรงเชิงกล: ความต้านทานแรงกระแทกที่อ่อนแอ (ความต้านทานต่อแรงกระแทกเพียง 5J) การชนทางกลหรือสภาพแวดล้อมการสั่นสะเทือนจะต้องหลีกเลี่ยง
ความต้านทานอุณหภูมิ: อุณหภูมิการทำงานในระยะยาวจะต้องต่ำกว่า 80 องศาและสถานการณ์การประมวลผลอุณหภูมิสูงอาจทำให้เกิดการเสียรูป
การเปรียบเทียบประสิทธิภาพของแผ่นป้องกันอะคริลิคและวัสดุอื่น ๆ
1. อะคริลิคกับโพลีคาร์บอเนต (PC)
การส่งผ่านแสง: อะคริลิค (92%)> พีซี (88%)
ความต้านทานแรงกระแทก: พีซี (แรงกระแทก 50J)> อะคริลิค (5J)
ราคา: อะคริลิคคือ 30% -50% ต่ำกว่าพีซี
2. อะคริลิคกับแก้วอารมณ์
น้ำหนัก: อะคริลิค (1.18g/cm³) <แก้ว (2.5g/cm³)
ความสามารถในการประมวลผล: อะคริลิครองรับการดัดร้อนและแก้วสามารถตัดได้อย่างแบน
Anti-Reflection: ต้องเคลือบกระจกเพื่อให้บรรลุการป้องกันเลเซอร์และอะคริลิคสามารถทำได้โดยการดูดซับสาร
การดำเนินงานด้านความปลอดภัยและข้อกำหนดการบำรุงรักษา
1. ข้อควรระวังในการติดตั้ง
การรักษาแบบปิดผนึก: ใช้แถบปิดผนึกซิลิโคนเพื่อป้องกันการบุกรุกฝุ่นและยืดอายุการใช้งานของแผ่นป้องกัน
การป้องกันขอบ: การตัดแต่งมุมหรือการออกแบบ hemming สามารถลดความเสี่ยงของการล่มสลายของขอบระหว่างการติดตั้ง
2. การบำรุงรักษารายวัน
วิธีการทำความสะอาด: ใช้ผ้าที่ไม่มีขุยและผงซักฟอกที่เป็นกลางเพื่อหลีกเลี่ยงการแคร็กที่เกิดจากตัวทำละลายเช่นอะซิโตน
การทดสอบประสิทธิภาพ: ใช้เครื่องวัดพลังงานเลเซอร์เพื่อตรวจจับการลดทอนค่า OD ทุก ๆ หกเดือน แทนที่ถ้ามันลดลง 10%
บทสรุป
แผงป้องกันเลเซอร์อะคริลิคครอบครองตำแหน่งที่สำคัญในสถานการณ์การประมวลผลเลเซอร์ขนาดกลางและความเสี่ยงต่ำเนื่องจากมีน้ำหนักเบาการส่งผ่านแสงสูงและลักษณะการประมวลผลที่ง่าย ผู้ใช้จำเป็นต้องทำการเลือกที่ครอบคลุมตามพารามิเตอร์เลเซอร์ความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อมและงบประมาณต้นทุนและปฏิบัติตามมาตรฐานอย่างเคร่งครัดเช่น EN 207 และ EN 12254 สำหรับการติดตั้งและบำรุงรักษา สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีกำลังสูงหรือมีแรงกระแทกสูงขอแนะนำให้ใช้โครงสร้างโพลีคาร์บอเนตหรือคอมโพสิตลามิเนตเพื่ออัพเกรดโซลูชันการป้องกันเพื่อให้เกิดความสมดุลระหว่างความปลอดภัยและประสิทธิภาพ