CO2 Lazer Kesim Kalınlığı, Hız ve Güç Tablosu (25-200W)

CO2 Lazer Kesime Giriş

A. CO2 Lazer Teknolojisinin Temelleri

CO2 lazer teknolojisi, birçok modern kesme ve kazıma sisteminin bel kemiğini oluşturur. Özünde, bir CO2 lazer, esas olarak karbondioksit, nitrojen ve helyumdan oluşan bir gaz karışımını elektrikle uyararak çalışır. Bu uyarım, CO2 moleküllerinin 10,6 mikrometre dalga boyunda kızılötesi ışık yaymasına neden olur.

Bir CO2 lazer sisteminin temel bileşenleri şunlardır:

Gaz tüpü: CO2 gaz karışımını içerir
Güç kaynağı: Gazı uyarmak için elektrik enerjisi sağlar
Aynalar: Lazer ışınını yönlendirir
Odaklama merceği: Kesim için ışını yoğunlaştırır

10,6 mikrometre dalga boyu, başta organik maddeler ve birçok plastik olmak üzere çok çeşitli malzemelerin kesilmesi ve kazınması için özellikle etkilidir. Bu dalga boyu, bu malzemeler tarafından kolayca emilir, verimli kesim ve minimum ısıdan etkilenen bölgeler sağlar.

B. CO2 Lazer Kesimin Avantajları

CO2 lazer kesim geleneksel kesme yöntemlerine göre sayısız avantaj sunarak birçok sektörde tercih edilen bir seçenek haline getirir:

Yüksek hassasiyet: CO2 lazerler ±0,1 mm'ye kadar kesim hassasiyetleri elde ederek karmaşık tasarımların ve dar toleransların oluşturulmasını sağlar.
Çok yönlülük: Bu lazerler metaller, ahşap, akrilik, kumaş ve hatta gıda ürünleri dahil olmak üzere çok çeşitli malzemeleri kesebilir, kazıyabilir ve işaretleyebilir.
Hız: İnce malzemeler için dakikada 20 metreye kadar ulaşan kesme hızlarıyla CO2 lazerler, birçok geleneksel kesme yöntemini önemli ölçüde geride bırakır.
Temassız işlem: Lazer ışını malzemeye fiziksel olarak temas etmez, bu da kesici takımlardaki aşınmayı azaltır ve sık sık değiştirme ihtiyacını ortadan kaldırır.
Minimum malzeme israfı: CO2 lazerlerin dar çentik genişliği (0,1 mm kadar küçük), mekanik kesme yöntemlerine kıyasla daha az malzeme israfına neden olur.
Otomasyon dostu: CO2 lazer sistemleri CNC kontrolörleri ve robotik sistemlerle kolayca entegre edilebilir ve otomatik üretim süreçleri sağlar.

Bu avantajlar, CO2 lazer kesimin çeşitli sektörlerde yaygın olarak benimsenmesine, üretim süreçlerinde devrim yaratmasına ve yeni tasarım olanaklarına olanak sağlamasına yol açmıştır.

C. Çeşitli Sektörlerdeki Uygulamalar

CO2 lazer kesimin çok yönlülüğü ve hassasiyeti, onu çok sayıda endüstride vazgeçilmez hale getirmiştir:

Endüstriyel kaynak ve kesim: Otomotiv ve havacılık sektörlerinde CO2 lazerler, metal bileşenleri yüksek hassasiyetle kesmek ve kaynak yapmak için kullanılır. Örneğin, karmaşık gösterge paneli panellerinin kesilmesinde ve uçak yapımında özel alaşımların kaynaklanmasında kullanılırlar.
Tıbbi prosedürler: CO2 lazerler çeşitli tıbbi alanlarda uygulama alanı bulmuştur. Dermatolojide, cildin yenilenmesi ve lezyonların giderilmesi için kullanılırlar. Cerrahide, CO2 lazerler minimum kanama ile hassas kesiler yapabilir ve tümör çıkarma gibi prosedürlere yardımcı olur.
Katmanlı üretim: 3D baskı alanında CO2 lazerler seçici lazer sinterleme (SLS) süreçlerinde çok önemli bir rol oynar. Toz halindeki malzemeleri katman katman birleştirerek prototipleme ve küçük ölçekli üretim için karmaşık 3D nesneler oluşturmak için kullanılırlar.
Sanatsal gravür: Sanatçılar ve zanaatkarlar ahşap, cam ve deri gibi malzemeler üzerinde karmaşık tasarımlar oluşturmak için CO2 lazerler kullanırlar. Bu teknoloji, kişiselleştirme hizmetlerinde devrim yaratarak çeşitli ürünler üzerinde hızlı ve ayrıntılı özel gravür yapılmasına olanak sağlamıştır.
Tekstil endüstrisi: CO2 lazerler, özellikle yüksek kaliteli giysilerin ve teknik tekstillerin üretiminde, kumaşı hassas bir şekilde kesmek için giderek daha fazla kullanılmaktadır. Geleneksel kesim yöntemlerine göre önemli bir avantaj olan yıpranmayı önleyen temiz, sızdırmaz kenarlar oluşturabilirler.
Gıda endüstrisi: Şaşırtıcı bir şekilde, CO2 lazerler gıda işlemede uygulama alanı bulmuştur. Dondurulmuş gıdaların hassas kesimi ve porsiyonlanmasının yanı sıra unlu mamuller üzerinde dekoratif desenler oluşturmak için kullanılırlar.

CO2 Lazer Kesim Kalınlığı, Hız ve Güç Tablosu Dökümü

CO2 lazer kalınlık ve hız tablosu, hassas metal imalatı için kritik bir araçtır ve operatörlere çeşitli malzeme ve kalınlıklarda kesim performansını optimize etmek için belirli parametreler sağlar. Lazer güç ayarlarını, kesme hızını ve malzeme kalınlığını ilişkilendirerek verimli proses optimizasyonu ve tutarlı kaliteli çıktı sağlar.

Grafik Yorumlama Yönergeleri

Bir kalınlık ve hız çizelgesini yorumlarken, bu çizelgelerin temel bir referans noktası olarak hizmet ettiğini anlamak çok önemlidir:

Lazer Gücü (Watt): Watt değeri, lazerin enerji çıkışını ve kesme kapasitesini tanımlar. Daha yüksek watt, daha kalın malzemelerin kesilmesini veya kesme hızlarının artırılmasını sağlar. Bununla birlikte, kesme performansının kapsamlı bir şekilde anlaşılması için ışın kalitesini (M²) ve güç yoğunluğunu (W/cm²) dikkate almak önemlidir.

Malzeme Kalınlığı: Tipik olarak milimetre (mm) cinsinden ölçülen bu parametre, çeşitli güç ayarlarında etkili bir şekilde kesilebilecek maksimum kalınlığı gösterir. Güç ve kalınlık arasındaki ilişkinin, özellikle alüminyum veya bakır gibi yansıtıcı malzemeler için her zaman doğrusal olmadığına dikkat etmek önemlidir.

Malzemeye Özel Kesme Parametreleri

Açıklamalar (lazer gücü nominal çıkışın 95%'sidir)

1. Akrilik için CO2 Lazer Kesim Kalınlığı ve Hız Tablosu

Malzeme		Akrilik (mm/s)
Kalınlık		3mm	5 mm	8mm	1cm	15mm	20mm	25 mm	30mm	35 mm	40mm
25W	Maksimum Hız	8	4	1	--	--	--	--	--	--	--
25W	Optimum hız	5	2	--	--	--	--	--	--	--	--
40W	Maksimum Hız	15	8	4	3	--	--	--	--	--	--
40W	Optimum hız	10	5	2	--	--	--	--	--	--	--
60W	Maksimum Hız	20	10	5	4	2	1	--	--	--	--
60W	Optimum hız	15	7	3	2	0.8	0.3	--	--	--	--
80W	Maksimum Hız	25	12	9	6	3	1.5	0.5	--	--	--
80W	Optimum hız	20	8	5	3	1.5	0.5	0.2mm.s	--	--	--
100W	Maksimum Hız	30	15	10	7	4	2	0.8	0.3	--	--
100W	Optimum hız	25	10	6	4	2	0.7	0.3	--	--	--
130W	Maksimum Hız	35	17	12	8	5	3	1	0.5	0.2	--
130W	Optimum hız	30	12	8	5	3	1	0.4	0.3	--	--
150W	Maksimum Hız	40	21	15	11	7	4	1.8	0.8	0.4	0.1
150W	Optimum hız	35	15	10	7	4	1.5	0.8	0.5	0.1	--
180W	Maksimum Hız	45	25	18	16	9	5	2.5	1.3	0.6	0.2
180W	Optimum hız	40	18	12	10	6	2	1.2	0.8	0.3	0.1
200W	Maksimum Hız	55	30	25	20	11	7	5	3	1	0.5
200W	Optimum hız	45	25	15	13	8	4	3	1.5	0.7	0.3

Akrilik kesiminde hava akış kontrolüne dikkat edilmeli ve akriliğin pürüzsüzlüğünü sağlamak için malzeme yüzeyine üflenen hava daha küçük veya yandan üflemeli olmalıdır; Yangını önlemek için malzemenin alt kısmında hava akışı olmalıdır.

2. Kalıp Kesme ve Kırma Plakası için CO2 Lazer Kesim Kalınlığı ve Hız Tablosu

Malzeme		Kalıp kesme ve katlama plakası
Kalınlık		15mm	18mm	20mm
25W	Maksimum Hız	--	--	--
25W	Optimum hız	--	--	--
40W	Maksimum Hız	--	--	--
40W	Optimum hız	--	--	--
60W	Maksimum Hız	--	--	--
60W	Optimum hız	--	--	--
80W	Maksimum Hız	--	--	--
80W	Optimum hız	--	--	--
100W	Maksimum Hız	--	--	--
100W	Optimum hız	--	--	--
130W	Maksimum Hız	4mm/s	2mm/s	--
130W	Optimum hız	3mm/s	1,2 mm/s	--
150W	Maksimum Hız	6mm/s	4mm/s	2,5 mm/s
150W	Optimum hız	4,5 mm/s	2,5 mm/s	1,8 mm/s
180W	Maksimum Hız	8mm/s	5mm/s	3,5 mm/s
180W	Optimum hız	6mm/s	3,5 mm/s	2,5 mm/s
200W	Maksimum Hız	11mm/s	8mm/s	6mm/s
200W	Optimum hız	9mm/s	6mm/s	4,5 mm/s

Kalıp kesme ve katlama plakasını keserken odak ve hava akışı kontrolüne dikkat edilmelidir. Hava akışı ne kadar büyük olursa, kesme hızı o kadar hızlı, hava çıkış deliği o kadar küçük ve malzemenin birim alanına etki eden kuvvet o kadar büyük olur; Odak derinliğinin uzun olması ve bıçak dikişi hassasiyetinin daha iyi elde edilebilmesi için odak uzaklığı 100 mm'den fazla olan bir odaklama merceğinin kullanılması önerilir.

3. Yoğunluk Levhası (yüksek yoğunluklu levha) için CO2 Lazer Kesim Kalınlığı ve Hız Tablosu

Malzeme		Yoğunluk levhası (yüksek yoğunluklu levha)
Kalınlık		3mm	5 mm	10mm	15mm	18mm
25W	Maksimum Hız	5mm/s	2mm/s	--	--	--
25W	Optimum hız	3,5 mm/s	--	--	--	--
40W	Maksimum Hız	9mm/s	5mm/s	--	--	--
40W	Optimum hız	7mm/s	3,5 mm/s	--	--	--
60W	Maksimum Hız	15 mm/s	10 mm/s	3mm/s	--	--
60W	Optimum hız	12 mm/s	8mm/s	--	--	--
80W	Maksimum Hız	20 mm/s	13mm/s	5mm/s	--	--
80W	Optimum hız	15 mm/s	10 mm/s	3,5 mm/s	--	--
100W	Maksimum Hız	23 mm/s	15 mm/s	7mm/s	2,5 mm/s	--
100W	Optimum hız	18 mm/s	13mm/s	5mm/s	--	--
130W	Maksimum Hız	25 mm/s	18 mm/s	9mm/s	4mm/s	--
130W	Optimum hız	20 mm/s	15 mm/s	6.5mm.s	3mm/s	--
150W	Maksimum Hız	30 mm/s	21 mm/s	12 mm/s	7mm/s	4mm/s
150W	Optimum hız	25 mm/s	18 mm/s	9mm/s	5,5 mm/s	--
180W	Maksimum Hız	33 mm/s	25 mm/s	14 mm/s	9mm/s	5mm/s
180W	Optimum hız	28 mm/s	21 mm/s	11mm/s	7mm/s	4mm/s
200W	Maksimum Hız	40 mm/s	30 mm/s	18 mm/s	12 mm/s	8mm/s
200W	Optimum hız	35 mm/s	25 mm/s	15 mm/s	10 mm/s	7mm/s

Yoğunluk levhası kesimi esas olarak hava akışı kontrolüne dikkat eder. Hava akışı ne kadar büyük olursa, kesme hızı da o kadar hızlı olur.

4. Deri İçin CO2 Lazer Kesim Kalınlığı ve Hız Tablosu

Malzeme		Deri
Kalınlık		Tek Tabaka
25W	Maksimum Hız	6mm/s
25W	Optimum hız	5mm/s
40W	Maksimum Hız	15 mm/s
40W	Optimum hız	12 mm/s
60W	Maksimum Hız	20 mm/s
60W	Optimum hız	17mm/s
80W	Maksimum Hız	25 mm/s
80W	Optimum hız	20 mm/s
100W	Maksimum Hız	30 mm/s
100W	Optimum hız	25 mm/s
130W	Maksimum Hız	40 mm/s
130W	Optimum hız	35 mm/s
150W	Maksimum Hız	45 mm/s
150W	Optimum hız	40 mm/s
180W	Maksimum Hız	50 mm/s
180W	Optimum hız	45 mm/s
200W	Maksimum Hız	60 mm/s
200W	Optimum hız	55 mm/s

Deri kesimi için, 60W-100W lazer tüpü ve küçük bir hava kompresörü ile birlikte 50 odak uzaklığına sahip bir odak lensi kullanılması önerilir.

5. Ahşap Levha İçin CO2 Lazer Kesim Kalınlığı ve Hız Tablosu (nadir sert ahşap hariç)

Malzeme		Ahşap tahta (nadir sert ahşap hariç)
Kalınlık		3mm	5 mm	10mm	15mm
25W	Maksimum Hız	4mm/s
25W	Optimum hız
40W	Maksimum Hız	10 mm/s	5mm/s
40W	Optimum hız	8mm/s
60W	Maksimum Hız	15 mm/s	10 mm/s	4mm/s
60W	Optimum hız	12 mm/s	8mm/s
80W	Maksimum Hız	20 mm/s	15 mm/s	8mm/s
80W	Optimum hız	18 mm/s	10 mm/s	6mm/s
100W	Maksimum Hız	25 mm/s	20 mm/s	12 mm/s	8mm/s
100W	Optimum hız	22mm/s	18 mm/s	10 mm/s	5mm/s
130W	Maksimum Hız	30 mm/s	25 mm/s	15 mm/s	11mm/s
130W	Optimum hız	28 mm/s	22mm/s	13mm/s	8mm/s
150W	Maksimum Hız	35 mm/s	30 mm/s	20 mm/s	15 mm/s
150W	Optimum hız	33 mm/s	28 mm/s	17mm/s	13mm/s
180W	Maksimum Hız	40 mm/s	35 mm/s	25 mm/s	18 mm/s
180W	Optimum hız	37 mm/s	32 mm/s	20 mm/s	15 mm/s
200W	Maksimum Hız	50 mm/s	45 mm/s	35 mm/s	25 mm/s
200W	Optimum hız	48 mm/s	42mm/s	30 mm/s	22mm/s

Ahşap kesimi esas olarak hava akışı kontrolüne dikkat eder. Hava akışı ne kadar büyük olursa, kesme hızı da o kadar hızlı olur.

6. Kumaş İçin CO2 Lazer Kesim Kalınlığı ve Hız Tablosu

Malzeme		Kumaş
Kalınlık		Tek Tabaka
25W	Maksimum Hız	25 mm/s
25W	Optimum hız	20 mm/s
40W	Maksimum Hız	40 mm/s
40W	Optimum hız	38 mm/s
60W	Maksimum Hız	60 mm/s
60W	Optimum hız	58 mm/s
80W	Maksimum Hız	100 mm/s
80W	Optimum hız	98 mm/s
100W	Maksimum Hız	200 mm/s
100W	Optimum hız	195 mm/s
130W	Maksimum Hız	300 mm/s
130W	Optimum hız	295 mm/s
150W	Maksimum Hız	400 mm/s
150W	Optimum hız	395 mm/s
180W	Maksimum Hız	500 mm/s
180W	Optimum hız	495 mm/s
200W	Maksimum Hız	600 mm/s
200W	Optimum hız	590 mm/s

Deri kesimi ile aynı

7. PVC için CO2 Lazer Kesim Kalınlığı ve Hız Tablosu

Malzeme		PVC
Kalınlık		2mm	3mm	4mm
25W	Maksimum Hız	15 mm/s	12 mm/s	--
25W	Optimum hız	13mm/s	10 mm/s	--
40W	Maksimum Hız	35 mm/s	30 mm/s	25 mm/s
40W	Optimum hız	32 mm/s	27 mm/s	20 mm/s
60W	Maksimum Hız	50 mm/s	40 mm/s	35 mm/s
60W	Optimum hız	45 mm/s	38 mm/s	30 mm/s
80W	Maksimum Hız	60 mm/s	50 mm/s	45 mm/s
80W	Optimum hız	58 mm/s	48 mm/s	40 mm/s
100W	Maksimum Hız	70 mm/s	60 mm/s	55 mm/s
100W	Optimum hız	68 mm/s	58 mm/s	50 mm/s
130W	Maksimum Hız	80 mm/s	70 mm/s	65 mm/s
130W	Optimum hız	78 mm/s	68 mm/s	63 mm/s
150W	Maksimum Hız	90 mm/s	80 mm/s	75 mm/s
150W	Optimum hız	88 mm/s	78 mm/s	73 mm/s
180W	Maksimum Hız	100 mm/s	90 mm/s	85 mm/s
180W	Optimum hız	98 mm/s	88 mm/s	80 mm/s
200W	Maksimum Hız	120 mm/s	110 mm/s	100 mm/s
200W	Optimum hız	118 mm/s	108 mm/s	98 mm/s

PVC kesimi için, odak uzaklığı 50 olan bir odak lensi ve 60W-100W lazer tüpü kullanılması önerilir ve güç 50% - 70%'dir.

8. Çelik Levha İçin CO2 Lazer Kesim Kalınlığı ve Hız Tablosu

Malzeme		Çelik levha
Kalınlık		2mm	3mm
25W	Maksimum Hız	--	--
25W	Optimum hız	--	--
40W	Maksimum Hız	--	--
40W	Optimum hız	--	--
60W	Maksimum Hız	--	--
60W	Optimum hız	--	--
80W	Maksimum Hız	--	--
80W	Optimum hız	--	--
100W	Maksimum Hız	--	--
100W	Optimum hız	--	--
130W	Maksimum Hız	--	--
130W	Optimum hız	--	--
150W	Maksimum Hız	8mm/s	--
150W	Optimum hız	6mm/s	--
180W	Maksimum Hız	15 mm/s	7mm/s
180W	Optimum hız	12 mm/s	--
200W	Maksimum Hız	40 mm/s	25 mm/s
200W	Optimum hız	30 mm/s	18 mm/s

Demir plaka kesimi oksijen yardımına ihtiyaç duyar ve oksijen basıncı 0,8MPa'dır.

9. İki Renkli Plaka İçin CO2 Lazer Kesim Kalınlığı ve Hız Tablosu

Malzeme		İki renkli plaka
Kalınlık		2mm
25W	Maksimum Hız	10 mm/s
25W	Optimum hız	7mm/s
40W	Maksimum Hız	15 mm/s
40W	Optimum hız	13mm/s
60W	Maksimum Hız	25 mm/s
60W	Optimum hız	20 mm/s
80W	Maksimum Hız	35 mm/s
80W	Optimum hız	30 mm/s
100W	Maksimum Hız	40 mm/s
100W	Optimum hız	35 mm/s
130W	Maksimum Hız	45 mm/s
130W	Optimum hız	40 mm/s
150W	Maksimum Hız	55 mm/s
150W	Optimum hız	50 mm/s
180W	Maksimum Hız	65 mm/s
180W	Optimum hız	60 mm/s
200W	Maksimum Hız	80 mm/s
200W	Optimum hız	75 mm/s

PVC kesimi ile aynı.

10. Kağıt İçin CO2 Lazer Kesim Kalınlığı ve Hız Tablosu

Malzeme		Kağıt
Kalınlık		Tek Tabaka
25W	Maksimum Hız	50 mm/s
25W	Optimum hız	40 mm/s
40W	Maksimum Hız	80 mm/s
40W	Optimum hız	40 mm/s
60W	Maksimum Hız	120 mm/s
60W	Optimum hız	40 mm/s
80W	Maksimum Hız	150 mm/s
80W	Optimum hız	40 mm/s
100W	Maksimum Hız	250 mm/s
100W	Optimum hız	40 mm/s
130W	Maksimum Hız	350 mm/s
130W	Optimum hız	40 mm/s
150W	Maksimum Hız	450 mm/s
150W	Optimum hız	40 mm/s
180W	Maksimum Hız	550 mm/s
180W	Optimum hız	40 mm/s
200W	Maksimum Hız	650 mm/s
200W	Optimum hız	40 mm/s

Kağıt kesimi sırasında lazer gücü ayarına dikkat edin. Lazer tüpü gücü ne kadar yüksek olursa, lazer ayarlama yüzdesi o kadar küçük olur.

11. Kauçuk Levha İçin CO2 Lazer Kesim Kalınlığı ve Hız Tablosu

Malzeme		Kauçuk plaka
Kalınlık		4mm（1mm）	6mm（2mm）
25W	Maksimum Hız	5mm/s	2mm/s
25W	Optimum hız	4mm/s	1mm/s
40W	Maksimum Hız	15 mm/s	10 mm/s
40W	Optimum hız	13mm/s	8mm/s
60W	Maksimum Hız	25 mm/s	15 mm/s
60W	Optimum hız	20 mm/s	10 mm/s
80W	Maksimum Hız	30 mm/s	18 mm/s
80W	Optimum hız	27 mm/s	15 mm/s
100W	Maksimum Hız	35 mm/s	20 mm/s
100W	Optimum hız	33 mm/s	18 mm/s
130W	Maksimum Hız	40 mm/s	25 mm/s
130W	Optimum hız	38 mm/s	23 mm/s
150W	Maksimum Hız	45 mm/s	30 mm/s
150W	Optimum hız	43 mm/s	28 mm/s
180W	Maksimum Hız	50 mm/s	35 mm/s
180W	Optimum hız	48 mm/s	33 mm/s
200W	Maksimum Hız	60 mm/s	45 mm/s
200W	Optimum hız	58 mm/s	43 mm/s

Kauçuk plaka genellikle tek bir katman halinde kesilir ve yüzey katmanı kesilebilir. Tablo, yüzey katmanı kesme parametrelerine aittir.

CO2 Lazer Kesimi Anlamak

CO2 lazer kesim, çok çeşitli malzemelerin kesilmesi ve kazınması için kullanılan yüksek hassasiyetli bir termal işlemdir. Bu teknoloji, malzemeyi son derece kontrollü ve hassas bir şekilde eritmek, yakmak veya buharlaştırmak için yüksek güçlü bir lazer ışını kullanır ve karmaşık geometriler ve temiz kenarlar sağlar.

CO2 Lazer Teknolojisinin Temelleri

Karbondioksit lazerler veya CO2 lazerler, gaz deşarjı uyarımı prensibine göre çalışır. Lazer boşluğu karbondioksit, helyum ve nitrojen gazlarının dikkatle dengelenmiş bir karışımını içerir. Bir elektrik akımı bu gaz karışımından geçtiğinde, CO2 moleküllerini uyararak kızılötesi radyasyon yaymalarına neden olur. Bu işlem, belirli özelliklere sahip güçlü, yüksek oranda odaklanmış bir tutarlı ışık demeti üretir:

Dalga boyu: Tipik olarak 10,6 mikrometre (uzak kızılötesi spektrumda)
Mod: Optimum odaklama için genellikle TEM00 (Enine Elektromanyetik Mod)
Güç aralığı: Endüstriyel uygulamalar için 20W'dan 20kW'a kadar

Üretilen ışın, bir dizi ayna ve lens kullanılarak iş parçasına yönlendirilir ve odaklanır, genellikle kesme alanı boyunca hızlı ve hassas hareket için bir uçan optik sistemi içerir.

CO2 lazerler ile yaygın olarak işlenen malzemeler şunlardır:

Organik malzemeler: Ahşap, deri, kumaş, kağıt
Plastikler: Akrilik, polietilen, polipropilen
Metal olmayanlar: Cam, seramik (sınırlamalarla)
İnce metaller: Paslanmaz çelik, yumuşak çelik, alüminyum (lazer gücüne bağlı olarak tipik olarak 25 mm'ye kadar)

10,6 mikrometre dalga boyu organik malzemeler ve birçok plastik tarafından yüksek oranda emilebildiğinden CO2 lazerler bu alt tabakalar için özellikle verimlidir.

Kesme Kalınlığı ve Hızını Etkileyen Faktörler

Bir CO2 lazer kesim sisteminin performansı, hem maksimum kesme kalınlığını hem de kesme hızını etkileyen birbirine bağlı birkaç değişken tarafından yönetilir:

1. Lazer gücü: Daha yüksek watt'lı lazerler daha kalın malzemeleri kesebilir ve daha yüksek hızlarda çalışabilir. Güç, küçük hobi makineleri için tipik olarak 30W'tan endüstriyel sistemler için 6kW veya daha fazlasına kadar değişir.

2. Malzeme özellikleri:

Termal iletkenlik: Isı dağılımını ve kesme verimliliğini etkiler
Erime/buharlaşma noktası: Malzemenin uzaklaştırılması için gereken enerjiyi belirler
Yansıtıcılık: Lazer ışını emilimini etkiler
Kalınlık: Kesme hızını ve işlenebilir maksimum kalınlığı doğrudan etkiler

3. Işın odağı:

Odak uzaklığı: Odak derinliğini ve kesme kalınlığını etkiler
Nokta boyutu: Daha küçük noktalar güç yoğunluğunu artırır ancak kesme derinliğini azaltabilir
Odak konumu: Optimum konumlandırma malzeme ve kalınlığa göre değişir

4. Yardımcı gazlar:

Oksijen: Ekzotermik reaksiyon yoluyla demirli metallerin kesilmesini artırır
Azot: Paslanmaz çelik ve alüminyum üzerinde yüksek kaliteli kenarlar için inert ortam sağlar
Basınçlı hava: Metal olmayanlar ve bazı ince metaller için uygun maliyetli seçenek

5. Kesme parametreleri:

Kesme hızı: Malzeme kalınlığı ile ters orantılı
Güç modülasyonu: Farklı uygulamalar için darbeli veya sürekli dalga modları
Çoklu geçişler: Daha kalın malzemeler için veya kenar kalitesini artırmak için kullanılır

6. Makine dinamiği:

Hızlanma ve yavaşlama özellikleri
Konumlandırma hassasiyeti ve tekrarlanabilirlik
Titreşim kontrolü ve genel sağlamlık

7. Kesim ortamı:

Ortam sıcaklığı ve nem oranı
Toz ve duman emme verimliliği
Makine kalibrasyonu ve bakım durumu

Bu faktörlerin optimizasyonu, kesme hızı, kalınlık kapasitesi ve kenar kalitesi arasında istenen dengeyi sağlamak için çok önemlidir. Üreticiler genellikle başlangıç noktası olarak parametre çizelgeleri sağlar, ancak kullanıcılar deneysel testler yoluyla ayarlara ince ayar yapmalıdır. Gelişmiş sistemler, sensör geri bildirimine dayalı olarak parametreleri gerçek zamanlı olarak optimize etmek için uyarlanabilir kontrol algoritmaları içerebilir.

Kesinlikle. Önceki bölümlerle tutarlılığı koruyarak ve ayrıntılı bilgi vererek bir sonraki ana bölüm olan "Diğer Kesme Yöntemleriyle Karşılaştırma" ile devam edeceğim.

Diğer Kesme Yöntemleri ile Karşılaştırma

CO2 lazer kesimin diğer kesim yöntemlerine kıyasla nasıl olduğunu anlamak, belirli uygulamalar için en uygun teknolojiyi seçmek açısından çok önemlidir. Bu bölüm, CO2 lazer kesimin diğer popüler kesim teknolojileriyle kapsamlı bir karşılaştırmasını sunmaktadır.

A. CO2 Lazerler ve Diğer Lazer Türleri (Fiber, Kristal)

1. Kesim Yetenekleri:

CO2 Lazerler: Metal olmayan ve organik malzemeleri kesmede mükemmeldir. Yaklaşık 25 mm kalınlığa kadar metalleri kesebilir.
Fiber Lazerler: Metalleri, özellikle de yansıtıcı olanları kesmek için üstündür. Bazı metallerde 30 mm'ye kadar kesim yapabilir.
Kristal Lazerler (örn. Nd:YAG): Hem metaller hem de metal olmayanlar için iyidir, ancak genellikle metaller için fiber lazerlerden daha az verimlidir.

2. Dalga Boyu ve Absorpsiyon:

CO2 Lazerler: 10,6 μm dalga boyu, organik malzemeler ve plastikler tarafından iyi emilir.
Fiber Lazerler: 1,06 μm dalga boyu, metaller tarafından yüksek oranda emilir.
Kristal Lazerler: Tipik olarak 1,06 μm, fiber lazerlere benzer.

3. Verimlilik:

CO2 Lazerler: 5-10% elektriksel-optik verimlilik.
Fiber Lazerler: 30%'ye kadar verimlilik.
Kristal Lazerler: 1-3% verimlilik.

4. Bakım:

CO2 Lazerler: Optik ve gaz için düzenli bakım gerektirir.
Fiber Lazerler: Az bakım gerektirir, gaz gerektirmez.
Kristal Lazerler: Orta düzeyde bakım, periyodik olarak lamba değişimi gerekir.

5. Maliyet:

CO2 Lazerler: Genel olarak daha düşük başlangıç maliyeti, daha yüksek işletme maliyeti.
Fiber Lazerler: Daha yüksek başlangıç maliyeti, daha düşük işletme maliyeti.
Kristal Lazerler: Orta düzeyde başlangıç ve işletme maliyetleri.

Wandera ve arkadaşları (2015) tarafından yapılan bir çalışmada, 5 mm paslanmaz çelik için fiber lazerlerin 50% daha az güç tüketirken CO2 lazerlerden 30% daha hızlı kesme hızlarına ulaştığı bulunmuştur.

B. CO2 Lazer Kesim vs Plazma Kesim

1. Kesim Kalitesi:

CO2 Lazer: Yüksek hassasiyet, dar çentik, minimum ısıdan etkilenen bölge (HAZ).
Plazma: Daha geniş çentik, daha büyük HAZ, ikincil finisaj gerektirebilir.

2. Malzeme Kalınlığı:

CO2 Lazer: İnce ila orta kalınlıklar için idealdir (çoğu metal için 25 mm'ye kadar).
Plazma: Çok kalın malzemeleri kesebilir (bazı durumlarda 150 mm'ye veya daha fazlasına kadar).

3. Kesme Hızı:

CO2 Lazer: İnce malzemeler için daha hızlı (<6mm).
Plazma: Kalın malzemeler için daha hızlı (> 6mm).

4. İşletme Maliyeti:

CO2 Lazer: Daha yüksek ilk yatırım, ince malzemeler için daha düşük parça başı maliyet.
Plazma: Daha düşük başlangıç maliyeti, kalın malzemeler ve büyük hacimler için daha ekonomiktir.

5. Malzeme Aralığı:

CO2 Lazer: Metaller, plastikler, ahşap ve kompozitler dahil olmak üzere geniş ürün yelpazesi.
Plazma: Başta metaller olmak üzere iletken malzemelerle sınırlıdır.

O'Neill ve arkadaşları (2018) tarafından yapılan araştırma, 10 mm yumuşak çelik için plazma kesimin CO2 lazer kesimden 40% daha hızlı olduğunu, ancak 3 kat daha büyük bir çentik genişliği ürettiğini göstermiştir.

C. CO2 Lazer Kesim vs Su Jeti Kesim

1. Kesim Kalitesi:

CO2 Lazer: Yüksek hassasiyet, ısıdan etkilenen bölge mevcut.
Su Jeti: Isıdan etkilenen bölge yoktur, ısıya duyarlı malzemeleri kesebilir.

2. Malzeme Kalınlığı:

CO2 Lazer: Çoğu metal için yaklaşık 25 mm ile sınırlıdır.
Su jeti: 300mm kalınlığa kadar malzemeleri kesebilir.

3. Kesme Hızı:

CO2 Lazer: İnce malzemeler için genellikle daha hızlıdır.
Su jeti: Genel olarak daha yavaş, ancak malzeme kalınlıkları arasında tutarlı.

4. Malzeme Aralığı:

CO2 Lazer: Geniş aralık, ancak çok kalın veya yüksek yansıtıcı malzemelerde sınırlıdır.
Su jeti: Kompozitler ve sandviç malzemeler dahil olmak üzere hemen hemen her malzemeyi kesebilir.

5. İşletme Maliyeti:

CO2 Lazer: İnce malzemeler için daha düşük işletme maliyeti.
Su jeti: Aşındırıcı tüketimi nedeniyle daha yüksek işletme maliyeti, ancak daha çok yönlü.

6. Çevresel Etki:

CO2 Lazer: Duman üretir, havalandırma gerektirir.
Su jeti: Daha temiz bir işlemdir, ancak atık su üretir.

Chen ve arkadaşları (2016) tarafından yapılan karşılaştırmalı bir çalışmada, 5 mm alüminyum için CO2 lazer kesiminin su jeti kesiminden 3 kat daha hızlı olduğu ancak daha büyük bir HAZ ürettiği bulunmuştur.

D. CO2 Lazer Kesim Ne Zaman Seçilmelidir?

CO2 lazer kesim genellikle aşağıdaki senaryolarda tercih edilir:

Metalik olmayan malzemelerin kesilmesi: Özellikle akrilik, ahşap, tekstil ve birçok plastik için etkilidir.
Yüksek hassasiyet gereksinimleri: Sıkı toleranslar ve temiz kenarlar çok önemli olduğunda.
İnce ila orta kalınlıktaki metaller: Özellikle 10 mm kalınlığa kadar olan saclar için etkilidir.
Karmaşık geometriler: Karmaşık şekilleri ve desenleri kesmede mükemmeldir.
Düşük ila orta hacimli üretim: Takım değişikliğine gerek kalmadan esneklik sunar.
Temiz kesim ortamı: Minimum son işlem ve temiz kesimler gerektiğinde.
Markalama ve kazıma: CO2 lazerler hem kesme hem de markalama işlemlerini gerçekleştirebilir.

E. Maliyet-Fayda Analizi

CO2 lazer kesimi diğer yöntemlere kıyasla değerlendirirken çeşitli faktörler analiz edilmelidir:

1. İlk Yatırım:

CO2 lazer sistemleri, fiber lazerlere (daha yüksek) ve plazma kesicilere (daha düşük) kıyasla tipik olarak orta düzeyde bir başlangıç maliyetine sahiptir.

2. İşletme Maliyetleri:

Güç tüketimini, gaz maliyetlerini ve sarf malzemelerini göz önünde bulundurun.
CO2 lazerler metalik olmayan malzemeler için genellikle daha düşük işletme maliyetlerine sahiptir.

3. Üretkenlik:

Tipik malzeme aralığınız için kesme hızlarını değerlendirin.
Kurulum süresini ve farklı malzemeler için esnekliği hesaba katın.

4. Çok yönlülük:

CO2 lazerler, çeşitli malzemeler için çok yönlü iyi bir performans sunar.

5. Kalite Gereklilikleri:

Yüksek hassasiyet ve minimum son işlem gerekiyorsa, CO2 lazerler genellikle bir avantaj sağlar.

6. Çevresel Hususlar:

Havalandırma gereksinimlerini ve atık yönetimini hesaba katın.

Martinez ve arkadaşları (2019) tarafından çeşitli sektörlerde yapılan kapsamlı bir analiz, CO2 lazer kesimin 10 mm'nin altındaki kalınlıklarda öncelikle karışık malzemelerle (metaller ve metal olmayanlar) çalışan şirketler için en iyi maliyet-fayda oranını sağladığını göstermiştir.

CO2 Lazer Kesimde Anahtar Parametreler

A. Lazer Gücü

Lazer gücü, CO2 lazer kesiminde kritik bir parametredir ve kesim kapasitesini ve kalitesini doğrudan etkiler. Genellikle watt (W) cinsinden ölçülür ve küçük hobi makineleri için 30W'tan endüstriyel sistemler için 6000W'ın üzerine kadar değişebilir.

Farklı uygulamalar için tipik güç aralıkları:

30W-100W: Kağıt, kumaş ve ince akrilik gibi ince malzemeleri kesmek için uygundur.
100W-500W: Daha kalın akrilik, ahşap ve ince metalleri kesmek için idealdir.
500W-2000W: Daha kalın metalleri kesmek ve yüksek hızlı işleme için kullanılır.
2000W-6000W+: Kalın metal kesimi ve yüksek hacimli üretim için endüstriyel uygulamalar.

Caiazzo ve arkadaşları (2005) tarafından yapılan bir çalışmada, kesim için 304 paslanmaz çelik:

1mm kalınlık optimum kesim için 1000W gerektirir
2mm kalınlık gerekli 1500W
3mm kalınlık gerekli 2000W

Bu, malzeme kalınlığı ile gerekli lazer gücü arasındaki doğrudan ilişkiyi göstermektedir.

Gücün kesim kalitesi ve hızı üzerindeki etkisi:

Daha yüksek güç genellikle daha yüksek kesme hızlarına ve daha kalın malzemelerin kesilebilmesine olanak sağlar.
Bununla birlikte, aşırı güç daha geniş çentik genişliğine ve ısıdan etkilenen bölgenin (HAZ) artmasına neden olabilir.

Örneğin, Yilbas (2004) tarafından yapılan araştırma, 2 mm yumuşak çeliği keserken lazer gücünü 1000W'dan 1500W'a çıkarmanın kesme hızını 40% artırdığını, ancak HAZ'ı da yaklaşık 15% artırdığını göstermiştir.

B. Kesme Hızı

Genellikle dakika başına metre (m/dak) veya saniye başına milimetre (mm/s) cinsinden ölçülen kesme hızı, üretkenlik ve kesim kalitesi için çok önemlidir.

Çeşitli malzemeler ve kalınlıklar için hız aralıkları:

Hafif Çelik:

1mm: 5-10 m/dak
5mm: 1-3 m/dak
10 mm: 0,5-1 m/dak

Akrilik:

3mm: 15-30 mm/s
6mm: 8-15 mm/s
10mm: 3-8 mm/s

Kontrplak:

3mm: 20-40 mm/s
6mm: 10-20 mm/s
9mm: 5-10 mm/s

Hız ve kesim kalitesi arasındaki ilişki:

Çok yüksek hız, eksik kesimlere veya cüruf oluşumuna neden olabilir.
Çok düşük hız aşırı erimeye, daha geniş çentiklere ve daha büyük HAZ'a neden olabilir.

Radovanovic ve Madic (2011) tarafından yapılan bir çalışmada, 3 mm yumuşak çelik için kesme hızının 2 m/dak'dan 3 m/dak'ya çıkarılmasının HAZ'ı 18% azalttığı, ancak yüzey pürüzlülüğünü 12% artırdığı bulunmuştur.

C. Malzeme Kalınlığı

Malzeme kalınlığı, hem gerekli lazer gücünü hem de elde edilebilir kesme hızını önemli ölçüde etkiler.

Farklı güç seviyeleri için maksimum kesme kalınlıkları:

100W: 10 mm'ye kadar akrilik, 6 mm kontrplak
500W: 6 mm'ye kadar yumuşak çelik, 15 mm akrilik
2000W: 15 mm'ye kadar yumuşak çelik, 25 mm akrilik
4000W: 25 mm'ye kadar yumuşak çelik, 40 mm akrilik

Minimum kalınlık sınırlamaları:
CO2 lazerler 0,1 mm'ye kadar ince malzemeleri kesebilir, ancak çok ince malzemeler için taşıma ve ısı dağıtımı zorlaşır.

Kalınlığın kesim kalitesi ve kenar finişi üzerindeki etkisi:

Daha kalın malzemeler genellikle artan eriyik akışı nedeniyle daha pürüzlü kenar yüzeyleri ile sonuçlanır.
Isı girişi dikkatlice kontrol edilmezse daha ince malzemeler bükülebilir veya deforme olabilir.

Eltawahni ve arkadaşları (2012) tarafından MDF kesme üzerine yapılan araştırma, kalınlığın 4 mm'den 9 mm'ye çıkarılmasının, sabit lazer gücü ve hızı korunurken yüzey pürüzlülüğünde 35%'lik bir artışa neden olduğunu göstermiştir.

D. Odak ve Odak Uzaklığı

Doğru odaklama, yüksek kaliteli kesimler elde etmek için çok önemlidir. Lensin odak uzaklığı, odak derinliğini ve minimum nokta boyutunu belirler.

Doğru odaklanmanın önemi:

Optimum odak konumu, kesme noktasında maksimum enerji yoğunluğu sağlar.
Kötü odaklanma eksik kesimlere, daha geniş çentiklere ve kesim kalitesinin düşmesine neden olabilir.

Farklı malzemeler için doğru odak uzaklığının seçilmesi:

Kısa odak uzaklığı (1,5″-2,5″): İnce malzemeler için daha iyidir, daha küçük bir nokta boyutu ve daha ince ayrıntı sağlar.
Uzun odak uzaklığı (4″-7,5″): Kalın malzemeler için tercih edilir ve daha geniş bir odak derinliği sunar.

Wandera ve arkadaşları (2011) tarafından yapılan bir çalışmada, 10 mm paslanmaz çelik için odak uzunluğunun 127 mm'den 190 mm'ye çıkarılmasının, kesim kalitesini korurken kesme hızında 15%'lik bir artışa izin verdiği bulunmuştur.

E. Yardımcı Gaz Tipi ve Basıncı

Yardımcı gaz, erimiş malzemenin uzaklaştırılmasında ve lensin döküntülerden korunmasında çok önemli bir rol oynar.

Yardımcı gaz türleri ve uygulamaları:

Oksijen: Ekzotermik reaksiyon yoluyla yumuşak çeliğin kesilmesini geliştirir.
Azot: Paslanmaz çelik ve alüminyum üzerinde temiz, oksit içermeyen kesimler sağlar.
Hava: Metal olmayanlar ve bazı ince metaller için uygun maliyetli seçenek.

Farklı malzemeler için gaz basıncını optimize etme:

Daha yüksek basınçlar genellikle daha yüksek kesme hızları sağlar ancak işletme maliyetlerini artırabilir.
Tipik basınç aralıkları:
Yumuşak çelik için oksijen: 0,5-6 bar
Paslanmaz çelik için azot: 10-20 bar
Akrilik için hava: 1-3 bar

Chen (1999) tarafından yapılan araştırma, 6 mm yumuşak çeliği keserken oksijen basıncını 0,5 bardan 2 bara çıkarmanın kesme hızını 30% artırdığını ve cüruf oluşumunu 50% azalttığını göstermiştir.

CO2 Lazer Kesim Performansını Optimize Etme

CO2 lazer kesim performansını optimize etmek, yüksek kaliteli kesimler elde etmek, üretkenliği en üst düzeye çıkarmak ve işletme maliyetlerini azaltmak için çok önemlidir. Bu bölümde lazer kesim prosesinize ince ayar yapmak için çeşitli stratejiler incelenmektedir.

A. İnce Ayar Ayarları

İnce ayar lazer kesim parametreleri kesim kalitesini ve verimliliğini önemli ölçüde artırabilen yinelemeli bir süreçtir:

Güç ayarlamaları: Önerilen güçle başlayın ve kesim kalitesini gözlemlerken küçük artışlar (5-10%) yapın. Örneğin, 5mm paslanmaz çelik keserken gücü 2000W'tan 2200W'a çıkarmak, hızdan ödün vermeden kesme kenarı düzgünlüğünü artırabilir.
Hız optimizasyonu: Kesim kalitesi bozulana kadar kesme hızını kademeli olarak artırın, ardından optimum dengeyi bulmak için biraz azaltın. Yilbas ve arkadaşları (2008) tarafından yapılan bir çalışmada, 3 mm yumuşak çelik için hızın 30 mm/s'den 35 mm/s'ye çıkarılmasının, kesme kalitesinden ödün vermeden ısıdan etkilenen bölgeyi 12% azalttığı bulunmuştur.
Odak konumu: Odak noktası konumunda küçük ayarlamalar yapmayı deneyin. Daha kalın malzemeler için odak noktasını yüzeyin biraz altına ayarlamak kesim kalitesini artırabilir. Chen ve arkadaşları (1999), 10 mm paslanmaz çelik için odak noktasını yüzeyin 2 mm altına yerleştirmenin, yüzey odaklamaya kıyasla kesme hızını 15% artırdığını göstermiştir.
Gaz basıncına yardımcı olun: Her malzeme ve kalınlık için gaz basıncını optimize edin. Daha yüksek basınçlar daha yüksek kesme hızları sağlayabilir ancak işletme maliyetlerini artırabilir. Örneğin, 6 mm yumuşak çelik keserken oksijen basıncını 3 bar'dan 5 bar'a çıkarmak, kesme hızında 20%'lik bir artış sağlayabilir.

B. Belirli Uygulamalar için Özel Grafikler Oluşturma

Özel uygulamalarınız için özel grafikler geliştirmek, verimlilik ve kalitede önemli iyileştirmeler sağlayabilir:

Sistematik test: Sıklıkla çalıştığınız her malzeme ve kalınlık için çeşitli güç ve hız ayarlarında bir dizi kesim yapın.
Kalite değerlendirmesi: Her kesimi kenar düzgünlüğü, çentik genişliği ve ısıdan etkilenen bölge gibi kalite faktörleri açısından değerlendirin. Mümkün olduğunda yüzey pürüzlülüğü ölçümleri gibi nicel ölçümler kullanın.
Veri derleme: Her malzeme ve kalınlık için güç, hız ve kesim kalitesi arasındaki ilişkiyi gösteren bir matris veya grafik oluşturun.
Optimum aralık tanımlama: Hızı en üst düzeye çıkarırken kabul edilebilir kesim kalitesi üreten ayar aralığını vurgulayın.
Sürekli iyileştirme: Devam eden üretim verilerine ve malzeme veya ekipmanlardaki değişikliklere göre özel grafiklerinizi düzenli olarak güncelleyin.

C. Sık Karşılaşılan Sorunların Giderilmesi

Yaygın lazer kesim sorunlarının belirlenmesi ve çözülmesi, optimum performansın sürdürülmesi için çok önemlidir:

Çapak oluşumu: Kesimin alt kısmında aşırı cüruf oluşuyorsa, kesme hızını artırmayı veya gücü azaltmayı deneyin. Örneğin, 3 mm alüminyum keserken gücü 10% kadar azaltmak, kesimin tamamlanmasını etkilemeden cürufu ortadan kaldırabilir.
Tamamlanmamış kesimler: Tamamlanmamış kesimler için önce odak konumunu kontrol edin, ardından kesme hızını azaltmayı veya gücü artırmayı deneyin. Malzemenin düz olduğundan ve düzgün şekilde desteklendiğinden emin olun.
Geniş çentik: Çentik gerekenden daha genişse, kesme hızını artırmayı veya gücü azaltmayı deneyin. Ayrıca odaklama optiklerinin durumunu da kontrol edin.
Tutarsız kesim kalitesi: Bunun nedeni malzeme özelliklerindeki farklılıklar veya lazer gücü dalgalanmaları olabilir. Tutarlı malzeme kalitesi sağlayın ve lazer sisteminin performansını düzenli olarak kontrol edin.

D. Kesim Kalitesini İyileştirmek için İpuçları

Bu ipuçlarını uygulamak üstün kesim kalitesi elde etmeye yardımcı olabilir:

Düzenli bakım: Optikleri temiz ve hizalı tutun. Wandera ve arkadaşları (2011) tarafından yapılan bir çalışma, uygun bakımın kesim kalitesini 25%'ye kadar artırabileceğini ve optik bileşenlerin ömrünü uzatabileceğini göstermiştir.
Optimum yardımcı gaz seçimi: En iyi sonuçlar için yüksek saflıkta gazlar kullanın. Paslanmaz çelik için yüksek saflıkta nitrojen kullanmak, minimum işlem sonrası gereklilikle oksit içermeyen kesimlerle sonuçlanabilir.
Malzeme hazırlığı: Malzemelerin temiz olduğundan ve lazer emilimini etkileyebilecek yağ veya kaplama içermediğinden emin olun. Doğru malzeme kullanımı kesim kalitesini artırabilir ve kusur riskini azaltabilir.
Kesim sırası optimizasyonu: Karmaşık parçalarda, ısı birikimini ve potansiyel bozulmayı en aza indirmek için kesim sırasını optimize edin. Dış konturları kesmeden önce iç özelliklerle başlayın.

E. Kalınlık Tabanlı Optimizasyon Stratejileri

Farklı malzeme kalınlıkları özel optimizasyon yaklaşımları gerektirir:

1. İnce malzemeler (<3mm):

Aşırı ısınmayı ve bozulmayı önlemek için yüksek hızlara odaklanın.
Erimiş malzemenin patlamasını önlemek için daha düşük gaz basınçları kullanın.
Geri yansımaları en aza indirmek için bir petek kesme yatağı kullanmayı düşünün.

2. Orta kalınlık (3-10mm):

Aşırı ısı girdisi olmadan temiz kesimler elde etmek için güç ve hızı dengeleyin.
Odak konumunu optimize edin, bu aralıktaki daha kalın malzemeler için potansiyel olarak yüzeyin biraz altına ayarlayın.
Türbülansa neden olmadan erimiş malzemeyi etkili bir şekilde çıkarmak için yardımcı gaz basıncına ince ayar yapın.

3. Kalın malzemeler (> 10 mm):

Tam penetrasyon sağlamak için yüksek güç ayarlarını kullanın.
Malzemenin çıkarılması için yeterli süre tanımak için kesme hızını azaltın.
Aşırı kalın malzemeler için kesme derinliğini kademeli olarak artırarak çok geçişli kesimi düşünün.
Malzeme kalınlığı boyunca daha iyi enerji dağılımı için potansiyel olarak daha uzun odak uzaklığına sahip lensler kullanarak odak uzaklığını optimize edin.

CO2 Lazer Kesiminde Güvenlik Hususları

CO2 lazer kesim işlemlerinde güvenlik çok önemlidir. Uygun güvenlik önlemleri operatörleri korur, ekipman bütünlüğünü sürdürür ve düzenleyici standartlara uygunluğu sağlar. Bu bölüm, temel güvenlik hususlarını ve en iyi uygulamaları kapsamaktadır.

A. Uygun Havalandırma ve Duman Emme

Etkili havalandırma ve duman tahliyesi, güvenli bir çalışma ortamının sürdürülmesi için çok önemlidir:

1. Duman bileşimi: CO2 lazer kesim, kesilen malzemeye bağlı olarak çeşitli zararlı dumanlar üretebilir. Örneğin, plastiklerin kesilmesi zehirli gazlar açığa çıkarabilirken, metallerin kesilmesi metal oksit partikülleri üretebilir.

2. Havalandırma sistemi gereksinimleri:

Sistem, Mesleki Güvenlik ve Sağlık İdaresi (OSHA) tarafından önerildiği gibi, 100 fit kare çalışma alanı başına dakikada minimum 1000 fit küp (CFM) hava akış hızı sağlamalıdır.
Havalandırma sisteminin partikülleri ve kimyasal dumanları yakalamak için uygun filtrelerle donatıldığından emin olun.

3. Duman ekstraksiyon yöntemleri:

Aşağı çekişli masalar: Düşme eğiliminde olan ağır partikülleri ve dumanları yakalamak için etkilidir.
Baş üstü ekstraksiyon: Yükselen hafif dumanlar için kullanışlıdır.
Kaynak yakalama: Maksimum verimlilik için kesim alanına yakın yerleştirilmiş nozullar veya davlumbazlar.

4. Düzenli bakım: Filtreleri üreticinin önerilerine göre temizleyin ve değiştirin. Thorne ve arkadaşları (2017) tarafından yapılan bir çalışmada, ekstraksiyon sistemlerinin düzenli bakımının lazer kesim tesislerinde hava kalitesini 40%'ye kadar artırdığı bulunmuştur.

B. Göz ve Cildin Korunması

CO2 lazerler, ciddi göz ve cilt hasarına neden olabilecek yoğun kızılötesi radyasyon yayar:

1. Göz koruması:

Lazer kesim alanındaki tüm personel uygun lazer güvenlik gözlükleri takmalıdır.
Gözlükler, CO2 lazerlerin belirli dalga boyu (10,6 μm) ve sistemin maksimum güç çıkışı için derecelendirilmelidir.
Güvenlik gözlüklerinin çizik veya hasara karşı düzenli olarak kontrol edilmesi çok önemlidir.

2. Cilt koruması:

Operatörler cilde maruz kalmayı en aza indirmek için uzun kollu gömlekler, uzun pantolonlar ve burnu kapalı ayakkabılar giymelidir.
Yüksek güçlü sistemler için lazere dayanıklı eldivenler ve önlükler kullanmayı düşünün.

3. Tabela ve kısıtlı erişim:

Lazer kesim alanlarını uygun uyarı işaretleriyle açıkça işaretleyin.
Yetkisiz personelin aktif lazer kesim bölgelerine girmesini önlemek için erişim kontrolleri uygulayın.

C. Yangın Önleme Tedbirleri

CO2 lazer kesim, yüksek ısı nedeniyle önemli yangın riskleri oluşturur:

1. Yangın söndürme sistemleri:

Lazer kesim alanının yakınına uygun yangın söndürücüler (tipik olarak A, B ve C sınıfı) yerleştirin.
Yüksek riskli uygulamalar için otomatik yangın söndürme sistemlerini düşünün.

2. Malzeme taşıma:

Yanıcı malzemeleri lazer kesim alanından uzakta depolayın.
Yangına dayanıklı kesme yatakları veya masaları kullanın.

3. Operasyonel uygulamalar:

Çalışan bir lazer kesiciyi asla gözetimsiz bırakmayın.
Kesme işleminden sonra malzemeleri taşımadan önce bir soğuma süresi uygulayın.
Yanıcı kalıntıları gidermek için kesme alanını düzenli olarak temizleyin.

4. Acil durum prosedürleri:

Acil durum kapatma prosedürleri geliştirin ve düzenli olarak uygulayın.
Tüm operatörlerin yangın müdahale protokolleri konusunda eğitildiğinden emin olun.

5. İzleme sistemleri:

Lazer kesim alanına duman ve ısı dedektörleri kurun.
Potansiyel yangın tehlikelerinin erken tespiti için termal görüntüleme kameraları kullanmayı düşünün.

Zhang ve arkadaşları (2019) tarafından yapılan bir vaka çalışması, kapsamlı yangın önleme tedbirlerinin uygulanmasının lazer kesim tesislerindeki yangın olaylarını iki yıllık bir süre içinde 75% azalttığını ortaya koymuştur.

D. Elektriksel Güvenlik

CO2 lazer sistemleri, sıkı elektriksel güvenlik önlemleri gerektiren yüksek voltajlı bileşenler içerir:

Doğru topraklama: Elektrik çarpması tehlikelerini önlemek için tüm ekipmanın uygun şekilde topraklandığından emin olun.
Düzenli denetimler: Elektrik bağlantılarının ve bileşenlerinin periyodik kontrollerini yapın.
Kilitleme/Etiketleme prosedürleri: Bakım ve onarım çalışmaları için sıkı kilitleme/etiketleme prosedürleri uygulayın.
Operatör eğitimi: Lazer kesim sistemlerine özgü elektrik güvenliği konusunda kapsamlı eğitim sağlayın.

E. Kimyasal Güvenlik

Bazı malzemeler kesildiğinde tehlikeli kimyasal yan ürünler üretebilir:

Malzeme Güvenlik Bilgi Formları (MSDS): Kesilen tüm malzemeler için MSDS'leri muhafaza edin ve gözden geçirin.
Kişisel Koruyucu Ekipman (KKE): İşlenmekte olan malzemelere bağlı olarak, gerekirse solunum maskeleri de dahil olmak üzere uygun KKD'yi sağlayın.
Kimyasal depolama: Lazer kesim işleminde kullanılan tüm kimyasalları uygun şekilde saklayın ve atın.
Acil durum müdahalesi: Uygun dökülme kitleri ve acil duş/göz yıkama istasyonları bulundurun.

F. Mevzuata Uygunluk

İlgili güvenlik yönetmeliklerine ve standartlarına uyun:

OSHA standartları: OSHA'nın lazer güvenliği yönergelerine uyun (OSHA Teknik Kılavuzu Bölüm III: Bölüm 6).
ANSI standartları: Lazerlerin güvenli kullanımı için ANSI Z136.1 standartlarına uyun.
Yerel yönetmelikler: Lazer kullanımı ve güvenliği ile ilgili yerel veya eyalete özgü düzenlemelerin farkında olun ve bunlara uyun.
Düzenli denetimler: Sürekli uyumluluğu sağlamak ve iyileştirme alanlarını belirlemek için periyodik güvenlik denetimleri gerçekleştirin.

Bu güvenlik hususlarına öncelik vererek, lazer kesim işlemleri yüksek üretkenliği korurken personel ve ekipmana yönelik riskleri en aza indirebilir. Düzenli eğitim, güvenlik protokollerinin tutarlı bir şekilde uygulanması ve en son güvenlik standartlarıyla güncel kalmak, güvenli ve verimli bir lazer kesim ortamı yaratmanın anahtarıdır.

Bakım ve Kalibrasyon

CO2 lazer kesim sistemlerinin uygun bakımı ve kalibrasyonu, optimum performans, ekipmanın uzun ömürlü olması ve tutarlı kesim kalitesi sağlamak için çok önemlidir. Bu bölümde lazer kesim sisteminizin bakımı ve kalibrasyonu ile ilgili temel hususlar ele alınmaktadır.

A. Düzenli Temizlik ve Hizalama

1. Temizlik Programı:

Günlük: Kesme yatağını temizleyin ve çalışma alanındaki kalıntıları giderin.
Haftalık: Aynalar ve lensler dahil olmak üzere ışın iletim sistemini temizleyin.
Aylık olarak: Ulaşılması zor alanlar da dahil olmak üzere tüm makineyi derinlemesine temizleyin.

2. Temizlik Teknikleri:

Aynalar ve lensler için tüy bırakmayan bezler ve uygun optik temizleme solüsyonları kullanın.
Kirleticilere neden olabileceğinden optik bileşenlerin yakınında basınçlı hava kullanmaktan kaçının.
Metal işleme uygulamaları için, nozullardan ve kesme kafalarından metal sıçramalarını düzenli olarak temizleyin.

3. Hizalama Kontrolleri:

Kiriş hizalama kontrollerini haftalık olarak veya herhangi bir önemli makine hareketinden sonra gerçekleştirin.
Üretici tarafından sağlanan hizalama araçlarını veya özel lazer hizalama cihazlarını kullanın.
Zaman içinde izlemek için hizalama prosedürlerini ve sonuçlarını belgeleyin.

Johnson ve arkadaşları (2018) tarafından yapılan bir çalışmada, titiz bir temizlik ve hizalama programının uygulanmasının kesim kalitesini 30% artırdığı ve altı aylık bir süre içinde plansız duruş süresini 45% azalttığı bulunmuştur.

B. Lens ve Ayna Bakımı

1. Muayene:

Camları ve aynaları her gün hasar veya kirlenme belirtilerine karşı gözle kontrol edin.
Çizik, çukur veya kaplama hasarı olup olmadığını kontrol etmek için bir el feneri kullanın.

2. Temizleme İşlemi:

Gevşek parçacıkları temizlemek için hafif bir hava üfleyici kullanın.
Optik temizleme solüsyonunu bir lens mendiline uygulayın ve dairesel hareketlerle nazikçe silin.
İnatçı kirler için temizleme solüsyonuna batırılmış bir pamuklu çubuk kullanın.

3. Değiştirme Programı:

Odak lenslerini kullanıma ve kesilen malzemeye bağlı olarak her 3-6 ayda bir değiştirin.
Aynaları yılda bir kez veya gözle görülür bir bozulma görüldüğünde değiştirin.
Değişimler sırasında kesinti süresini en aza indirmek için yedek optikler bulundurun.

4. Kullanım Önlemleri:

Optiklerle çalışırken daima pudrasız eldiven kullanın.
Kullanmadığınız zamanlarda optikleri temiz ve kuru ortamlarda saklayın.
Hasarı önlemek için optikleri sökmek ve takmak için uygun aletler kullanın.

C. Hız ve Güç Ayarlarını Kalibre Etme

1. Güç Kalibrasyonu:

Gerçek çıktının ayarlanan değerlerle eşleştiğinden emin olmak için aylık olarak güç ölçer okumaları yapın.
CO2 lazer dalga boyları için tasarlanmış kalibre edilmiş bir güç ölçer kullanın.
Ayarlanan ve gerçek güç arasındaki herhangi bir tutarsızlığı ayarlamak için bir kalibrasyon eğrisi oluşturun.

2. Hız Kalibrasyonu:

Hareket sistemi doğruluğunu üç ayda bir lazer interferometre veya ballbar sistemi kullanarak kontrol edin.
Tutarlı kesme hızı sağlamak için hızlanma ve yavaşlama oranlarını kalibre edin.
Enkoder doğruluğunu doğrulayın ve hareket kontrol parametrelerini gerektiği gibi güncelleyin.

3. Odak Kalibrasyonu:

Odak noktası konumunu bir odak testi deseni kullanarak haftalık olarak kontrol edin.
Optimum odak konumunu korumak için gerekirse Z ekseni ofsetini ayarlayın.
Otomatik odaklama sistemleri için sensör doğruluğunu aylık olarak doğrulayın.

4. Malzemeye Özel Kalibrasyon:

Güç ve hız ayarlarında ince ayar yapmak için yaygın olarak kullanılan malzemeler üzerinde test kesimleri gerçekleştirin.
Farklı malzemeler ve kalınlıklar için en uygun ayarların bir veritabanını oluşturun ve koruyun.
Malzemeler veya makine koşulları değiştikçe bu veritabanını düzenli olarak güncelleyin.

Martinez ve arkadaşları (2020) tarafından yapılan bir vaka çalışması, kapsamlı bir kalibrasyon programının uygulanmasının, yüksek hacimli bir üretim ortamında kesim doğruluğunu 22% artırdığını ve malzeme israfını 15% azalttığını göstermiştir.

D. Assist Gaz Sistemi Bakımı

1. Gaz Kalitesi:

Yardımcı gaz kalitesini, özellikle oksijen ve nitrojen için düzenli olarak kontrol edin.
Saflık seviyelerinin gerekli spesifikasyonları karşıladığını doğrulamak için gaz analizörleri kullanın.

2. Basınç Kontrolleri:

Kalibre edilmiş bir basınç göstergesi kullanarak nozüldeki gaz basıncını haftalık olarak doğrulayın.
Dağıtım sisteminde sızıntıya işaret edebilecek basınç düşüşleri olup olmadığını kontrol edin.

3. Nozul Bakımı:

Nozulları her gün hasar veya kirlenme açısından inceleyin.
Optimum gaz akışını korumak için nozulları gerektiği gibi temizleyin veya değiştirin.

4. Filtre Değişimi:

Hat içi gaz filtrelerini üretici tavsiyelerine göre veya basınç düşüşleri gözlemlendiğinde değiştirin.

E. Soğutma Sistemi Bakımı

1. Soğutma Sıvısı Kontrolleri:

Soğutma sıvısı seviyelerini günlük olarak izleyin ve gerektiğinde tamamlayın.
pH ve kirlilik seviyeleri dahil olmak üzere soğutma sıvısı kalitesini aylık olarak kontrol edin.
Soğutma sıvısını üreticinin tavsiyelerine göre, genellikle yılda bir kez olmak üzere tamamen değiştirin.

2. Akış Hızı Doğrulaması:

Sistem gereksinimlerini karşıladıklarından emin olmak için soğutma sıvısı akış hızlarını üç ayda bir kontrol edin.
Akış hızları spesifikasyonların altındaysa akış kısıtlayıcıları temizleyin veya değiştirin.

3. Sıcaklık Kontrolü:

Ayarlanan sıcaklığı koruduğundan emin olmak için soğutucunun çalışmasını günlük olarak doğrulayın.
Verimliliği korumak için soğutucu ısı eşanjörlerini üç ayda bir temizleyin.

F. Dokümantasyon ve Kayıt Tutma

1. Bakım Günlükleri:

Tarihler, prosedürler ve değiştirilen parçalar da dahil olmak üzere tüm bakım faaliyetlerinin ayrıntılı kayıtlarını tutun.
Kolay takip ve analiz için dijital bakım yönetim sistemlerini kullanın.

2. Performans Takibi:

Güç çıkışı, kesim kalitesi ve makine çalışma süresi gibi temel performans göstergelerini kaydedin.
Potansiyel sorunları arızalara yol açmadan önce tespit etmek için eğilimleri analiz edin.

3. Kalibrasyon Kayıtları:

Bakım ve kalibrasyon süreçlerinde kullanılan tüm ölçüm ekipmanları için kalibrasyon sertifikalarını muhafaza edin.
Tüm cihazlar için kalibrasyon son tarihlerini planlayın ve takip edin.