ОТКРОЙТЕ ДЛЯ СЕБЯ

Упрощение процесса обработки материалов

Лазерная обработка материалов — очень тонкий и высокотехнологичный процесс. Правильный выбор параметров для лазерной резки, гравировки и маркировки материала может варьироваться в зависимости от ряда факторов, в числе которых:

• тип материала,
• толщина материала,
• доступная мощность лазера,
• скорость доставки энергии,
• длина волны лазера,
• фокусное расстояние объектива,
• рабочий цикл лазера,
• скорость системы подачи луча,
• количество импульсов на дюйм,
• скорость воздушного потока,
• форма импульса,
• скорость потока выходящего отработанного воздуха.

Без помощи программного обеспечения для достижения адекватных результатов по каждому процессу пользователи прибегают к итерационным методам и полагаются на свой опыт. Это очень ненадежный, трудоемкий и нервный процесс, результаты которого не всегда применимы от системы к системе или для разных диапазонов мощности лазерных источников. Эта сложность разочаровывает и возводит барьер перед освоением неограниченных потенциальных преимуществ лазерных систем.

Интеллектуальная база данных материалов — одна из многих функций, предлагаемых ULS для упрощения лазерной обработки материалов. Она сводит всю сложность к простому трехшаговому процессу: 1) выбрать совместимый материал из списка, 2) выбрать тип выполняемых процессов (резка, маркировка или гравировка) и 3) ввести толщину материала. Из этой информации интеллектуальная база данных материалов может автоматически сгенерировать оптимальные параметры обработки материала, позволяя пользователю сосредоточиться на производственном процессе и не тратить время на эксперименты.

Интеллектуальная база данных материалов значительно уменьшает сложность процесса, исключая необходимость учета пользователем множества условий и ситуаций за счет автоматического анализа нескольких факторов — типа и толщины обрабатываемого материала, текущей конфигурации лазерной системы и требуемого типа процесса. В следующем разделе более подробно описываются аспекты, которые анализирует интеллектуальная база данных материалов.

Обрабатываемый материал

Интеллектуальная база данных материалов содержит параметры лазерной обработки для сотен материалов, начиная от широко используемых (вишневого дерева, акрила, стекла) до применяемых в специфических областях (лента с двойным покрытием 3M^™ 4411-4412, Marnot^™ XL Lexan^™ пропиленкарбонат с твердым покрытием, Hastelloy^™). В каждом конкретном случае база данных определяет, какие материалы могут быть пригодны для маркировки, резки или гравировки при текущей конфигурации лазерной системы. Например, лазерная система, сконфигурированная с волоконным лазером, способна маркировать пластик пропиленкарбонат, но не может его резать или гравировать. Лазерная система с CO₂-лазером может маркировать и гравировать, но, возможно, не сможет прорезать толстые листы пропиленкарбоната, если у лазера низкая номинальная мощность. Интеллектуальная база данных материалов «знает» эти особенности и может сориентировать пользователя в отношении того, какой материал как обрабатывать.

Более того, база данных учтет текущую конфигурацию лазерной системы и обеспечит постоянство результатов обработки в широком диапазоне совместимых материалов.

Глубина резки

В проектах лазерной резки и лазерной гравировки интеллектуальная база данных материалов для достижения желаемых результатов автоматически регулирует скорость резания. При лазерной резке это означает, что части материала будут полностью разделены. При лазерной гравировке это означает, что глубина штрихов будет постоянна. В обоих случаях результаты достигаются при максимально возможной производительности.

Мощность лазера

На воздействие лазерных источников разной мощности материалы реагируют по-разному. Резка акрила толщиной 12,7 мм лазером мощностью 150 Вт происходит примерно в два раза быстрее, чем лазером мощностью 75 Вт. Некоторые материалы, например, тонкие пленки, лучше себя ведут при более низких уровнях мощности. Древесина темнеет при маркировке маломощными лазерами, но сохраняет свой цвет при более высоких мощностях. Во всех случаях параметры лазерной обработки материала должны быть отрегулированы в соответствии с мощностью лазерного источника.

Компания ULS предлагает множество лазерных источников мощностью от 10 Вт до 500 Вт. Некоторые системы для лазерной резки, гравировки и маркировки могут быть оснащены несколькими лазерами. Во многих лазерных системах мощность лазеров может микшироваться и подбираться под параметры процесса. Например, в системе PLS6.150D может одновременно использоваться как 75-ваттный, так и 10-ваттный лазер. Для повышения гибкости в любой лазерной системе можно применить Rapid Reconfiguration^™ — уникальную и мощную функцию, которую предлагает только компания ULS и с помощью которой лазеры можно перенастроить меньше, чем за 30 секунд.

Выбор правильной мощности лазера для обработки определенного материала может быть сложной задачей. Это еще одна область, в которой интеллектуальная база данных материалов представляет огромную ценность. Она автоматически регулирует параметры обработки с учетом любой конфигурации лазеров. База данных предлагает наилучшие настройки для широкого диапазона требований. Например, база данных может предоставить решения для таких совершенно разных процессов, как использование одного 25-ваттного лазера для резки платмассы АБС толщиной 6,35 мм или системы с двумя лазерами 40 и 50 Вт для маркировки гранита. Эта удивительная возможность реализована во всей линейке продуктов ULS и взаимодействует с другими технологиями ULS, такими как Dual Laser Configuration^™, Multi-Wavelength^™ и MultiWave Hybrid^™ и т. д., предоставляя пользователям простой доступ к невероятному спектру возможностей обработки без каких-либо сопутствующих сложностей.

Длина волны лазера

ULS предлагает лазеры с тремя разными длинами волн: 10,6-микронный CO₂, 9,3-микронный CO₂-лазеры и 1,06-микронный волоконный лазер. Каждая длина волны взаимодействует с разными материалами по-разному. 10,6-микронный CO₂-лазер может не иметь никакого эффекта на алюминии, тогда как лазерный луч с разрешением 1,06 мкм может создавать высококонтрастные метки. На поликарбонате получаются матовые маркировки от 10,6-микронного CO₂ и 9,3-микронного CO₂-источников, но черная маркировка от волоконного лазера с длиной волны 1,06 мкм. Интеллектуальная база данных материалов, в которой хранятся типы лазеров, подключенные к лазерной системе, может соответствующим образом корректировать параметры лазерной обработки материала.

Гибкость настройки процесса

Некоторые материалы можно обрабатывать более чем одним способом с помощью одного лазерного источника. Один из ярких примеров — резина, из которой изготавливают печати. Ее можно непосредственно маркировать или резать для воспроизведения графического файла проекта дизайна либо обрабатывать в режиме «Резиновая печать» для создания высококачественной и функциональной резиновой печати. Этот процесс предусматривает добавление утолщенных оснований для увеличения прочности знаков. Интеллектуальная база данных материалов содержит правильные настройки для каждого типа процесса, предоставляя пользователю гибкость для создания на одном материале любого из вышеупомянутых эффектов.

Прочие аспекты

Для ряда материалов действуют аспекты, которые не относятся к какой-либо конкретной категории и просто отображаются пользователю как «примечания к обработке». Эти примечания варьируются в зависимости от материала. Например, прорезание толстой древесины может привести к воспламенению и загрязнению сажей объектива. Поэтому для защиты оптики и повышения долговечности лазерной системы в примечаниях предлагается использовать устройство коаксиального обдува газом. Пользователи могут также добавлять свои собственные примечания к обработке каждого материала, используя базу данных как удобное место для хранения информации, относящейся к конкретным материалам.

Повышение производительности

В отсутствие программного обеспечения интеллектуальной базы данных материалов пользователи для определения параметров обработки прибегают к методу проб и ошибок, который может быть длительным и подверженным ошибкам процессом и в конечном счете не дать приемлемых результатов. Итеративный характер этого метода предполагает также образование значительного количества отходов, которые могут довольно дорого стоить. Возьмем для примера сценарий: клиент хочет, чтобы на его материале был выполнен некоторый процесс. В этом случае оператору для достижения адекватного качества, возможно, придется проверить несколько наборов параметров. В лучшем случае это может задержать выполнение заказа, а в худшем будет испорчен материал клиента. Однако, используя интеллектуальную базу данных материалов, оператор мог бы значительно сократить количество итераций для настройки этого процесса.

Интеллектуальная база данных материалов выступает также в качестве хранилища пользовательских параметров обработки материалов. Пользователи могут вводить собственные параметры для любого нужного материала и затем мгновенно извлечь их в любое время в будущем. Это огромное преимущество для клиентов, которые используют материалы, похожие, но не совсем такие, как имеющиеся в данный момент в базе данных. Кроме того, пользователи могут дублировать существующие материалы и вносить изменения в параметры, а затем сохранять как новый пользовательский материал. Это может помочь в итеративном процессе и упростить его.

Повышение безопасности

С обработкой материалов с помощью лазерной системы могут быть связаны специфические опасности. Если выбраны неправильные параметры, материал может загореться, что создаст угрозу для лазерной системы, помещения и окружающего персонала. Интеллектуальная база данных материалов существенно смягчает эти проблемы безопасности, выбирая параметры, которые были тщательно протестированы на реальных лазерных системах специалистами по лазерной обработке материалов. Например, для некоторых материалов определена максимальная глубина резания. Обычно этого ограничения придерживаются при обработке, но если попытаться резать более толстый материал, это может создать проблему безопасности. Для других материалов установлены ограничения скорости резки или маркировки, что также может быть связано с соображениями безопасности. Как правило, интеллектуальная база данных материалов во всех сценариях использует оптимальные параметры лазерной обработки материалов, которые обеспечивают безопасность обработки.

Защита инвестиций

Компания ULS считает своим долгом постоянно поддерживать интеллектуальную базу данных материалов. С каждым новым обновлением программного обеспечения пользователи получают информацию о лазерной обработке новейших материалов. Этот процесс будет продолжен для поддержания рентабельности инвестиций клиентов.