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Dans l'application de moules, de panneaux, d'accessoires matériels, de panneaux d'affichage, de plaques d'immatriculation automobile et d'autres produits, les processus de corrosion traditionnels entraîneront non seulement une pollution de l'environnement, mais aussi une faible efficacité. Les applications de processus traditionnelles telles que l'usinage, la ferraille en métal et les liquides de refroidissement peuvent également provoquer une pollution de l'environnement. Bien que l'efficacité ait été améliorée, la précision n'est pas élevée et les angles nets ne peuvent pas être sculptés. Par rapport aux méthodes de sculpture profonde en métal traditionnelles, la sculpture profonde du métal laser présente les avantages de la teneur en sculpture sans pollution, sans précision et flexible, qui peut répondre aux exigences des processus de sculpture complexes.

Les matériaux communs pour la sculpture profonde en métal comprennent l'acier au carbone, l'acier inoxydable, l'aluminium, le cuivre, les métaux précieux, etc. Les ingénieurs effectuent une recherche de paramètres de sculpture profonde à haute efficacité pour différents matériaux métalliques.

Analyse de cas réelle:
Équipement de plate-forme de test Carmanhaas 3D Galvo Head avec lentille （F = 163/210） Effectuer un test de sculpture profonde. La taille de gravure est de 10 mm × 10 mm. Définissez les paramètres initiaux de gravure, comme indiqué dans le tableau 1. Modifiez les paramètres de processus tels que la quantité de défocalisation, la largeur d'impulsion, la vitesse, l'intervalle de remplissage, etc., utilisez le testeur de sculpture profonde pour mesurer la profondeur et trouvez les paramètres de processus avec le meilleur effet de sculpture.

Tableau 1 Paramètres initiaux de la sculpture profonde

Grâce au tableau des paramètres de processus, nous pouvons voir qu'il existe de nombreux paramètres qui ont un impact sur l'effet final de gravure profonde. Nous utilisons la méthode de la variable de contrôle pour trouver le processus de l'effet de chaque paramètre de processus sur l'effet, et maintenant nous les annoncerons un par un.

01 L'effet du défocalisation sur la profondeur de la sculpture

Utilisez d'abord la source laser de fibre RayCus, puissance: 100W, modèle: RFL-100M pour graver les paramètres initiaux. Effectuez le test de gravure sur différentes surfaces métalliques. Répétez la gravure 100 fois pendant 305 s. Modifiez le défocalisation et testez l'effet du défocalisation sur l'effet de gravure de différents matériaux.

Figure 1 Comparaison de l'effet du défocalisation sur la profondeur de la sculpture des matériaux

Comme le montre la figure 1, nous pouvons obtenir ce qui suit sur la profondeur maximale correspondant à différentes quantités de défocalisation lors de l'utilisation de RFL-100M pour une gravure profonde dans différents matériaux métalliques. À partir des données ci-dessus, il est conclu que la sculpture profonde sur la surface métallique nécessite un certain défocalisation pour obtenir le meilleur effet de gravure. Le défocalisation de la gravure en aluminium et en laiton est de -3 mm, et le défocalisation de la gravure en acier inoxydable et en acier au carbone est de -2 mm.

02 L'effet de la largeur d'impulsion sur la profondeur de la sculpture 

Grâce aux expériences ci-dessus, la quantité optimale de défocus de RFL-100M en gravure profonde avec différents matériaux est obtenue. Utilisez la quantité optimale de défocus, modifiez la largeur d'impulsion et la fréquence correspondante dans les paramètres initiaux, et d'autres paramètres restent inchangés.

Cela est principalement dû au fait que chaque largeur d'impulsion du laser RFL-100M a une fréquence fondamentale correspondante. Lorsque la fréquence est inférieure à la fréquence fondamentale correspondante, la puissance de sortie est inférieure à la puissance moyenne, et lorsque la fréquence est supérieure à la fréquence fondamentale correspondante, la puissance de crête diminuera. Le test de gravure doit utiliser la plus grande largeur d'impulsion et la plus grande capacité de test, la fréquence de test est donc la fréquence fondamentale, et les données de test pertinentes seront décrites en détail dans le test suivant.

La fréquence fondamentale correspondant à chaque largeur d'impulsion est: 240 ns ， 10 kHz 、 160 ns ， 105 kHz 、 130 ns ， 119 kHz 、 100 ns ， 144 khz 、 58 ns khz。carry sur le test de gravure à travers l'impulsion et la fréquence ci-dessus, le résultat du test est illustré à la figure 2Figure 2 Comparaison de l'effet de la largeur d'impulsion sur la profondeur de gravure

On peut voir dans le graphique que lorsque RFL-100M est graveur, à mesure que la largeur d'impulsion diminue, la profondeur de gravure diminue en conséquence. La profondeur de gravure de chaque matériau est la plus grande à 240 ns. Cela est principalement dû à la diminution de l'énergie d'impulsion unique due à la réduction de la largeur d'impulsion, ce qui réduit à son tour les dommages à la surface du matériau métallique, entraînant la profondeur de gravure de plus en plus petite.

03 Influence de la fréquence sur la profondeur de gravure

Grâce aux expériences ci-dessus, la meilleure quantité de défocalisation et la largeur d'impulsion de RFL-100M lorsque la gravure avec différents matériaux est obtenue. Utilisez la meilleure quantité de défocalisation et la largeur d'impulsion pour rester inchangée, modifier la fréquence et tester l'effet de différentes fréquences sur la profondeur de gravure. Les résultats du test comme le montre la figure 3.

Figure 3 Comparaison de l'influence de la fréquence sur la sculpture profonde des matériaux

On peut voir à partir du graphique que lorsque le laser RFL-100M est de gravure divers matériaux, à mesure que la fréquence augmente, la profondeur de gravure de chaque matériau diminue en conséquence. Lorsque la fréquence est de 100 kHz, la profondeur de gravure est la plus grande et la profondeur de gravure maximale de l'aluminium pur est de 2,43. mm, 0,95 mm pour le laiton, 0,55 mm pour l'acier inoxydable et 0,36 mm pour l'acier au carbone. Parmi eux, l'aluminium est le plus sensible aux changements de fréquence. Lorsque la fréquence est de 600 kHz, la gravure profonde ne peut pas être effectuée à la surface de l'aluminium. Alors que le laiton, l'acier inoxydable et l'acier au carbone sont moins affectés par la fréquence, ils montrent également une tendance à la diminution de la profondeur de gravure avec une fréquence croissante.

04 Influence de la vitesse sur la profondeur de gravure

Figure 4 Comparaison de l'effet de la vitesse de sculpture sur la profondeur de la sculpture

On peut voir dans le tableau que à mesure que la vitesse de gravure augmente, la profondeur de gravure diminue en conséquence. Lorsque la vitesse de gravure est de 500 mm / s, la profondeur de gravure de chaque matériau est la plus grande. Les profondeurs de gravure de l'aluminium, du cuivre, de l'acier inoxydable et de l'acier au carbone sont respectivement: 3,4 mm, 3,24 mm, 1,69 mm, 1,31 mm.

05 L'effet du remplissage d'espacement sur la profondeur de gravure

Figure 5 L'effet de la densité de remplissage sur l'efficacité de la gravure

On peut voir à partir du graphique que lorsque la densité de remplissage est de 0,01 mm, les profondeurs de gravure de l'aluminium, du laiton, de l'acier inoxydable et de l'acier au carbone sont toutes maximales, et la profondeur de gravure diminue à mesure que l'écart de remplissage augmente; L'espacement de remplissage augmente de 0,01 mm dans le processus de 0,1 mm, le temps nécessaire pour compléter 100 gravures est progressivement raccourci. Lorsque la distance de remplissage est supérieure à 0,04 mm, la plage de temps de raccourcissement est considérablement réduite.

En conclusion

Grâce aux tests ci-dessus, nous pouvons obtenir les paramètres de processus recommandés pour la sculpture profonde de différents matériaux métalliques en utilisant RFL-100M: