Dans le domaine de la découpe laser à fibre de précision, la précision de la découpe est l'un des indicateurs clés pour mesurer les performances de l'équipement. En tant que composant central des machines laser à fibre de précision, le système de trajet optique joue un rôle décisif dans la précision de la découpe. Une exploration approfondie de l'impact spécifique de chaque élément du système de trajet optique sur la précision de la découpe est cruciale pour optimiser le processus de découpe et améliorer la qualité du traitement.
La stabilité de la puissance du générateur laser est directement liée à la précision de la découpe. Si la puissance fluctue, l'énergie absorbée par le matériau pendant le processus de découpe sera instable. Par exemple, si la puissance augmente soudainement, cela provoquera une fusion excessive du matériau, élargira le trait de coupe et entraînera une accumulation de scories sur le bord de coupe. Si la puissance diminue soudainement, cela peut entraîner une découpe incomplète et une section transversale de coupe inégale. Prenons l'exemple de la découpe d'une feuille d'acier inoxydable de 0,5 mm d'épaisseur, si la puissance fluctue de ±5 %, la largeur du trait de coupe peut varier entre 0,1 et 0,3 mm, ce qui affecte sérieusement la précision de la découpe.
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La qualité du faisceau généré par le générateur laser, telle que le mode du faisceau et l'angle de divergence, a un impact significatif sur la précision de la découpe. Un faisceau de mode fondamental idéal a une énergie concentrée et peut former un très petit point sur la surface du matériau, permettant une découpe de haute précision. Cependant, un faisceau de mode d'ordre supérieur a une distribution d'énergie relativement dispersée et un point plus grand. Pendant la découpe, l'énergie ne peut pas être concentrée en un seul point, ce qui entraîne un trait de coupe plus large et une diminution de la précision. Par exemple, lors de la découpe de minuscules composants électroniques, le faisceau de mode fondamental peut atteindre une précision de découpe de ±0,01 mm, tandis qu'un faisceau de mode d'ordre supérieur ne peut atteindre qu'une précision de ±0,05 mm.
Il y a une certaine quantité de perte dans la fibre de transmission pendant la transmission du laser. Si la perte de fibre est trop importante, l'énergie laser atteignant la tête de coupe sera considérablement réduite, affectant la capacité de coupe. Pour garantir l'effet de coupe, il est nécessaire soit de réduire la vitesse de coupe, soit d'augmenter la puissance initiale du générateur laser. Cependant, la réduction de la vitesse de coupe affectera l'efficacité de la production, et l'augmentation de la puissance initiale peut affecter la précision de la découpe en raison d'une puissance excessive, entraînant une surface de coupe inégale. Par exemple, lors de la découpe d'acier au carbone de 10 mm d'épaisseur, pour chaque augmentation de 10 % de la perte de fibre, la vitesse de coupe doit être réduite d'environ 20 %, ou la puissance initiale doit être augmentée de 15 %. Ces deux méthodes d'ajustement auront un impact négatif sur la précision de la découpe.
La flexion de la fibre modifiera le trajet de transmission et la qualité du faisceau du laser. Une flexion excessive de la fibre provoquera de multiples réflexions et diffusions du laser à l'intérieur, entraînant une distribution d'énergie inégale du faisceau et une déformation du point. Pendant le processus de découpe, cela provoquera une largeur incohérente du trait de coupe, réduisant la précision de la découpe. Généralement, lorsque le rayon de courbure de la fibre est inférieur à une certaine valeur (par exemple 50 mm), la précision de la découpe sera significativement affectée, et l'écart de la largeur du trait de coupe peut dépasser ±0,05 mm.
La qualité de la lentille de focalisation est directement liée à l'effet de focalisation. Une lentille de focalisation de haute qualité a une surface lisse et des performances optiques stables. Elle peut focaliser avec précision le laser sur une très petite zone de la surface du matériau, concentrant fortement l'énergie, permettant ainsi une découpe de haute précision. Cependant, une lentille de focalisation de mauvaise qualité peut présenter des problèmes tels que l'aberration et l'aberration chromatique, entraînant une focalisation laser imprécise, un point plus grand et une diminution de la précision de la découpe. Par exemple, lors de l'utilisation d'une lentille de focalisation de haute qualité pour couper une feuille d'alliage d'aluminium, la précision de la découpe peut atteindre ±0,03 mm, tandis que lors de l'utilisation d'une lentille de focalisation de mauvaise qualité, la précision peut chuter à ±0,1 mm.
La précision de la position de focalisation est cruciale pour la précision de la découpe. Si la position de focalisation est trop haute ou trop basse, la taille du point sur la surface du matériau changera, affectant la densité d'énergie de coupe. Lorsque la position de focalisation est trop haute, la zone du point augmente, l'énergie est dispersée et le trait de coupe s'élargit. Lorsque la position de focalisation est trop basse, bien que l'énergie soit concentrée, une fusion excessive peut se produire en raison d'une énergie excessive sur la surface du matériau, affectant également la précision de la découpe. Lors de la découpe de matériaux d'épaisseurs différentes, il est nécessaire d'ajuster avec précision la position de focalisation pour garantir la meilleure précision de découpe. Par exemple, lors de la découpe d'une plaque de cuivre de 3 mm d'épaisseur, un écart de position de focalisation de ±0,2 mm provoquera une variation de ±0,05 mm de la largeur du trait de coupe.
La planéité du miroir réfléchissant détermine la précision de la direction de réflexion du laser. Si la surface du miroir réfléchissant est inégale, le laser subira une réflexion irrégulière pendant le processus de réflexion, modifiant le trajet de transmission du laser. En conséquence, le laser reçu par la tête de coupe s'écarte de la position 预定, provoquant une déviation de la trajectoire de coupe et affectant la précision de la découpe. Par exemple, lorsque l'erreur de planéité de surface du miroir réfléchissant atteint ±0,01 mm, la déviation de la trajectoire de coupe peut atteindre ±0,05 mm.
La qualité du revêtement du miroir réfléchissant affecte la réflectivité du laser. Si la qualité du revêtement est médiocre, la réflectivité du laser est faible et une partie de l'énergie est absorbée ou diffusée par le miroir réfléchissant, entraînant une énergie insuffisante atteignant la tête de coupe, affectant l'effet de coupe. En même temps, un revêtement inégal peut également provoquer une distribution d'énergie inégale après la réflexion du laser, entraînant des largeurs incohérentes du trait de coupe et une diminution de la précision de la découpe. Par exemple, lorsque la réflectivité du revêtement passe de 98 % à 90 %, la rugosité de la surface de coupe peut augmenter de 2 à 3 fois, et la précision de la découpe est considérablement réduite.
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