Հաստության դասակարգում. մշակման հնարավորությունների սահմանում
Պողպատե ափսեի հաստությունը լազերային կտրման իրագործելիության հիմնական որոշիչն է, որն ուղղակիորեն ազդում է սարքավորումների պահանջների, կտրման արագության, եզրերի որակի և արտադրության ընդհանուր արժեքի վրա: Պողպատե թիթեղները հիմնականում դասակարգվում են չորս կատեգորիաների՝ հիմնված հաստության վրա՝ բարակ թիթեղներ (4 մմ-ից պակաս), միջին թիթեղներ (4–20 մմ), հաստ թիթեղներ (20–60 մմ) և չափազանց հաստ թիթեղներ (60 մմ-ից ավելի): Լազերային կտրման համար պողպատե թիթեղների մշակման նախընտրելի շրջանակը սովորաբար տարածվում է մինչև 20 մմ, իսկ որոշակի հանգամանքներում թույլատրվում է մինչև 25 մմ: Բարձր հզորությամբ օպտիկամանրաթելային լազերային համակարգերը, հատկապես նրանք, որոնք գերազանցում են 20 կՎտ-ը, առաջ են մղել այս սահմանը` հասնելով մինչև 70 մմ ածխածնային պողպատի կտրման օպտիմալ հաստության: Այնուամենայնիվ, շարունակական արտադրության արդյունավետության և կտրվածքի որակի համար 50 մմ-ից ավելի հաստությամբ պողպատե թիթեղների մշակումը սովորաբար խորհուրդ չի տրվում: Այս դասակարգումը հասկանալը կարևոր է յուրաքանչյուր նախագծի համար ճիշտ սարքավորումներն ու պարամետրերը նշելու համար, քանի որ հաստությունն ուղղակիորեն ազդում է օժանդակ գազի ընտրության, կիզակետային դիրքի, կտրման արագության և ակնկալվող հանդուրժողականությունների վրա:
Լազերային կտրման համար նյութի հատուկ հաստության բնութագրեր
Պողպատի տարբեր դասարաններ ցուցաբերում են լազերային կտրման հստակ բնութագրեր՝ ջերմային հաղորդունակության, արտացոլման և քիմիական կազմի տատանումների պատճառով: համար Ածխածնային պողպատի (մեղմ պողպատի) լազերային կտրման համար իդեալական հաստության միջակայքը մինչև 10 մմ է, իսկ առավելագույն գործնական հաստությունը օպտիմալ պայմաններում հասնում է 13 մմ-ի: Բարձր հզորության համակարգերը կարող են մշակել մինչև 25 մմ կամ ավելի ածխածնային պողպատ, սակայն արագության և որակի պահպանման իդեալական միջակայքը մնում է զգալիորեն ավելի նեղ: Չժանգոտվող պողպատն ավելի մեծ մարտահրավերներ է ներկայացնում իր բարձր արտացոլման և ջերմային հաղորդունակության պատճառով. ASTM 304 չժանգոտվողի իդեալական հաստությունը մինչև 4 մմ է, առավելագույն հաստությունը՝ մոտ 6 մմ: Ընդլայնված մանրաթելային լազերային համակարգերը կարող են մշակել չժանգոտվող պողպատ մինչև 20 մմ կամ ավելի, սակայն կտրման արագությունը զգալիորեն նվազում է, երբ հաստությունը մեծանում է: Ալյումինի և ալյումինի համաձուլվածքները , որոնք հայտնի են իրենց բարձր արտացոլմամբ, պահանջում են մասնագիտացված լազերային աղբյուրներ, որոնք պաշտպանում են հետևի անդրադարձումներից. Կառուցվածքային ալյումինի իդեալական հաստությունը մինչև 3 մմ է, առավելագույնը մոտ 5 մմ: Բարձր հզորությամբ օպտիկամանրաթելային լազերները կարող են կտրել ալյումինը մինչև 18 մմ կամ ավելի հաստությամբ՝ կախված համաձուլվածքից և օժանդակ գազից: Օժանդակ գազի ընտրությունը հավասարապես կարևոր է. թթվածինը օգտագործվում է ածխածնային պողպատի համար՝ էկզոթերմային օքսիդացման միջոցով կտրումը ուժեղացնելու համար, մինչդեռ ազոտը կամ օդը խորհուրդ է տրվում չժանգոտվող պողպատի և ալյումինի համար՝ մաքուր, առանց օքսիդացման եզրեր ստանալու համար:
Լազերային էներգիայի պահանջները ըստ հաստության
Լազերային հզորության և կտրման հաստության միջև կապը հետևում է մոտավորապես գծային առաջընթացին, ավելի մեծ հզորությամբ պահանջվում է լիարժեք ներթափանցում հասնելու և ավելի հաստ նյութերի վրա կտրելու ընդունելի արագություն պահպանելու համար: Ածխածնային պողպատի համար 500 Վտ օպտիկամանրաթելային լազերը կարող է կտրել մինչև 6 մմ, 1000 Վտ հզորությամբ բռնակներ՝ 6–12 մմ, 2000 Վտ պրոցեսները՝ 14–18 մմ, իսկ 3000 Վտ հզորությունը հասնում է 18–22 մմ: Չժանգոտվող պողպատի համար 500 Վտ-ը կտրում է 1–3 մմ, 1000 Վտ հզորությունը՝ 3–5 մմ, 2000 Վտ պրոցեսները՝ 6–8 մմ, իսկ 3000 Վտ հզորությունը հասնում է 8–12 մմ: Որպես գործնական կանոն, մոտավորապես մեկ կիլովատ լազերային հզորություն է պահանջվում մաքուր կտրվածքի հաստության մեկ միլիմետրի համար: Միջին հաստության (6–12 մմ) թիթեղների համար առաջարկվող լազերային հզորությունը 4000–6000 Վտ է։ Հաստ թիթեղները (13 մմ և ավելի) պահանջում են 4000 Վտ կամ ավելի բարձր՝ հուսալի լիարժեք ներթափանցում ստանալու համար: Կտրման արագությունը հակադարձ հարաբերակցություն ունի հաստության հետ. հաստ նյութերը պահանջում են սնուցման նվազեցված արագություն՝ լիարժեք ներթափանցման համար, մինչդեռ բարակ թիթեղները արագ են աշխատում՝ առանց որակի կորստի թողունակությունը բարձրացնելու համար: Օրինակ, 20 կՎտ հզորությամբ լազերային կտրող մեքենան կարող է հասնել արդյունավետության զգալի բարելավման, երբ 30 կՎտ հզորությամբ համակարգը կտրում է 50 մմ ածխածնային պողպատը 88% ավելի արագ, քան 20 կՎտ համակարգը: Համապատասխան լազերային հզորության ընտրությունը պետք է հավասարակշռի պահանջվող հաստությունը, ցանկալի արտադրական թողունակությունը և կապիտալ սարքավորումների ծախսերը:
Չափային հանդուրժողականություններ և եզրերի որակ ըստ հաստության միջակայքի
Լազերային կտրված պողպատե թիթեղների չափերի հասանելի ճշգրտությունը զգալիորեն տարբերվում է ըստ հաստության, քանի որ լազերային ճառագայթը լայնանում է նյութի միջով անցնելիս: Մինչև 3 մմ հաստությամբ մեղմ պողպատի համար ± 0,004 դյույմ (0,1 մմ) բնորոշ հանդուրժողականությունը հասանելի է եզրերի գերազանց որակով: 3–6 մմ հաստության համար ±0,006 դյույմ (0,15 մմ) թույլատրելիությունը բնորոշ է եզրերի լավ որակով: 6–12 մմ հաստության դեպքում թույլատրելիությունը մեծանում է մինչև ± 0,010 դյույմ (0,25 մմ) եզրերի արդար որակով: 12–25 մմ հաստության համար սպասվում է ±0,020 դյույմ (0,5 մմ) թույլատրելիություն՝ կոպիտ եզրի որակով: Չժանգոտվող պողպատը հետևում է նմանատիպ օրինաչափություններին. 0,5–3 մմ-ը հասնում է ±0,004 դյույմ (0,1 մմ) եզրերի գերազանց որակով, մինչդեռ 3–10 մմ-ը հասնում է ±0,008 դյույմ (0,2 մմ) եզրերի լավ որակով: Կերֆի լայնությունը՝ նյութը, որը հեռացվում է լազերային ճառագայթով, սովորաբար տատանվում է 0,006-ից մինչև 0,012 դյույմ (0,15–0,3 մմ) մանրաթելային լազերների համար: Եզրերի որակը վատթարանում է աճող հաստությամբ. 3 մմ-ից ցածր բարակ պողպատը ստեղծում է հարթ, գրեթե առանց փորվածքների եզրեր, որոնք պահանջում են քիչ հետմշակում; միջին չափի պողպատը (3–10 մմ) ներքևի եզրին ցույց է տալիս թեթև կոշտություն, որը պահանջում է թեթև փխրունություն; 10 մմ-ից ավելի հաստ պողպատը ցույց է տալիս նկատելի կոն և կոշտություն, իսկ մուտքի կողմն ավելի լայն է, քան ելքի կողմը: Մեղմ պողպատի մանրաթելային լազերային կտրման համար ջերմային ազդեցության գոտին (HAZ) սովորաբար տատանվում է 0,005-ից մինչև 0,010 դյույմ (0,13–0,25 մմ): Հաստ մասերի վրա քառակուսի եզրեր կամ չափազանց ամուր հանդուրժողականություն պահանջող կիրառությունների համար այլընտրանքային գործընթացները, ինչպիսիք են CNC հաստոցները, կարող են ավելի նպատակահարմար լինել:
Ստանդարտ հաստության հանդուրժողականություն և դիզայնի նկատառումներ
Ի հավելումն լազերային կտրման հնարավորությունների, բազային նյութն ինքնին պետք է համապատասխանի սահմանված հաստության հանդուրժողականությանը: ASTM A6/A6M-ը տրամադրում է ընդհանուր պահանջներ գլանվածքի կառուցվածքային պողպատե ձողերի, թիթեղների, ձևերի և թիթեղների կույտերի համար՝ նշելով հաստության, լայնության և երկարության ծավալային հանդուրժողականությունը: Այս հանդուրժողականությունները տարբերվում են ըստ հաստության միջակայքի, երբ ափսեները մոտավորապես 5 մմ-ից մինչև 200 մմ են, որոնք ծածկված են ստանդարտով: A36 պողպատե սալերի համար հաստության հանդուրժողականությունը սահմանվում է ASTM A6/A6M-ով` հիմնվելով նշված հաստության և ափսեի լայնության վրա: Դիզայներները պետք է հաշվի առնեն և՛ բազային նյութի հաստության հանդուրժողականությունը, և՛ կտրման հանդուրժողականությունը՝ վերջնական մասերի չափերը նշելիս: Բացի այդ, առանձնահատկությունների նվազագույն չափերը սահմանափակվում են թիթեղների հաստությամբ. մինչև 5 մմ պողպատի համար խորհուրդ է տրվում անցքի նվազագույն տրամագիծը 15 մմ; 6–15 մմ հաստության համար, 18 մմ; իսկ 20–25 մմ հաստության դեպքում՝ 20–25 մմ համապատասխանաբար։ Նվազագույն ճկման շառավիղը և անցքերի տեղադրությունը՝ հարաբերական ճկման գծերին, նույնպես պետք է հաշվի առնել, քանի որ ծալվող գծերին շատ մոտ տեղադրված անցքերը կդեֆորմացվեն հետագա ձևավորման աշխատանքների ժամանակ: Այս սպեցիֆիկացիայի և հաստության պարամետրերի ըմբռնումը ինժեներներին և գնումների մասնագետներին հնարավորություն է տալիս օպտիմիզացնել մասերի դիզայնը արտադրելիության համար, ընտրել համապատասխան սարքավորում և հաստատել լազերային կտրվածքով պողպատե բաղադրիչների որակի իրատեսական ակնկալիքներ:
