CHƢƠNG 4 QUY TRÌNH THIẾT KẾ SẢN PHẨM
4.1 Thiết kế mơ hình sản phẩm
4.1.2 Đầu khắc Laser
*Cụm đầu laser thực hiện chức năng in khắc laser
Đầu laser là thiết bị quan trọng nhất trong máy laser. Tùy vào cơng dụng và ứng dụng ta có nhiều loại đầu laser khác nhau sử dụng nhiều công nghệ khác nhau như công nghệ laser diode, laser fiber và laser CO2 với công suất khắc laser 2W, 4W, 10W, 20W, 30W, 40W, 50W, 70W.. được dùng để khắc laser logo, khắc mã vạch, khắc hoa văn, khắc số seri, khắc tên, khắc ngày tháng, khắc hình ảnh,... lên các vật liệu bằng kim loại, nhựa, g , da, vải...
22
Hình 4.2: Tia laser được ứng dụng nhiều trong cơng nghiệp
Cấu tạo đầu laser để tạo ra tia laser khắc được khá phức tạp nên nhóm sử dụng đầu laser có sẵn trên thị trường. Loại đầu laser dạng diot quang có cơng suất 2000mW vừa có khả năng khắc được chi tiết nhỏ vừa an toàn cho người sử dụng.
23
*Các thơng số kỹ thuật:
Bước sóng laser : 445nm (màu xanh tím) Cơng suất đầu khắc laser: 500mW - 5500mW Chế độ điều khiển: ACC liên tục dòng ổn định Phương pháp làm mát: làm mát khơng khí Điện áp làm việc: 12v
Vỏ vật liệu: nhơm, bề mặt anodized Vỏ diode: đồng
Thấu kính: lớp phủ kính quang học
*Nguyên lý hoạt động:
Nguyên l cơ bản của máy khắc laser về mặt động học hoàn toàn giống máy in 3D. Kết cấu di chuyển cũng là sự tịnh tiến theo ba phương.Tuy nhiên, quá trình đùn nhựa được thay bằng quá trình cắt cắt bằng tia laser có thể được mơ tả như sau.
24
Hình 4.4: Ngun lí hoạt động của đầu khắc Laser
Một chùm tia năng lượng cao được sinh ra bởi máy phát laser s được tập trung lên bề mặt chi tiết gia cơng nhờ hệ thống thấu kính. Chùm tia này đốt nóng vật liệu và tạo nên một vùng vật liệu nóng chảy cục bộ, thường có đường kính nhỏ hơn 0,5mm). Phần vật liệu nóng chảy bị đẩy ra khỏi vùng gia cơng bởi một dịng khí có áp lực cao, đồng trục với chùm tia laser. Đối
25
với một số loại vật liệu thì dịng khí này làm tăng tốc q trình cắt bởi tác động hóa học và l học.
Vùng vật liệu bị nóng chảy cục bộ được di chuyển dọc theo bề mặt chi tiết theo một quỹ đạo và vì thế sinh ra vết cắt. Chuyển động này được có thể thực hiện bằng cách di chuyển chùm tia laser hội tụ nhờ hệ thống gương phản xạ hoặc chuyển động cơ khí tấm vật liệu theo hai phương X-Y trên bàn máy CNC. Cũng có máy thiết kế cả hai loại chuyển động này, khi đó chùm tia laser được di chuyển theo một phương và chi tiết gia công được di chuyển theo phương cịn lại. Các hệ thống tự động hóa hồn tồn cho ph p cắt được các hình dáng 3D.