Bunúsacha Gearradh Léasair agus a Chóras Próiseála —Trealamh Gearrtha Léasair

II. Comhdhéanamh Trealamh Gearrtha Léasair

2.1 Comhpháirteanna agus Prionsabal Oibre Meaisín Gearrtha Léasair

Is éard atá i meaisín gearrtha léasair ná astóir léasair, ceann gearrtha, tionól tarchuir bhíoma, tábla oibre uirlisí meaisín, córas rialaithe uimhriúil (NC), ríomhaire (crua-earraí agus bogearraí), fuaraitheoir, sorcóir gáis sciath, bailitheoir deannaigh, agus triomadóir aeir.

Gineadóir Léasair

Is gléas é an gineadóir léasair a tháirgeann foinsí solais léasair. I gcás feidhmeanna gearrtha léasair, glacann formhór na meaisíní le léasair gháis CO₂ a bhfuil éifeachtúlacht chomhshó leictrea-optúil ard agus aschur cumhachta ard acu, seachas i gcásanna áirithe ina n-úsáidtear léasair stáit sholadaigh YAG. Níl gach léasar oiriúnach le haghaidh gearrtha, toisc go bhforchuireann gearradh léasair ceanglais dhian maidir le cáilíocht bhíoma.
Ceann Gearrtha

Is éard atá ann den chuid is mó comhpháirteanna ar nós nozzle, lionsa fócais, agus córas rianaithe fócais.

Úsáidtear gléas tiomána an cheann gearrtha chun an ceann gearrtha a thiomáint feadh an ais-Z de réir clár réamhshocraithe. Tá mótar servo agus páirteanna tarchurtha cosúil le scriúnna luaidhe nó giaranna ann.

(1) Soic: Tá trí phríomhchineál soic ann: cineál comhthreomhar, cineál comhtháite, agus cineál cónúil.

(2) Lionsa Dírithe: Chun gearradh a dhéanamh ag baint úsáide as fuinneamh bhíoma léasair, ní mór an bhíoma bunaidh a astaítear ón léasar a dhíriú trí lionsa chun spota solais le dlús ard fuinnimh a chruthú. Tá lionsaí fad fócasach meánach agus fada oiriúnach le haghaidh gearradh plátaí tiubha agus tá ceanglais níos ísle acu maidir le cobhsaíocht spásála an chórais rianaithe. Níl lionsaí fad fócasach gearr oiriúnach ach le haghaidh plátaí tanaí faoi bhun 3 mm a ghearradh; tá ceanglais dhiana acu maidir le cobhsaíocht spásála an chórais rianaithe ach is féidir leo an chumhacht aschuir léasair atá ag teastáil a laghdú go suntasach.

(3) Córas Rianaithe: Is éard atá i gcóras rianaithe fócais meaisín gearrtha léasair ceann gearrtha fócais agus córas braiteora rianaithe go ginearálta. Comhtháthaíonn an ceann gearrtha feidhmeanna treorach agus fócasaithe bhíoma, fuarú uisce, séideadh gáis, agus coigeartú meicniúil.

Tá an braiteoir comhdhéanta d'eilimintí braite agus d'aonad rialaithe aimplithe. Bíonn córais rianaithe éagsúil go hiomlán ag brath ar an gcineál eilimintí braite. Tá dhá phríomhchineál ar fáil: ceann amháin is ea an córas rianaithe braiteora toilleasach, ar a dtugtar an córas rianaithe neamh-theagmhála freisin; an ceann eile is ea an córas rianaithe braiteora ionduchtaigh, ar a dtugtar an córas rianaithe teagmhála freisin.
Tionól Tarchuir Bhíoma

Cosán Optúil Seachtrach: Úsáidtear scátháin fhrithchaiteacha chun an bhíoma léasair a threorú sa treo atá ag teastáil. Chun mífheidhmeanna sa chosán bhíoma a chosc, tá gach scáthán frithchaiteach cosanta ag sciatha, agus tugtar isteach gás sciatha glan brú dearfach chun na scátháin a choinneáil saor ó thruailliú. Is féidir le lionsa ardfheidhmíochta bhíoma neamh-imreasach a dhíriú ar spota an-bheag. Úsáidtear lionsa le fad fócasach 5.0-orlach go coitianta, agus ní bhaineann lionsa 7.5-orlach ach le hábhair atá níos tibhe ná 12 mm a ghearradh.
Tábla Oibre Uirlisí Meaisín

Príomhchorp Meaisín: An chuid uirlisí meaisín denmeaisín gearrtha léasairis é an chuid mheicniúil a bhaineann le gluaiseacht aiseanna X, Y, agus Z, lena n-áirítear an t-ardán oibre gearrtha.
Córas Rialaithe Uimhriúil

Rialaíonn an córas NC an uirlis mheaisín chun gluaiseachtaí ais X, Y, Z a bhaint amach agus rialaíonn sé cumhacht aschuir an léasair ag an am céanna.
Córas Fuarú

Aonad Fuaraitheora: Úsáidtear é chun an gineadóir léasair a fhuarú. Is gléas é léasar a thiontaíonn fuinneamh leictreach ina fhuinneamh solais. Mar shampla, is gnách go mbíonn éifeachtúlacht chomhshó léasair gáis CO₂ 20%, agus déantar an fuinneamh atá fágtha a thiontú ina theas. Baintear teas breise le huisce fuaraithe chun gnáthoibriú an ghineadóra léasair a choinneáil. Fuarann an t-aonad fuaraithe scátháin an chosáin optúil sheachtraigh agus lionsaí fócais an uirlis mheaisín freisin, rud a chinntíonn cáilíocht tharchuir bhíoma chobhsaí agus a chuireann cosc éifeachtach ar dhífhoirmiú nó scoilteadh lionsa mar gheall ar róthéamh.
Sorcóirí Gáis

Áirítear le sorcóirí gáis sorcóirí meán oibre agus sorcóirí gáis chúnta don mheaisín gearrtha léasair, a úsáidtear chun gáis thionsclaíocha a fhorlíonadh le haghaidh luaineacht léasair agus gáis chúnta a sholáthar don cheann gearrtha.
Córas Bainte Deannaigh

Baintear deatach agus deannach a ghintear le linn próiseála leis agus déantar cóireáil scagacháin leis chun a chinntiú go gcomhlíonann astaíochtaí gáis sceite caighdeáin chosanta comhshaoil.
Triomadóir Fuarú Aeir & Scagaire

Soláthraíonn sé aer glan, tirim don ghineadóir léasair agus don chonair bhíoma, ag cothabháil gnáthoibriú chonair an bhíoma agus na scáthán frithchaiteach.

2.2 Tóirse Gearrtha le haghaidh Gearradh Léasair

Taispeántar léaráid struchtúrach tóirse gearrtha le haghaidh gearradh léasair thíos. Tá sé comhdhéanta den chuid is mó de chorp tóirse, lionsa fócais, scáthán frithchaiteach, agus soic gáis chúnta. Le linn gearradh léasair, ní mór don tóirse gearrtha na ceanglais seo a leanas a chomhlíonadh:

① Is féidir leis an tóirse sreabhadh gáis leordhóthanach a scaoileadh.

② Ní mór treo eisilte an gháis taobh istigh den tóirse a bheith comhaiseach le hais optúil an scátháin fhrithchaiteach.

③ Is féidir fad fócasach an tóirse a choigeartú go héasca.

④ Le linn gearradh, níor cheart go ndéanfadh gal miotail ná splancscáileanna ón miotal gearrtha damáiste don scáthán frithchaiteach.

Déantar gluaiseacht an tóirse gearrtha a choigeartú le córas gluaisne NC. Tá trí chás ann maidir leis an ngluaiseacht choibhneasta idir an tóirse gearrtha agus an píosa oibre:

① Fanann an tóirse ina stad agus an píosa oibre ag bogadh tríd an mbord oibre — oiriúnach go príomha do phíosaí oibre beaga.

② Fanann an píosa oibre ina stad agus an tóirse ag bogadh.

③ Bogann an tóirse agus an tábla oibre araon ag an am céanna.

2.2.1 Ceann Gearrtha

Tá ceann gearrtha léasair suite ag deireadh an chórais tarchurtha bhíoma, ina bhfuil lionsa fócais agus soic gearrtha.

Déantar lionsaí fócais a aicmiú de réir fad fócais den chuid is mó. Tá roinnt cinn gearrtha le faid fócais éagsúla feistithe ar an gcuid is mó de threalamh gearrtha léasair. Ag glacadh gearradh léasair CO₂ mar shampla, is iad na faid fócais choitianta ná 127 mm (5 orlach) agus 190 mm (7.5 orlach). Táirgeann lionsa fad fócais gearr spota fócais beag agus doimhneacht fócais gearr, rud a chabhróidh le leithead an ghearra a laghdú agus gearrthacha níos míne a bhaint amach. Táirgeann lionsa fad fócais fada spota fócais níos mó agus doimhneacht fócais níos faide. I gcomparáid le lionsaí fad fócais gearr, is féidir le lionsaí fad fócais fada bhíoma fócais a sholáthar le dlús fuinnimh léasair atá leordhóthanach le haghaidh próiseáil ábhair in aice leis an bpointe fócais. Dá bhrí sin, úsáidtear lionsaí fad fócais gearr den chuid is mó le haghaidh gearradh cruinn plátaí tanaí, agus tá lionsaí fad fócais fada ag teastáil le haghaidh ábhair níos tibhe chun doimhneacht fócais leordhóthanach a fháil, rud a chinntíonn éagsúlacht íosta i dtrastomhas an spota agus dlús cumhachta leordhóthanach laistigh den raon tiús gearrtha.

Úsáidtear lionsaí fócasaithe chun an bhíoma léasair comhthreomhar a théann isteach sa tóirse gearrtha a fhócasú, rud a bhaintear amach méid spota níos lú agus dlús cumhachta níos airde. Déantar lionsaí as ábhair ar féidir leo tonnfhad an léasair a tharchur. Úsáidtear gloine optúil go coitianta le haghaidh léasair soladstaide, agus glactar le hábhair ar nós ZnSe, GaAs, agus Ge le haghaidh léasair gháis CO₂ (ós rud é nach bhfuil gloine gnáth trédhearcach do bhíomaí léasair CO₂), agus is é ZnSe an ceann is forleithne a úsáidtear ina measc.

I gcás gearradh léasair, is inmhianaithe trastomhas an phointe fócais a íoslaghdú chun dlús cumhachta a mhéadú agus gearradh ardluais a chumasú. Mar sin féin, bíonn doimhneacht fócais níos lú mar thoradh ar fhad fócais lionsa níos giorra, rud a fhágann go bhfuil sé deacair dromchla gearrtha ingearach a bhaint amach agus plátaí tiubha á ngearradh. Ina theannta sin, laghdaíonn fad fócais níos giorra an fad idir an lionsa agus an píosa oibre, rud a mhéadaíonn an baol go ndéanfaí an lionsa a thruailliú ag splancscáileanna leáite le linn gearradh agus a théann i bhfeidhm ar ghnáthoibriú. Dá bhrí sin, ba cheart an fad fócais cuí a chinneadh go cuimsitheach bunaithe ar fhachtóirí amhail tiús gearrtha agus ceanglais cháilíochta gearrtha.

2.2.2 Scáthán Frithchaiteach

Is é feidhm an scátháin fhrithchaiteach treo an bhíoma a astaítear ón léasar a athrú. I gcás bhíomaí ó léasair soladstaide, is féidir scátháin fhrithchaiteacha déanta as gloine optúil a úsáid. I gcodarsnacht leis sin, is gnách go mbíonn scátháin fhrithchaiteacha i bhfeistí gearrtha léasair gáis CO₂ déanta as copar nó miotail a bhfuil ard-fhrithchaiteacht acu. Chun damáiste de bharr róthéamh ó radaíocht léasair le linn oibríochta a chosc, is gnách go mbíonn scátháin fhrithchaiteacha fuaraithe le huisce.

2.2.3 Sóip

Úsáidtear an soic chun gás cúnta a spraeáil isteach sa chrios gearrtha, agus bíonn tionchar áirithe ag a struchtúr ar éifeachtúlacht agus cáilíocht gearrtha. Taispeánann Fíor 4.11 cruthanna coitianta soic le haghaidh gearradh léasair; áirítear ar chruthanna oscailtí an tsoic cineálacha sorcóireacha, cónúla, agus intéirreacha-imréitigh.

De ghnáth, déantar cinneadh ar rogha an tsoc trí thástálacha bunaithe ar ábhar agus tiús an phíosa oibre, agus brú an gháis chúnta. De ghnáth, glacann gearradh léasair le soic chomhaiseacha (áit a bhfuil sreabhadh an gháis comhaiseach leis an ais optúil). Mura bhfuil sreabhadh an gháis agus bhíoma an léasair comhaiseach, is dócha go dtarlóidh splancscáil iomarcach le linn gearradh. Ba chóir go mbeadh balla istigh oscailt an tsoc réidh chun sreabhadh gáis gan bhac a chinntiú agus suaitheadh a sheachaint a d'fhéadfadh difear a dhéanamh do cháilíocht an ghearrtha. Chun cobhsaíocht ghearradh a chinntiú, ba chóir an fad idir aghaidh dheireadh an tsoc agus dromchla an phíosa oibre a íoslaghdú, de ghnáth idir 0.5 mm agus 2.0 mm. Caithfidh trastomhas oscailt an tsoc ligean don bhíoma léasair dul tríd go réidh, rud a choscann an bhíoma ó theagmháil a dhéanamh le balla istigh an ghearrtha. Dá lú trastomhas an ghearrtha, is deacra an bhíoma a chomhlíniú. I gcás brú gáis chúnta ar leith, tá raon is fearr de thrastomhas oscailt an tsoc ann. Cuirfidh oscailt róbheag nó rómhór bac ar bhaint táirgí leáite ón ghearrtha agus cuirfidh sé isteach ar luas an ghearrtha.

Léirítear tionchar thrastomhas oscailt an tsóic ar luas gearrtha faoi chumhacht léasair sheasta agus brú gáis chúnta i bhFíor 4.12 agus 4.13. Is léir go bhfuil trastomhas oscailte an tsóic is fearr ann a bhaineann an luas gearrtha uasta amach. Is é an luach is fearr seo ná thart ar 1.5 mm beag beann ar cibé an ocsaigin nó argón a úsáidtear mar an ngás cúnta.

Léiríonn tástálacha ar ghearradh léasair ar chóimhiotail chrua (atá deacair a ghearradh) go bhfuil an trastomhas is fearr is féidir don oscailt soic an-ghar do na torthaí thuas, mar a léirítear i bhFíor 4.14. Bíonn tionchar ag trastomhas oscailt an tsoic ar leithead na scáile agus ar leithead na crios teasa (HAZ) freisin. Mar a thaispeántar i bhFíor 4.15, de réir mar a mhéadaíonn trastomhas oscailt an tsoic, méadaíonn leithead na scáile agus caolaíonn leithead an HAZ. Is é an phríomhchúis le caolú an HAZ ná an éifeacht fuaraithe feabhsaithe atá ag sreabhadh an gháis chúnta ar an ábhar bonn sa chrios gearrtha.

2.3 Paraiméadair Trealamh Gearrtha Léasair

2.3.1 Trealamh Gearrtha Tóirse-Thiomáinte

I dtrealamh gearrtha tiomáinte ag tóirse, bíonn an tóirse gearrtha suite ar dhroichead soghluaiste agus bogann sé go cothrománach feadh bhíoma an droichid (ais-Y). Tiomáineann an droichead an tóirse chun bogadh feadh an ais-X, agus an píosa oibre socraithe ar an mbord oibre. Ós rud é go bhfuil an léasar agus an tóirse gearrtha socraithe ar leithligh, bíonn tionchar ag an bpróiseas gearrtha ar shaintréithe tarchuir an léasair, ar an gcomhthreomhar feadh threo scanadh an bhíoma, agus ar chobhsaíocht na scáthán frithchaiteach.

Is féidir le trealamh gearrtha faoi thiomáint tóirse píosaí oibre móra a phróiseáil. Glacann sé achar urláir sách beag don chrios táirgthe gearrtha agus is féidir é a chomhtháthú go héasca le trealamh eile chun líne táirgthe a fhoirmiú. Mar sin féin, níl ach ±0.04 mm ina chruinneas suímh.

Taispeántar struchtúr tipiciúil trealaimh gearrtha faoi thiomáint tóirse i bhFíor 4.19. Glactar le meaisín gearrtha léasair CO₂ tonn leanúnach, agus an fad ón léasar go dtí an tóirse gearrtha 18 m. Chun a chinntiú nach gcuireann an t-athrú i dtrastomhas an bhíoma thar an bhfad tarchuir seo isteach ar oibríochtaí gearrtha, ní mór an teaglaim de scátháin ocsaileora a dhearadh go cúramach.

Is iad seo a leanas príomhpharaiméadair theicniúla trealaimh ghearrtha faoi thiomáint tóirse:

Cumhacht Aschuir Léasair: 1.5 kW (mód aonair), 3 kW (ilmhód)
Stróc an Tóirse: Ais-X 6.2 m, Ais-Y 2.6 m
Luas Tiomána: 0–10 m/nóim (inchoigeartaithe)
Stróc Snámhach Ais-Z an Tóirse: 150 mm
Luas Coigeartaithe Ais-Z an Tóirse: 300 mm/nóim
Uasmhéid an Phláta Cruach Próiseáilte: 12 mm × 2400 mm × 6000 mm
Córas Rialaithe: Mód Rialaithe NC Comhtháite

2.3.2 Trealamh Gearrtha Tiomáinte ag Bord XY

Sa trealamh gearrtha tiomáinte ag tábla XY, socraítear an tóirse gearrtha ar an bhfráma, agus cuirtear an píosa oibre ar an mbord gearrtha. Bogann an tábla gearrtha feadh na n-aiseanna X agus Y de réir orduithe NC, le luas tiomána inchoigeartaithe a bhíonn idir 0–1 m/nóim nó 0–5 m/nóim de ghnáth. Ós rud é go bhfanann an tóirse gearrtha ina stad i gcoibhneas leis an bpíosa oibre, laghdaíonn sé an tionchar ar ailíniú agus ar lárú bhíoma léasair le linn an phróisis gearrtha, rud a chinntíonn feidhmíocht gearrtha aonfhoirmeach agus chobhsaí. Nuair a bhíonn tábla gearrtha beagmhéide a bhfuil cruinneas meicniúil ard ann, baintear cruinneas suímh de ±0.01 mm amach ag an meaisín aguscruinneas gearrtha den scoth, rud a fhágann go bhfuil sé oiriúnach go háirithe le haghaidh gearradh beacht comhpháirteanna beaga. Ina theannta sin, tá boird gearrtha níos mó le stróc ais-X de 2300–2400 mm agus stróc ais-Y de 1200–1300 mm ar fáil chun píosaí oibre móra a phróiseáil.

Is iad seo a leanas príomhpharaiméadair theicniúla an trealaimh ghearrtha atá á thiomáint ag tábla XY:

Foinse Léasair: léasar gáis CO₂ (cineál feadáin dhírigh leathdhúnta)
Soláthar Cumhachta Léasair: Voltas ionchuir 200 VAC; Voltas aschuir 0–30 kV; Uasmhéid srutha aschuir 100 mA
Cumhacht Aschuir Léasair: 550 W
Stróc an Tábla Gearrtha: Ais-X 2300 mm, Ais-Y 1300 mm
Luas Tiomána an Bhoird Ghearrtha (Inchoigeartaithe céim ar chéim): 0.4–5.0 m/nóim, 0.2–2.5 m/nóim, 0.1–1.3 m/nóim, 0.05–0.6 m/nóim
Stróc Snámhach Ais-Z an Tóirse: 180 mm
Uasmhéid an Phláta Próiseáilte: 6 mm × 1300 mm × 2300 mm
Córas Rialaithe: Mód Rialaithe Uimhriúil (NC)

2.3.3 Trealamh Gearrtha Dé-thiomáinte (Tóirse & Bord)

Tá an trealamh gearrtha dé-thiomáinte (tóirse & bord) idir na meaisíní gearrtha tiomáinte ag tóirse agus na meaisíní gearrtha tiomáinte ag bord XY ó thaobh dearaidh de. Tá an tóirse gearrtha suite ar dhroichead agus bogann sé go cothrománach feadh bhíoma an droichid (ais-Y), agus tiomáintear an bord gearrtha go fadaimseartha. Comhcheanglaíonn an dearadh hibrideach seo buntáistí cruinneas gearrtha ard agus éifeachtúlacht coigilte spáis. Le cruinneas suímh de ±0.01 mm agus raon luais gearrtha inchoigeartaithe de 0–20 m/nóim, tá sé ar cheann de na meaisíní gearrtha is mó a úsáidtear ar an margadh. Cuireann samhlacha níos mó den mheaisín seo stróc ais-Y de 2000 mm agus stróc ais-X de 6000 mm ar fáil, rud a chuireann ar chumas píosaí oibre móra a ghearradh.

Tá an t-ascaltóir léasair suite ar an droichead taobh leis an tóirse gearrtha. Soláthraíonn an chumraíocht seo cruinneas eisceachtúil agus poill chiorclacha á ngearradh. Tá éifeachtúlacht táirgthe ard ag an meaisín freisin: is féidir leis 46 poll ciorclacha (10 mm ar trastomhas) a ghearradh in aghaidh an nóiméid ar phláta cruach 1 mm ar tiús.

2.3.4 Trealamh Gearrtha Comhtháite

Imeaisín gearrtha comhtháite, tá an fhoinse léasair suiteáilte ar an bhfráma agus bogann sé go fadaimseartha leis, agus tá an tóirse gearrtha comhtháite lena mheicníocht tiomána chun bogadh go cothrománach feadh bhíoma an fhráma. Úsáideann an meaisín rialú uimhriúil chun comhpháirteanna de chruthanna éagsúla a ghearradh. Chun cúiteamh a dhéanamh as an athrú ar fhad an chosáin optúil de bharr gluaiseacht chothrománach an tóirse gearrtha, is gnách go mbíonn modúl coigeartaithe fad an chosáin optúil feistithe. Cinntíonn an modúl seo bhíoma léasair aonchineálach laistigh den limistéar gearrtha agus coinníonn sé cáilíocht chomhsheasmhach dromchla gearrtha.

Am an phoist: 17 Nollaig 2025

Bunúsacha Gearradh Léasair agus a Chóras Próiseála — Trealamh Gearrtha Léasair