چگونگي تاثير پارامترهاي فرآيند برشكاري ليزري دي اكسيد كربن كم توان بر كيفيت برش قطعات پلي كربنات توليد شده به روش قالب گيري تزريقي

The Effect of Low Power CO2 Laser Cutting Process Parameters on Polycarbonate Cut Quality Produced By Injection Molding

در اين پژوهش تاثير فشار گاز و موقعيت نقطه كانوني بر كيفيت هندسي و صافي سطح شيار برش در برشكاري ليزري قطعات تزريقي پلي كربنات به ضخامت 3.2 ميلي متر با استفاده از ليزر دي اكسيد كربن پيوسته كم توان مورد بررسي قرار گرفته شده است. فشار گاز و موقعيت نقطه كانوني پارامترهاي متغير در تحقيق مي باشند، در حالي كه ساير پارامترها (توان ليزر و سرعت برش كاري) ثابت در نظر گرفته شده اند. آزمايش هاي فشار گاز با تغيير فشار گاز از 0.5 تا 3.5 بار و آزمايش هاي موقعيت نقطه كانوني با تغيير موقعيت نقطه كانوني از 0 تا -4 ميلي متر صورت پذيرفت. كيفيت هندسي برش (عرض بريدگي بالايي، عرض بريدگي پاييني، ميزان مخروطي بودن شيار برش و منطقه متاثر از حرارت بالايي ) و صافي سطح شيار برش به عنوان پارامتر خروجي فرآيند در نظر گرفته شده است. نتايج بدست آمده نشان مي دهد فشارگاز و موقعيت نقطه كانوني تاثير بسزايي دركيفيت درز برش دارد. افزايش فشار گاز و موقعيت نقطه كانوني ليزر عرض بالايي و پاييني را افزايش مي دهد. همچنين نتايج حاكي از آن است كه كاهش موقعيت نقطه كانوني و افزايش فشارگاز باعث كاهش منطقه متاثر از حرارت بالايي مي شود. افزايش فشار گاز باعث كاهش زاويه مخروطي بودن شيار برش مي شود و كاهش موقعيت نقطه كانوني باعث كاهش صافي سطح شيار برش مي شود. مشاهدات نشان داد كه قرارگرفتن موقعيت نقطه كانوني ليزر در عمق قطعه كيفيت برش ليزري را افزايش مي دهد.

In the present study, the effect of gas pressure and laser beam focal plane position (FPP) on the geometry and roughness of kerf quality of the injected polycarbonate with the thickness of 3.2 mm in laser cutting by using low power continuous CO2 laser is investigated. Gas pressure and FPP were variable parameters in this research, while other processing parameters (i.e. laser power and cutting speed) are considered constant. Gas pressure experiments were carried out by varying the gas pressure from 0.5 to 3.5 bars and the FPP experiments were performed in FPP= 0 to FPP= -4mm. Kerf geometry quality (upper and lower kerf width, kerf taper, upper heat affected zone) and surface roughness of the kerf wall were also considered as the responses. Results show that gas pressure and FPP has a significant effect on the kerf quality. Increasing the gas pressure and the position of the laser beam focal point increases the upper and lower kerf width. Results also reveal that upper heat affected zone value decreases by reduction in FPP and increases the gas pressure. Increasing the gas pressure will reduce the kerf taper angle and reduction in the FPP reduces the surface roughness of the kerf wall. Observations indicated that by locating the laser spot point in the depth of the workpiece the laser cutting quality increases.