I. Giới thiệu

Bạn có vừa hào hứng vừa hơi choáng ngợp trước viễn cảnh Máy cắt laser—một cỗ máy tuyệt vời có thể biến các thiết kế kỹ thuật số của bạn thành hiện thực với độ chính xác tuyệt đối? Đừng lo; thiết bị tưởng chừng phức tạp này thực ra không hề đáng sợ hay bí ẩn. Thay vào đó, nó chính là chìa khóa để bạn khai phóng sự sáng tạo vô hạn, đóng vai trò như một cây cầu tuyệt vời nối liền ý tưởng kỹ thuật số và sản phẩm hữu hình.

Dù bạn là người hoàn toàn mới bắt đầu bước vào thế giới máy móc công nghiệp hay là một người đam mê DIY háo hức mở rộng kỹ năng, hướng dẫn toàn diện này sẽ giúp bạn vượt qua mọi rào cản từ lý thuyết đến ứng dụng thực tế. Chúng tôi sẽ xây dựng nền tảng vững chắc cho bạn ở bốn lĩnh vực thiết yếu: khám phá sâu về khoa học đằng sau công nghệ cắt laser, nhấn mạnh vào an toàn, hiểu rõ đặc tính vật liệu và các thông số quan trọng, cùng với việc thành thạo kỹ thuật bảo dưỡng hàng ngày đúng cách.

Sẵn sàng bắt đầu chưa? Hãy cùng nhau từng bước khai mở toàn bộ tiềm năng của cỗ máy mạnh mẽ này, giúp bạn tiến hóa từ một người vận hành thận trọng thành một bậc thầy sáng tạo, và bắt đầu hành trình tạo ra sản phẩm hiệu quả, chính xác!

I. Giới thiệu

Bạn có hào hứng, có thể hơi choáng ngợp, với ý tưởng về một Máy Cắt Laser? Cỗ máy này có thể biến các thiết kế kỹ thuật số của bạn thành vật thể thực với độ chính xác ấn tượng.

Thực ra, nó không đáng sợ như vẻ bề ngoài. Hãy nghĩ về nó như tấm vé đưa bạn đến vô vàn khả năng sáng tạo—một cây cầu nối giữa ý tưởng kỹ thuật số và những thứ bạn có thể chạm vào.

Dù bạn hoàn toàn mới với các công cụ công nghiệp hay là một người yêu thích DIY muốn nâng cấp kỹ năng, hướng dẫn này sẽ đưa bạn từ lý thuyết đến kiến thức thực hành. Chúng tôi sẽ tập trung vào bốn lĩnh vực lớn: khoa học đằng sau cắt laser, an toàn, hiểu vật liệu và thông số, cùng bảo dưỡng hàng ngày.

Hãy bắt đầu thôi. Bạn sắp chuyển từ người vận hành thận trọng thành nhà sáng tạo tự tin. Sẵn sàng xem cỗ máy này thực sự có thể làm gì chưa?

II. Kiến thức cơ bản về máy cắt laser

1. Cách Hoạt Động

(1) Nguyên Lý Cốt Lõi

Cắt laser sử dụng một tia laser tập trung, năng lượng cao để làm nóng vật liệu cho đến khi nó tan chảy, bay hơi hoặc cháy. Luồng khí sẽ thổi bay phần vật liệu không mong muốn, để lại đường cắt chính xác.

(2) Các Bước Vận Hành

1) Tạo Tia Laser

Bộ tạo laser là trái tim của máy. Nó sử dụng một môi trường cụ thể—như khí CO₂, sợi quang, hoặc tinh thể trạng thái rắn—được cung cấp năng lượng từ nguồn điện bên ngoài để tạo ra tia laser tập trung.

Độ sáng, hướng và tính đồng pha của tia laser khiến nó trở nên hoàn hảo cho việc cắt công nghiệp.

2) Hội Tụ Tia Laser

Sau khi được tạo ra, tia laser đi qua hệ thống quang học gồm thấu kính và gương. Hệ thống này tập trung năng lượng vào một điểm nhỏ, tạo ra nhiệt độ cao ngay tại vị trí cần thiết.

Đó là cách bạn đạt được cả độ chính xác lẫn hiệu suất.

3) Quá Trình Cắt

Tia laser đã hội tụ chiếu vào vật liệu, vật liệu nhanh chóng hấp thụ năng lượng và chuyển thành nhiệt. Tùy thuộc vào vật liệu và thiết lập, có thể xảy ra một số hiện tượng:

• Nung chảy: Vật liệu bị nung chảy, và khí phụ trợ thổi bay kim loại nóng chảy, để lại một mép cắt sạch.
• Bay hơi: Vật liệu chuyển từ trạng thái rắn sang khí, rất hiệu quả với các vật liệu mỏng.
• Cháy: Đôi khi, đặc biệt với oxy, vật liệu bị cháy, giúp tăng tốc độ cắt.
• Bốc hơi tức thì: Vật liệu nóng lên nhanh đến mức cháy hoặc bay hơi ngay lập tức.

4) Vai trò của khí phụ trợ

Khí phụ trợ là yếu tố thiết yếu trong cắt laser, và nó đảm nhận một vài nhiệm vụ:

• Loại bỏ xỉ: Thổi bay các phần bị nung chảy hoặc bay hơi, giữ cho đường cắt thông thoáng.
• Làm mát: Làm mát khu vực cắt và đầu laser, tránh biến dạng hoặc hư hỏng.
• Phản ứng hóa học: Ví dụ, oxy phản ứng với vật liệu để tăng tốc độ cắt. Ngược lại, nitơ ngăn quá trình oxy hóa để có mép cắt sạch hơn.

2. Các bộ phận chính

(1) Bộ tạo tia laser

Bộ tạo tia laser tạo ra chùm tia năng lượng cao cần thiết cho việc cắt.

Có ba loại phổ biến: laser sợi quang, laser CO₂, và laser rắn YAG.

Laser sợi quang, với bước sóng khoảng 1,06 micron, hiệu quả và tuyệt vời để cắt kim loại như thép carbon, thép không gỉ, nhôm và đồng. Chúng là lựa chọn hàng đầu cho công việc kim loại công nghiệp, với các máy như Máy cắt laser sợi quang bàn đơn dẫn đầu thị trường.

Laser CO₂, với bước sóng khoảng 10,6 micron, phù hợp hơn cho vật liệu phi kim loại.

Laser YAG cũng hoạt động ở khoảng 1,06 micron và có thể xử lý kim loại dày hơn, nhưng giá cao hơn và tuổi thọ ngắn hơn. Bên trong bộ laser, bạn sẽ thấy nguồn bơm, sợi khuếch đại, lưới phản xạ, bộ kết hợp tia, bộ tách lớp vỏ, và các điểm nối—tất cả phối hợp để tạo ra tia laser ổn định, chất lượng.

(2) Hệ thống quang học

Sau khi được tạo ra, tia laser di chuyển đến đầu cắt thông qua hệ thống quang học.

Hệ thống này sử dụng gương chuẩn trực, gương phản xạ, và thấu kính hội tụ để căn chỉnh và hội tụ tia.

Thấu kính hội tụ thu nhỏ tia thành một điểm rất nhỏ, tăng mật độ năng lượng để tạo ra nhiệt tập trung mạnh. Các yếu tố như độ truyền sáng, độ phản xạ, tiêu cự, và khả năng chịu nhiệt ảnh hưởng đến chất lượng và độ tin cậy của việc cắt.

Các thấu kính bảo vệ bên trong đầu cắt giữ cho tia bắn và mảnh vụn không tiếp xúc với các bộ phận quang học tinh vi, giúp máy hoạt động lâu hơn.

(3) Đầu cắt

Đầu cắt là nơi diễn ra quá trình cắt. Nó chứa các bộ phận quang học, thấu kính hội tụ, vòi phun, cảm biến chiều cao điện dung và kính bảo vệ.

Vòi phun dẫn tia laser và hướng khí hỗ trợ để thổi bay kim loại nóng chảy, giữ cho đường cắt sạch sẽ.

Cảm biến chiều cao điện dung giám sát khoảng cách giữa vòi phun và vật liệu, tự động điều chỉnh tiêu điểm. Điều này giữ cho điểm laser luôn ở đúng vị trí, ngay cả trên bề mặt gồ ghề.

(4) Hệ thống điều khiển chuyển động

Hệ thống điều khiển chuyển động bao gồm bộ điều khiển CNC, động cơ, thanh dẫn hướng và các bộ phận truyền động. Chúng phối hợp để di chuyển đầu cắt với tốc độ và độ chính xác cao.

Với các thiết bị phản hồi và điều khiển vòng kín, hệ thống theo dõi đúng đường đi. Nó cũng xử lý gia tốc, đồng bộ đa trục và nội suy đường đi — tất cả đều quan trọng cho độ chính xác và tốc độ.

(5) Hệ thống làm mát

Hầu hết các máy cắt laser sử dụng hệ thống làm mát bằng nước vòng kín. Các bơm tuần hoàn di chuyển chất làm mát qua bộ phát laser và các bộ phận quang học để giữ nhiệt độ ổn định.

Hệ thống gồm bơm, ống dẫn, bình chứa và cảm biến. Giữ nhiệt độ ổn định giúp đầu ra laser đáng tin cậy và kéo dài tuổi thọ thiết bị.

(6) Hệ thống khí hỗ trợ

Bạn sẽ chọn các loại khí khác nhau dựa trên vật liệu và công việc. Có khí bảo vệ và khí cắt.

Khí bảo vệ, thường là nitơ, bảo vệ các bộ phận quang học khỏi mảnh vụn. Khí cắt, như oxy cho kim loại, hỗ trợ quá trình cháy để cắt nhanh hơn. Nitơ cũng được dùng để cắt sạch, không bị oxy hóa.

(7) Cảm biến

Danh mục này bao gồm cảm biến vị trí, cảm biến nhiệt độ và cảm biến áp suất. Cảm biến vị trí theo dõi chuyển động và vị trí của cả bệ và đầu cắt. Chúng giúp mọi thứ di chuyển chính xác — không có bất ngờ nào ở đây. Cảm biến nhiệt độ đảm nhiệm việc giám sát cả tia laser và nước làm mát. Nếu bất cứ thứ gì bắt đầu quá nóng, các cảm biến này sẽ phát hiện trước khi nó trở thành vấn đề nghiêm trọng. Trong khi đó, cảm biến áp suất giám sát hệ thống hỗ trợ khí. Chúng giúp duy trì sự ổn định và an toàn trong quá trình cắt.

3. Khái niệm cốt lõi

(1) Các loại hoạt động

1) Cắt vector

Cắt vector bằng laser sử dụng tia laser công suất cao, tốc độ thấp, đi theo các đường vector được thiết kế sẵn. Tia laser làm nóng các khu vực cụ thể của vật liệu cho đến khi chúng tan chảy hoặc bay hơi, tạo ra các đường cắt hoàn chỉnh và chính xác.

Phương pháp này hoạt động tốt cho các công việc cần cắt xuyên qua vật liệu, như các thành phần kết cấu, chi tiết hoặc khung. Thông thường bạn sẽ có các cạnh sạch, mịn và đường viền sắc nét, và nó thường nhanh hơn so với khắc.

Mọi người thường sử dụng định dạng tệp vector AI và DXF cho các bản phác thảo hai chiều này.

2) Khắc raster

Khắc raster thì hơi khác. Ở đây, đầu laser quét qua vật liệu từng dòng một, theo một hình ảnh bitmap.

Nó sử dụng công suất thấp và tốc độ cao để khắc hoa văn hoặc chữ lên bề mặt, tạo hiệu ứng nổi nông. Cường độ tia laser thay đổi dựa trên giá trị thang độ xám trong hình ảnh, vì vậy bạn có thể đạt được nhiều chi tiết và sắc độ khác nhau.

Kỹ thuật này xuất hiện rất nhiều trong biển báo, trang trí nghệ thuật và khắc ảnh. Đối với khắc raster, định dạng bitmap JPG và PNG là tiêu chuẩn.

Cắt vector cần công suất laser cao hơn và tốc độ chậm hơn để vật liệu được cắt xuyên hoàn toàn. Bạn phải điều chỉnh điểm tiêu cự cẩn thận nếu muốn có những đường cắt sạch sẽ.

Ngược lại, khắc raster thường sử dụng công suất thấp hơn và tốc độ cao hơn, khắc bề mặt qua nhiều lần quét. Tiêu cự có thể được điều chỉnh lệch nhẹ để tạo hiệu ứng kết cấu khác nhau.

(2) Thông số chính và tác động của chúng

1) Công suất laser

Công suất laser là yếu tố cốt lõi của việc cắt laser. Nó quyết định lượng năng lượng mà tia laser truyền đi mỗi giây.

Công suất đặt ra giới hạn trên cho độ dày mà bạn có thể cắt. Nhiều công suất hơn nghĩa là bạn có thể xuyên qua vật liệu dày hơn—hãy nghĩ đến việc cắt một tấm thép carbon dày 20mm cần nhiều lực hơn hẳn so với một tấm thép không gỉ mỏng 1mm.

Với bất kỳ độ dày nào, tăng công suất cho phép bạn tăng tốc độ cắt. Bạn có thể di chuyển nhanh hơn mà vẫn có đường cắt sạch, điều này rất tốt cho năng suất.

Nhưng tăng công suất quá mức không phải lúc nào cũng là ý hay. Tấm mỏng không cần nhiều, và quá nhiều năng lượng sẽ làm chảy rộng vết cắt, làm hỏng mép và để lại xỉ bám cứng ở mặt sau. Đây là một sự cân bằng—việc khớp công suất với vật liệu và độ dày thực sự quan trọng để hoàn thành công việc đúng cách.

Dưới đây là bảng cho thấy loại công suất bạn cần cho các loại kim loại khác nhau:

2) Tốc độ cắt

Tốc độ cắt về cơ bản là tốc độ đầu laser di chuyển dọc theo đường cắt. Tốc độ này kiểm soát thời gian tia laser tác động lên mỗi điểm trên vật liệu.

Nếu bạn đặt tốc độ quá thấp, tia laser sẽ truyền quá nhiều năng lượng vào mỗi khu vực. Điều đó dẫn đến hiện tượng "cháy quá mức", nghĩa là vết cắt rộng hơn, mép bị chảy xấu và bề mặt trở nên thô.

Bạn cũng sẽ thấy nhiều xỉ tích tụ ở đáy vết cắt. Không lý tưởng chút nào.

Nhưng nếu bạn đi quá nhanh, tia laser không có đủ thời gian để làm việc. Đôi khi nó không thể cắt xuyên hoàn toàn, hoặc đường cắt bị đứt đoạn và loang lổ—đặc biệt là gần cuối.

Điều quan trọng là phải khớp tốc độ cắt với công suất laser. Với một mức công suất cố định, sẽ có một khoảng tốc độ tối ưu. Trong khoảng này, bạn có thể đạt được vết cắt hẹp, mịn và gần như không có xỉ.

Lấy thép không gỉ làm ví dụ:

Để khám phá các thông số kỹ thuật thiết bị có thể nâng cao hoạt động của bạn, bạn có thể tải xuống Tài liệu giới thiệu.

3) Vị trí tiêu điểm

Vị trí tiêu điểm là về nơi chùm tia laser thực sự hội tụ so với bề mặt của phôi.

Khi bạn thay đổi kích thước điểm laser, bạn sẽ kiểm soát mật độ công suất — tức là lượng công suất tác động lên từng phần của vật liệu.

Chi tiết này tạo ra sự khác biệt lớn về độ sạch hoặc độ chính xác của vết cắt.

4. Các loại laser chính

Trong sản xuất hiện đại, việc chọn đúng công nghệ laser thực sự định hình mức độ hiệu quả và độ chính xác của quy trình. Nó cũng ảnh hưởng đến việc bạn có thể làm việc với những vật liệu nào. Nếu muốn đạt kết quả tốt, bạn phải hiểu những kiến thức cơ bản và đặc điểm riêng của các loại máy phát laser khác nhau. Đó là thực tế của việc tối ưu hóa quy trình sản xuất. Muốn tìm hiểu sâu hơn? của chúng tôi Các loại máy cắt laser trình bày chi tiết hơn về vấn đề này. Hãy cùng xem ba loại phổ biến nhất: laser CO2, laser sợi quang và laser diode.

(1) Laser CO2

Laser CO2 sử dụng hỗn hợp khí carbon dioxide, nitrogen và helium làm môi trường phát laser. Chúng thuộc nhóm laser khí.

Bước sóng thông thường là 10,6 micromet. Điều này khiến chúng đặc biệt hiệu quả khi tương tác với các vật liệu phi kim loại.

Thực sự không có gì ngạc nhiên khi mọi người chọn laser CO2 khi làm việc với gỗ, nhựa hoặc thủy tinh. Chúng xử lý vật liệu phi kim loại tốt hơn hầu hết các lựa chọn khác.

(2) Laser sợi quang

Đầu ra thân thiện với người dùng

Sao chép

Laser sợi quang là loại laser trạng thái rắn sử dụng môi trường khuếch đại sợi quang. Chúng thường hoạt động ở bước sóng khoảng 1,064 micromet. Bước sóng này rất phù hợp để xử lý kim loại. Bạn sẽ thấy laser sợi quang có mật độ công suất cao và chất lượng tia tuyệt vời, nên chúng là lựa chọn hàng đầu trong gia công kim loại. Nếu bạn cần xử lý cả tấm kim loại và ống, một Máy cắt laser sợi quang đa năng mang lại khả năng linh hoạt ấn tượng.

(3) Laser diode

Laser diode sử dụng vật liệu bán dẫn. Chúng khá nhỏ gọn, nhẹ và không tiêu tốn nhiều năng lượng.

Nhờ những đặc điểm này, bạn sẽ thường thấy chúng trong các thiết bị di động hoặc thu nhỏ. Bước sóng của chúng? Thường nằm trong khoảng từ 800 đến 980 nanomet, thực sự là một phạm vi khá rộng.

III. Hướng dẫn vận hành

1. Thiết kế và chuẩn bị tệp

Tạo đúng tệp thực sự là bước quan trọng đầu tiên khi bắt đầu quy trình sản xuất. Loại tệp bạn chọn sẽ ảnh hưởng lớn đến khả năng của laser.

Các tệp thường thuộc một trong hai loại:

(1) Tệp vector

Tệp vector không được tạo từ pixel. Chúng được mô tả bằng các điểm, đường và đường cong toán học — về cơ bản là "đường dẫn". Vì dựa trên công thức, bạn có thể phóng to hoặc thu nhỏ đồ họa vector mà không bị mất chất lượng. Phần mềm của máy cắt laser đọc các đường dẫn này như hướng dẫn di chuyển.

Bạn sẽ gặp các định dạng vector phổ biến như SVG (Scalable Vector Graphics), DXF (Drawing Exchange Format), AI (Adobe Illustrator) và CDR (CorelDRAW). Mọi người sử dụng chúng cho cả cắt và khắc.

(2) Tệp raster

Tệp raster là các định dạng hình ảnh cổ điển, được tạo từ lưới các pixel nhỏ — giống như ảnh chụp. JPG, PNG và BMP đều là ví dụ. Khi máy cắt laser xử lý chúng, nó hoạt động hơi giống máy in phun, di chuyển qua lại trong khi bắn tia laser vào từng pixel để tạo ra các sắc độ khác nhau.

Mọi người sử dụng tệp raster để khắc. Bạn không thể dùng chúng để cắt hình dạng; chúng chỉ khắc hình ảnh lên bề mặt vật liệu.

1) Bản vẽ và thiết kế CAD

Bạn bắt đầu bằng cách tạo thông số kỹ thuật, hình dạng và hoa văn cho các bộ phận của mình trong phần mềm CAD. Mọi thứ đều xoay quanh việc đảm bảo chi tiết chính xác ngay từ đầu.

2) Tạo chương trình CAM

Tiếp theo, nhập mô hình CAD của bạn vào phần mềm CAM như Mastercam hoặc PowerMill. Chương trình sẽ chuyển thiết kế của bạn thành hướng dẫn cho máy—thường là G-code.

Mã này cho máy cắt laser biết chính xác cách di chuyển. Mỗi bước nhỏ đều quan trọng nếu bạn muốn sản phẩm hoàn thiện khớp với thiết kế của mình.

Một vài điều cần nhớ khi chuẩn bị tệp của bạn:

• Chuyển đổi toàn bộ văn bản thành dạng đường viền. Nếu bỏ qua bước này, máy CNC laser có thể đọc sai phông chữ của bạn.
• Kiểm tra kỹ rằng mọi đường đều được đóng kín. Nếu để hở, laser có thể dừng lại và để lại những khoảng trống khó xử.
• Giữ cho tệp thiết kế của bạn gọn gàng. Chỉ bao gồm những đường cần cắt và các ghi chú cần thiết.
• Đảm bảo bạn đã thu phóng mọi thứ đúng tỷ lệ. Sai tỷ lệ? Các bộ phận của bạn có thể sẽ không vừa hoặc hoạt động đúng.
• Kiểm tra định dạng tệp và đảm bảo nó ổn. Hầu hết các máy yêu cầu G-code hoặc DXF. Luôn xác minh tệp của bạn đầy đủ—thiếu đường chạy dao có thể phá hỏng toàn bộ công việc.

2. Chuẩn bị và lựa chọn vật liệu

Chọn đúng vật liệu cho công việc của bạn. Đảm bảo nó phù hợp với máy cắt laser của bạn.

Dưới đây là một số lựa chọn phổ biến:

• Kim loại: thép không gỉ, thép carbon, nhôm, đồng, đồng thau và các loại khác.
• Phi kim loại: gỗ, acrylic, nhựa, da, giấy và vải.
• Vật liệu đặc biệt: thủy tinh, gốm và cao su. Những loại này cần cài đặt laser riêng.

Nếu bạn làm việc với kim loại, máy cắt laser fiber thường cho kết quả tốt nhất. Với vật liệu phi kim loại, máy cắt laser CO2 là lựa chọn phù hợp.

Kiểm tra kỹ độ dày, kích thước và độ phẳng của vật liệu. Nếu không khớp với khả năng xử lý của máy, bạn có nguy cơ làm hỏng thiết bị.

Sau khi chọn vật liệu của bạn, hãy kiểm tra kỹ trước khi bắt đầu.

Đảm bảo bề mặt sạch sẽ. Lau sạch dầu, bụi, chất chống dính, chất dính, sơn hoặc bất cứ thứ gì có thể ảnh hưởng đến kết quả hoặc gây hỏng máy.

Hãy nghĩ đến lớp phủ hoặc màng bảo vệ nữa. Nếu màng không phù hợp với máy của bạn, hãy bóc bỏ. Một số lớp phủ—như lớp kẽm trên thép mạ kẽm—có thể tạo ra xỉ bất thường khi cắt, vì vậy bạn nên cân nhắc xem có giữ lại hay không.

Lưu ý: Không sử dụng máy cắt laser cho các vật liệu sau:

3. Cài đặt cấu hình máy

(1) Cài đặt công suất và tốc độ

Công suất laser: Chọn công suất laser dựa trên cả loại vật liệu và độ dày của nó. Vật liệu dày hơn thường cần nhiều công suất hơn, đơn giản vậy thôi.

Tốc độ cắt: Điều chỉnh tốc độ cắt phù hợp với vật liệu và loại đường cắt bạn muốn. Vật liệu mỏng có thể cắt ở tốc độ nhanh hơn, nhưng với vật liệu dày bạn nên giảm tốc độ.

(2) Tiêu cự và Căn chỉnh

Điều chỉnh tiêu cự: Đảm bảo tia laser được lấy nét đúng vào bề mặt vật liệu. Chi tiết nhỏ này có thể tạo ra sự khác biệt lớn về hiệu quả cắt.

Căn chỉnh đường cắt: Hãy thử sử dụng các công cụ hoặc phần mềm căn chỉnh để đưa đầu laser thẳng hàng với đường cắt đã chọn. Điều này thực sự giúp duy trì độ chính xác.

4. Kiểm tra và Xem trước

Trước khi bắt đầu sản xuất quy mô lớn, nên thực hiện một lần cắt thử trên vật liệu giống hệt với phôi thành phẩm.

(1) Mục đích của việc cắt thử

Bạn thực hiện cắt thử để kiểm tra xem công suất laser, tốc độ cắt và thiết lập tiêu cự có hoạt động tốt hay không. Đây là cách đảm bảo chất lượng cắt phù hợp với yêu cầu.

Nếu kết quả chưa đạt, bạn có thể điều chỉnh các thông số dựa trên quan sát từ thử nghiệm. Như vậy, bạn sẽ có cơ hội tốt nhất để đạt kết quả cuối cùng hoàn hảo.

(2) Tiêu chí kiểm tra

Sau khi hoàn thành cắt thử, hãy xem xét các yếu tố chính sau:

5. Bắt đầu và giám sát quá trình cắt

Sau khi bạn đã hoàn thành các bước trước đó, đã đến lúc chuyển sang giai đoạn cắt chính thức.

Kiểm tra đường cắt đã được thiết lập, tất cả các bước kiểm tra an toàn đã hoàn tất, và vật liệu đã được nạp và căn chỉnh. Bây giờ, hãy đến bảng điều khiển của máy và chuẩn bị bắt đầu cắt.

Các bước để khởi động máy cắt laser như sau:

(1) Trình tự khởi động

Lấy hướng dẫn sử dụng thiết bị hoặc quy trình tiêu chuẩn của bạn và bật nguồn thiết bị. Trước tiên, bật hệ thống làm mát. Sau đó, khởi động hệ thống laser và hệ thống điều khiển.

(2) Kích hoạt laser

Nhấn nút khởi động để vận hành máy cắt laser. Tia laser phát ra từ đầu cắt, được hội tụ bởi thấu kính, và chiếu trực tiếp lên bề mặt vật liệu để bắt đầu cắt.

(3) Kích hoạt hệ thống điều khiển

Bật hệ thống điều khiển. Hệ thống sẽ tự động điều chỉnh công suất đầu ra của laser, tốc độ cắt và các thiết lập khác theo chương trình đã được lập sẵn.

(4) Khởi động hệ thống truyền động

Chuyển công tắc chọn chế độ truyền động sang “Run”. Nhấn cả nút nguồn truyền động và nút đặt lại.

(5) Thao tác đưa về vị trí gốc

Đưa các trục máy về vị trí gốc. Nhấn nút “Axis Home” và “Cycle Start”.

(6) Xác nhận an toàn

Kiểm tra thảm an toàn hoạt động đúng chức năng. Đặt rào chắn cảnh báo để giữ mọi người và mọi vật tránh xa dầm di chuyển.

(7) Nạp chương trình

Đặt phôi lên bàn và cố định nó. Chọn chương trình bạn muốn chạy.

(8) Chạy thử

Nhấn “Dry Run”, sau đó “Cycle Start” để kiểm tra các chương trình mới. Bước này giúp phát hiện lỗi lớn trước khi bắt đầu sản xuất thực tế.

(9) Khởi động máy

Kiểm tra lại cài đặt của bạn. Khi đã sẵn sàng, nhấn nút “Start” để bắt đầu quá trình cắt laser.

Chờ cho khói tan hết trước khi mở nắp. Để vật liệu nguội xuống để tránh nguy cơ bị bỏng.

Cẩn thận làm sạch các phần đã cắt và phế liệu trên bàn máy. Đảm bảo mọi mảnh vụn đã nguội hoàn toàn—không ai muốn xảy ra cháy.

Loại bỏ ba via hoặc làm mịn các cạnh sắc của sản phẩm hoàn thiện. Điều này không chỉ vì thẩm mỹ mà còn vì an toàn.

Sau khi dỡ hàng, dọn dẹp máy và khu vực làm việc. Dùng bàn chải, nhíp hoặc máy hút bụi để loại bỏ mảnh vụn và kiểm tra giường tổ ong luôn sạch và phẳng.

Đừng quên đồ dùng cá nhân trước khi rời đi. Không gian làm việc gọn gàng sẽ giúp người tiếp theo dễ dàng hơn.

IV. Các vấn đề an toàn

1. Nhận thức về ba nguy cơ tử vong lớn

(1) Chấn thương mắt

Cắt laser sử dụng tia cực mạnh. Một số bước sóng có thể xuyên qua mô mắt và gây tổn thương võng mạc không thể phục hồi.

Điều này có thể dẫn đến mù lòa. Ngay cả khi tiếp xúc trong thời gian ngắn cũng có thể gây hậu quả nghiêm trọng.

(2) Nguy cơ cháy

Cắt laser tạo ra lượng nhiệt lớn. Nó có thể làm chảy hoặc thậm chí hóa hơi vật liệu.

Tất cả năng lượng đó có thể gây cháy, đặc biệt khi bạn cắt vật liệu dễ cháy hoặc làm việc gần các chất dễ bắt lửa.

(3) Khí độc

Khi cắt các vật liệu như PVC hoặc polycarbonate ở nhiệt độ cao, bạn có thể giải phóng khí hoặc hơi độc. Những chất như hydro clorua, carbon monoxide hoặc dioxin có thể thoát vào không khí.

Các loại khí này gây nguy hiểm nghiêm trọng cho sức khỏe của người vận hành máy.

Để có cái nhìn tổng quan đầy đủ hơn về các nguy cơ tiềm ẩn và chiến lược giảm thiểu, chúng tôi khuyến nghị Hiểu rõ các tác dụng phụ của máy cắt laser.

2. Quy trình an toàn bắt buộc

(1) Trang bị bảo hộ cá nhân

Một cặp kính bảo hộ tiêu chuẩn hầu như không bảo vệ được chống lại tia laser. Một bộ đầy đủ Trang bị bảo hộ cá nhân (PPE) là rào chắn vật lý đầu tiên — và quan trọng nhất — chống lại nguy hiểm.

1) Kính bảo hộ laser chuyên dụng

Đây là nền tảng tuyệt đối của PPE. Tổn thương mắt do laser là vĩnh viễn và không thể phục hồi. Bạn phải chọn kính được thiết kế để chặn đúng bước sóng của tia laser bạn đang sử dụng. Thấu kính thường được đánh dấu với dải bước sóng mà chúng bảo vệ (chỉ số OD).

Ví dụ, kính dành cho laser CO₂ (bước sóng 10.600 nm) hầu như không bảo vệ được trước bức xạ từ laser sợi quang (bước sóng 1.064 nm). Mặc dù vỏ bọc kín hoàn toàn của laser chặn hầu hết ánh sáng trực tiếp và phản xạ, việc đeo đúng kính bảo hộ là bắt buộc bất cứ khi nào mở nắp để bảo trì, hiệu chuẩn hoặc xử lý sự cố khẩn cấp.

2) Khẩu trang bảo vệ hô hấp

Khói sinh ra trong quá trình cắt laser không phải là hơi nước vô hại — chúng là các sol khí chứa hạt siêu mịn (PM2.5) và hóa chất nguy hại. Cắt gỗ tạo ra nhựa đường, trong khi cắt acrylic giải phóng khí gây kích ứng.

Vì lý do này, nên sử dụng mặt nạ nửa mặt có gắn bộ lọc than hoạt tính. Nó hấp thụ hiệu quả các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) và lọc các hạt siêu nhỏ, mang lại sự bảo vệ thực sự cho sức khỏe hô hấp của bạn.

3) Găng tay bảo hộ

Tay bạn phải đối mặt với ba nguy cơ: bỏng, đứt và tiếp xúc hóa chất.

• Găng tay da lao động: Lý tưởng khi xử lý vật liệu mới cắt còn nóng hoặc các mảnh kim loại có cạnh sắc; chúng có khả năng chống nhiệt và chống cắt tuyệt vời.
• Găng tay nitrile hoặc latex: Tốt nhất khi vệ sinh thấu kính hoặc xử lý vật liệu phủ hóa chất, ngăn tiếp xúc da với các chất có hại và tránh làm bẩn các bộ phận quang học.

(2) Kiểm tra an toàn thiết bị và môi trường

Trước mỗi lần khởi động, hãy dành vài phút để kiểm tra an toàn kỹ lưỡng.

1) Nút dừng khẩn cấp:

Đảm bảo tất cả các nút dừng khẩn cấp đều dễ tiếp cận và hoạt động bình thường. Không bỏ qua bước này — nếu chỉ một nút bị hỏng, hãy sửa trước khi làm bất cứ điều gì khác.

Tấm chắn an toàn:

Kiểm tra rằng mọi nắp bảo vệ, rèm ánh sáng và cửa liên động đều ở đúng vị trí và hoạt động chính xác. Không bao giờ vận hành thiết bị nếu chỉ một biện pháp bảo vệ bị hỏng.

2) Hệ thống thông gió và hút khí thải:

Đảm bảo hệ thống hút khí thải hoạt động đúng cách. Quá trình cắt tạo ra khói và bụi nguy hại, vì vậy thông gió tốt là điều thiết yếu.

3) Vệ sinh khu vực làm việc:

Giữ khu vực xung quanh thiết bị sạch sẽ và ngăn nắp. Loại bỏ vật dụng lộn xộn, vật liệu dễ cháy và bất kỳ dầu bị đổ nào để giảm nguy cơ cháy nổ.

(3) Các biện pháp phòng ngừa vận hành chính

1) Không bao giờ nhìn trực tiếp vào nguồn nhiệt: Tuyệt đối không được nhìn trực tiếp vào tia laser hoặc hồ quang plasma. Nghiêm túc—tuyệt đối không.

2) Duy trì khoảng cách an toàn: Khi máy đang hoạt động, giữ người không có thẩm quyền cách xa khu vực làm việc.

3) Giám sát quá trình cắt: Ngay cả với việc cắt hoàn toàn tự động, người vận hành phải quan sát từ khoảng cách an toàn. Luôn cảnh giác với các bất thường như va chạm, cháy hoặc cắt kém, và sẵn sàng hành động ngay lập tức nếu có sự cố xảy ra.

(4) Phòng cháy trước khi khởi động: Tạo không gian làm việc an toàn và kế hoạch ứng phó khẩn cấp

Cháy là mối nguy phổ biến nhất trong cắt laser, đặc biệt khi làm việc với vật liệu dễ cháy như gỗ hoặc acrylic. Môi trường phòng cháy được chuẩn bị kỹ lưỡng và kế hoạch ứng phó khẩn cấp là chìa khóa để làm việc an tâm.

Hệ thống thông gió hiệu quả là nền tảng cho an toàn—nó phải vừa nhanh chóng hút khói vừa thải chúng ra xa.

1) Hút (Hệ thống hút vào):

Đảm bảo quạt hút tích hợp của máy đủ mạnh và hoạt động đúng cách. Đối với các hoạt động công suất cao hoặc thời gian dài, hãy cân nhắc lắp thêm quạt ống nối giữa đường ống xả để tăng lưu lượng gió, duy trì áp suất âm quanh vùng cắt và ngăn khói thoát ra ngoài.

2) Thải (Cửa xả):

Giữ ống xả ngắn và thẳng nhất có thể, giảm thiểu các khúc cua, vì mỗi khúc cua sẽ làm tăng đáng kể sức cản luồng khí và giảm hiệu suất.

Cửa xả nên thông trực tiếp ra ngoài trời và đặt xa cửa ra vào, cửa sổ hoặc bất kỳ cửa hút gió nào có thể hút khói quay lại bên trong. Bịt kín tất cả các mối nối ống bằng băng nhôm hoặc kẹp để ngăn rò rỉ nguy hiểm.

(5) Lựa chọn, bố trí và sử dụng bình chữa cháy

Bình chữa cháy CO₂ là lựa chọn duy nhất đúng cho không gian làm việc cắt laser. Nó hiệu quả trong việc dập tắt cháy vật liệu rắn và cháy điện bằng cách đẩy oxy ra ngoài và làm nguội ngọn lửa nhanh chóng, mà không để lại cặn ăn mòn hoặc khó làm sạch.

Ngược lại, bột từ bình chữa cháy hóa chất khô sẽ len lỏi vào mọi khe hở của máy, gây hư hại nghiêm trọng cho quang học, ray trượt và các linh kiện điện tử.

Đặt bình chữa cháy trong tầm tay với của máy nhưng cũng gần lối thoát hiểm, để bạn có thể lấy ngay lập tức khi khẩn cấp.

Nếu bạn thấy ngọn lửa cháy liên tục (không chỉ tia lửa thoáng qua), hãy nhấn nút dừng khẩn cấp ngay lập tức, sau đó hướng vòi bình vào gốc lửa và phun thành từng đợt ngắn.

3. Các vật liệu bị cấm cắt

Ⅴ. Các vấn đề thường gặp và giải pháp

1. Cắt không xuyên hoặc không cắt hết

Đây là trở ngại phổ biến nhất mà người mới thường gặp. Nguyên nhân gốc rễ thường không phải do máy "thiếu công suất" mà là năng lượng laser không được truyền tới điểm mục tiêu một cách hiệu quả và chính xác.

Cách xử lý như sau:

(1) Kiểm tra tiêu điểm

Đây là nghi phạm số một: chỉ cần một sai lệch nhỏ về khoảng cách tiêu điểm cũng có thể khiến mật độ năng lượng laser giảm mạnh. Tiêu điểm bị lệch biến “kim năng lượng” chết người thành “súng nhiệt” nhẹ nhàng, thường dẫn đến việc cắt thất bại.

Ngay lập tức sử dụng khối đo tiêu điểm hoặc tính năng lấy nét tự động để hiệu chỉnh lại tiêu điểm một cách chính xác. Với vật liệu dày hơn, quy tắc phổ biến là đặt điểm tiêu khoảng một phần ba chiều dày vật liệu để đạt được vách cắt thẳng hơn.

(2) Kiểm tra đường quang

Việc làm sạch hiệu quả sẽ giúp bạn có thêm công suất miễn phí. Tia laser di chuyển từ ống tới vật liệu qua ba gương và một thấu kính hội tụ. Bất kỳ lượng nhỏ khói, dầu hoặc cặn nào trên đường này đều hoạt động như kính râm — hấp thụ và tán xạ năng lượng laser quý giá.

Khi đã tắt hoàn toàn nguồn điện, sử dụng dung dịch làm sạch thấu kính chuyên dụng và khăn lau quang học không xơ, theo hướng dẫn của nhà sản xuất, để nhẹ nhàng làm sạch từng gương và thấu kính hội tụ (lưu ý đúng hướng lắp). Việc làm sạch kỹ lưỡng thường mang lại kết quả tốt hơn cả việc tăng công suất 10%.

(3) Tinh chỉnh công suất và tốc độ

Nếu tiêu điểm và đường quang học đều ở tình trạng tốt, vấn đề có thể nằm ở thông số của bạn.

Sử dụng các thiết lập hiện tại của bạn làm cơ sở, hãy thử giảm tốc độ xuống 10% hoặc tăng công suất lên 5%. Tránh thay đổi quá mạnh. Đối với vật liệu dày hơn 6mm, thay vì cố gắng cắt một lần với công suất cao và tốc độ thấp (thường dẫn đến cháy xém và thành cắt bị nghiêng), hãy chọn công suất thấp hơn, tốc độ cao hơn và cắt 2–3 lần. Cách này thường tạo ra đường cắt sạch hơn và thẳng hơn.

(4) Kiểm tra độ phẳng của vật liệu

Một tấm ván ép trông có vẻ phẳng thực ra có thể hơi cong ở giữa. Điều này có nghĩa là khoảng cách tiêu cự thực tế có thể thay đổi khi đầu laser di chuyển, với những phần nhô lên sẽ bị lệch tiêu điểm và không cắt xuyên qua được.

Nhấn nhẹ vào giữa vật liệu để đảm bảo nó nằm sát trên bàn làm việc. Sử dụng ghim dạng tổ ong, kẹp hoặc nam châm để cố định chắc chắn cả mép và phần giữa.

2. Mép bị cháy đen

Một trong những nét hấp dẫn của gỗ cắt laser là mép có màu caramel ấm áp. Nếu bạn thấy mép bị đen như than, đó là dấu hiệu rõ ràng cho thấy nhiệt đã lưu lại quá lâu trong đường cắt, gây cháy quá mức.

Đây là cách khắc phục:

(1) Bật và tăng cường hỗ trợ khí

Hỗ trợ khí là yếu tố then chốt để làm mát và ngăn cháy—hoàn toàn không phải tùy chọn. Luồng khí mạnh, tập trung là tuyến phòng thủ đầu tiên chống lại cháy xém. Nó ngay lập tức thổi bay khí dễ cháy và nhiệt khi chúng hình thành, làm mát nhanh chóng đường cắt và chủ động dập tắt ngọn lửa.

Đảm bảo máy bơm khí của bạn đang bật và được đặt ở áp suất phù hợp. Kiểm tra để chắc chắn đầu phun thông thoáng, và đặt nó càng gần bề mặt vật liệu càng tốt (thường 2–5mm) để tối đa hóa áp lực khí tại điểm cắt.

(2) Tối ưu hóa cân bằng tốc độ–công suất

Trong khi vẫn đảm bảo cắt xuyên hoàn toàn, hãy hướng tới việc để laser “đánh nhanh rút gọn”, giảm thiểu sự tích tụ nhiệt dư thừa.

Hãy thử tăng đáng kể tốc độ cắt đồng thời tăng công suất theo tỷ lệ để tìm điểm cân bằng mới.

(3) Vệ sinh giường tổ ong

Theo thời gian, mặt dưới của giường tổ ong sẽ tích tụ lớp nhựa và hắc ín dày. Khi laser xuyên qua vật liệu, nó có thể làm cháy các chất cặn này, tạo ra khói làm bẩn mặt dưới và mép đường cắt.

Thường xuyên tháo giường tổ ong ra và ngâm, chà rửa bằng chất tẩy mạnh (như chất tẩy lò nướng) cho đến khi nó trở lại bề mặt kim loại nguyên bản.

(4) Sử dụng băng dính che

Đây là một mẹo chuyên nghiệp cực kỳ đơn giản nhưng rất hiệu quả.

Trước khi cắt, dán một lớp băng dính che của thợ sơn đều và mịn lên bề mặt vật liệu—đặc biệt là gỗ và ván ép. Băng dính sẽ hấp thụ phần lớn khói và nhiệt từ trên xuống. Sau khi cắt xong, bóc nó ra để lộ bề mặt sạch đáng kể với mép được cải thiện rõ rệt.

3. Khắc mờ hoặc hình ảnh lệch

Một sản phẩm khắc đẹp được xác định bởi các chi tiết sắc nét và đường viền chính xác. Khi kết quả của bạn xuất hiện mờ, bóng ma hoặc đường bị lệch, thường là do vấn đề về độ chính xác cơ học hoặc cài đặt bị cấu hình sai.

Dưới đây là danh sách kiểm tra xử lý sự cố:

(1) Lấy nét lại

Độ rõ nét trong khắc, cũng như trong cắt, phụ thuộc vào việc lấy nét chính xác. Một điểm lớn, không được lấy nét sẽ không bao giờ tạo ra chi tiết sắc nét. Hành động: đối với các tác vụ khắc, hãy hiệu chỉnh lại tiêu điểm của bạn.

(2) Kiểm tra độ căng dây đai

Hiện tượng bóng ma và lệch thường bắt nguồn từ dây đai truyền động trục X và Y. Dây đai lỏng tạo ra “độ rơ” khi đầu máy đổi hướng nhanh, dẫn đến hình ảnh bóng ma; dây đai quá căng làm tăng tải cho động cơ, gây mất bước và lệch.

Gảy nhẹ dây đai; nó nên tạo ra âm thanh “twang” trầm giống đàn guitar — căng nhưng không quá chặt. Điều chỉnh độ căng theo hướng dẫn của máy.

(3) Giảm gia tốc

Cài đặt nâng cao của phần mềm có tham số “gia tốc”. Gia tốc cao có thể gây vượt quá và rung khi di chuyển khắc sắc nét, làm bo tròn góc và biến dạng đường nét.

Trong cài đặt máy, hãy thử giảm gia tốc khắc cho cả trục X và Y xuống 20–30%.

(4) Vệ sinh và bôi trơn thanh trượt

Thanh trượt tuyến tính bị bụi hoặc khô sẽ tăng lực cản khi di chuyển, dẫn đến hiện tượng giật nhẹ của đầu máy — điều này sẽ tạo ra các đường sóng không đều trong khắc.

Lau sạch tất cả các thanh trượt bằng khăn không xơ để loại bỏ bụi và mảnh vụn, sau đó bôi một lớp mỏng chất bôi trơn phù hợp theo thông số kỹ thuật của máy.

4. Ma trận kiểm tra thông số

(1) Cách tạo và sử dụng ma trận kiểm tra thông số

1) Thiết kế tệp ma trận:

Trong LightBurn hoặc phần mềm tương tự, tạo một lưới gồm nhiều ô vuông nhỏ (ví dụ: 5×5). Bên cạnh mỗi ô vuông, khắc cài đặt tương ứng của nó (chẳng hạn như "S:200 P:30") ở công suất thấp để nhận dạng.

2) Đặt các thông số biến đổi:

Mục đích của ma trận là kiểm tra có hệ thống các kết hợp của hai biến số chính: Tốc độ và Công suất.

Mỗi hàng biểu thị một tốc độ cố định tăng dần từ trên xuống dưới, và mỗi cột biểu thị một công suất cố định tăng dần từ trái sang phải.

3) Chạy và phân tích:

Chạy tệp kiểm tra trên một mảnh vật liệu vụn nhỏ cùng loại mà bạn dự định sử dụng. Khi hoàn tất, bạn sẽ có một “thư viện” tham chiếu gồm 25 kết quả khác nhau.

Ví dụ về cách diễn giải ma trận cắt đơn giản cho ván ép 3mm:

Hãy quan sát kỹ “bản đồ kho báu” này. Khi cắt, mục tiêu của bạn là xác định ô vuông sử dụng tốc độ cao nhất và công suất thấp nhất nhưng vẫn cắt sạch hoàn toàn, để lại các cạnh gọn gàng nhất có thể. Trong ví dụ trên, 25 mm/s ở công suất 60% có thể thực sự là thiết lập hiệu quả và tối ưu hơn so với 15 mm/s ở công suất 40%.

Đối với khắc, hãy tạo một ma trận khắc tương tự và tìm ô vuông cho ra độ sâu màu sắc và độ sắc nét chi tiết đúng như bạn mong muốn.

Hãy chụp ảnh và lưu trữ mỗi “ma trận thử thông số” bạn tạo cho từng loại vật liệu và độ dày. Theo thời gian, bạn sẽ xây dựng được một cơ sở dữ liệu cá nhân vô giá về các thiết lập phù hợp với chính máy của bạn — một bước quyết định để chuyển từ người chơi nghiệp dư thành chuyên gia thực thụ.

Ⅵ. Kết luận

Là nền tảng của sản xuất hiện đại, công nghệ cắt laser thực sự đã thay đổi cuộc chơi. Hiệu suất cao, độ chính xác và khả năng ứng dụng rộng rãi đã khiến nó trở thành một trong những công nghệ cốt lõi trong gia công kim loại. Bài viết này tìm hiểu nguyên lý hoạt động và các loại chính của công nghệ hiện đại máy cắt laser. Bạn cũng sẽ tìm thấy các thiết lập thông số chính và quy trình vận hành.

Với thiết lập thông số đúng và vận hành chính xác, người dùng có thể tối đa hóa cả chất lượng cắt và hiệu suất sản xuất. Tuân thủ nghiêm ngặt các quy trình an toàn và thực hiện bảo dưỡng định kỳ không chỉ kéo dài tuổi thọ thiết bị mà còn giảm thiểu thời gian ngừng máy bất ngờ. Chẩn đoán và giải quyết nhanh các vấn đề thường gặp là yếu tố then chốt để đảm bảo sản xuất liên tục.

Bảo dưỡng hàng ngày và xử lý sự cố được chú trọng riêng, cung cấp hướng dẫn kỹ thuật thực tiễn. Nếu bạn đang tìm kiếm một tài liệu tham khảo thực hành, điều này sẽ giúp bạn hiểu sâu hơn và nâng cao hiệu quả với công nghệ cắt laser. Có câu hỏi về việc hỗ trợ sản xuất hoặc đổi mới quy trình? Thật lòng thì cứ liên hệ với chúng tôi—chúng tôi luôn sẵn sàng trò chuyện.