Op het gebied van lasersnijden, vooral voor het bewerken van sterk reflecterende metalen zoals koper, messing en hun legeringen, is de selectie van de snijmondstuk van cruciaal belang. Daarbij zijn enkelvoudige en dubbele sproeiers de twee belangrijkste structurele vormen, die fundamentele verschillen vertonen in ontwerp, werkingsprincipe en toepassingsscenario's.
1. Verschillen in structureel ontwerp
Enkelvoudige sproeier
De structuur bestaat uit een enkelvoudig gaskanaal. Binnenin bestaat het typisch uit een kegel (wervelring) en het mondstuklichaam, waardoor een cirkelvormig gasstroompad ontstaat.
Het hogedruk-hulp gas (meestal stikstof of zuurstofvrije perslucht) wordt uit dit ringvormige stroomkanaal gespoten, waardoor een convergerende en gecollimeerde gasstroom ontstaat.
Dubbele sproeier
De structuur bestaat uit twee onafhankelijke en coaxiale gaskanalen. De binnenste laag is het belangrijkste snijgaskanaal, waarvan de structuur vergelijkbaar is met die van een enkelvoudige sproeier. De buitenste laag is een extra, onafhankelijk ringvormig gaskanaal.
De dubbele injectiestructuur maakt het mogelijk dat twee gassen (of hetzelfde gas maar met verschillende drukken) tegelijkertijd via de binnenste en buitenste kanalen werken.
II. Werkingsmechanisme en kernfuncties
Werkingsmechanisme van een enkelvoudige sproeier
De kernfunctie is het genereren van een snelle en stabiele gasstraal. Deze gasstroom heeft drie hoofdeffecten:
Vorming van bescherming: Blaas het gesmolten metaal weg aan de snijkant om het snijden te voltooien.
Bescherming van de lens: Voorkomen dat de metaalsplinters die tijdens het snijproces ontstaan, de focuslens eronder verontreinigen en beschadigen.
Hulpkoeling: Om de interne componenten van de snijkop te koelen.
Bij het snijden van sterk reflecterende materialen kan het ontwerp van de enkelvoudige sproeierluchtstroom, vooral in combinatie met het wervelgaspad, de laserenergie die in het mondstuk wordt gereflecteerd effectief verspreiden en verzwakken, waardoor het risico wordt verminderd dat het mondstuk zelf wordt beschadigd door het gereflecteerde licht.
Het werkingsmechanisme van de dubbele sproeier
Het werkingsmechanisme is gebaseerd op het principe van luchtgordijn bescherming. De interne en externe luchtstromen werken samen:
Interne luchtstroom: Overeenkomstig de functie van de enkelvoudige sproeier is deze verantwoordelijk voor de belangrijkste snijtaak, namelijk het doorboren van het materiaal en het wegblazen van de slak.
Externe luchtstroom: Vormt een "luchtgordijn" dat de interne hoofdgasstroom omringt. De belangrijkste functie van dit luchtgordijn is:
Verbeterde anti-reflectie: De externe luchtstroom kan het mondstukuiteinde effectiever koelen en reinigen, en de laserenergie die van het werkoppervlak wordt teruggekaatst verder blokkeren en verspreiden, waardoor een hogere mate van bescherming wordt geboden voor het mondstuk en de snijkop.
Verbetering van de snijstabiliteit: De externe luchtstroom helpt de interne hoofdgasstroom te stabiliseren, waardoor de turbulentie binnen de snijkant wordt verminderd, waardoor mogelijk een gladder snijoppervlak wordt bereikt.
III. Vergelijking van prestatieparameters en toepassingsscenario's
Het fundamentele verschil tussen enkelvoudige en dubbele sproeiers voor het snijden van koper ligt in het ontwerp en de controle van het gasstroomveld. De enkelvoudige sproeier bereikt snijden en basisbescherming door middel van een enkele geoptimaliseerde gasstroom, met economische en praktische kenmerken. De dubbele sproeier, door de synergie van een interne en externe dubbellaagse gasstroom, construeert een krachtiger gasgordijn beschermingssysteem, dat een groter procesvenster en apparatuurveiligheid biedt bij het omgaan met extreme reflectierisico's. De keuze van welke sproeier te gebruiken, hangt af van het specifieke te bewerken materiaal (zuiverheid, dikte), procesvereisten (sectiekwaliteit, snelheid) en algemene kostenoverwegingen.