Mạch cắt và dung sai: cắt laser chính xác đến đâu

Laser không cắt kim loại theo một nét mảnh không có bề rộng. Tia laser làm chảy một rãnh hẹp rồi thổi phần kim loại chảy ra khỏi rãnh. Bề rộng rãnh đó gọi là mạch cắt (kerf), là phần vật liệu thật sự mất đi dưới dạng hơi và xỉ. Với laser fiber, mạch cắt rộng từ khoảng một phần mười milimét trên tôn mỏng đến nửa milimét trên tấm dày. Mọi kích thước trên chi tiết đều được cắt với bề rộng này. Đó cũng là gốc của hai câu hỏi thường gặp về độ chính xác của laser: chi tiết cắt ra có đúng kích thước không, và lắp ghép chặt được đến mức nào?

Mạch cắt rộng dần theo độ dày và thay đổi chút ít theo loại khí và tốc độ cắt. Đây là số liệu tham khảo khi làm việc, không phải cam kết.

Nhiều người hay nhầm ở chỗ này. Nếu tia laser lấy đi 0,2 mm bề rộng, thì lỗ nào cũng sẽ to ra 0,2 mm và biên dạng nào cũng nhỏ đi 0,2 mm. Điều đó chỉ đúng nếu máy cắt ngay giữa nét vẽ, nhưng máy không cắt như vậy. Phần mềm CAM dịch đường chạy dao đi một nửa mạch cắt về đúng phía của từng biên dạng, để lỗ và biên dạng sau khi cắt đúng kích thước danh nghĩa. Người thiết kế chỉ cần vẽ đúng chi tiết mình muốn. Bù mạch cắt là việc của máy và được xử lý tự động.

Khi mạch cắt đã được bù, độ chính xác còn lại phụ thuộc vào máy và vật liệu. Với tôn mỏng, laser fiber cắt lỗ và biên dạng với dung sai khoảng ±0,1 mm mà không tính thêm tiền. Kích thước lỗ, khoảng cách giữa các lỗ và biên dạng ngoài trên chi tiết phẳng là những kích thước rẻ nhất để đạt độ chính xác trong cả đơn hàng. Tấm càng dày, nhiệt càng nhiều thì dung sai càng rộng, vì độ côn và biến dạng nhiệt tăng theo.

Nên lấy chuẩn các kích thước quan trọng từ lỗ hoặc cạnh cắt trên chi tiết phẳng. Ở đó laser cắt chính xác nhất và rẻ nhất.

Mạch cắt phía trên hơi rộng hơn phía dưới, nên mép cắt có một chút độ côn. Với tôn mỏng thì không thấy được. Với tấm từ 10 mm trở lên, độ côn có thể tới vài phần mười milimét theo chiều dày, và điều này ảnh hưởng đến mối lắp ép hoặc chốt cần vuông góc với bề mặt. Ngoài ra còn vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ), một dải rất hẹp sát mép cắt nơi kim loại đã chịu nhiệt độ cao. Với laser fiber, vùng này chỉ rộng chưa tới một milimét, không đáng kể trong hầu hết trường hợp. Chỉ cần lưu ý khi lắp chi tiết đã tôi cứng hoặc gia công lại mép sau khi cắt.

Với hàng sản xuất loạt, điều quan trọng không phải một chi tiết sát kích thước danh nghĩa đến đâu, mà là chi tiết thứ 1.000 giống chi tiết thứ nhất đến đâu. Đây là thế mạnh của laser: cùng chương trình, cùng sơ đồ xếp phôi thì chi tiết nào cũng ra như nhau, không bị sai lệch dần như khi làm tay. Hai lỗ hoặc rãnh cắt trong cùng một lần gá giữ đúng khoảng cách với nhau tốt hơn nhiều so với việc từng cái bám sát kích thước danh nghĩa. Vì vậy, nếu một mối lắp ghép cần chính xác, nên đặt cả hai vị trí lắp khớp trên cùng một chi tiết cắt khi có thể. Laser sẽ đảm bảo khoảng cách giữa chúng.

Phần lớn chi tiết không cần bận tâm đến những điều này, vì laser đã chính xác hơn mức yêu cầu và mạch cắt được bù sẵn từ trước. Chỉ những vị trí phải lắp khớp mới cần ghi chú. Quý khách chỉ rõ các vị trí đó, chúng tôi sẽ báo dung sai giữ được và tính đến mạch cắt, độ côn ở những chỗ dung sai hẹp.

1. 01 Kích thước nào cần lắp khớp Không phải tất cả, chỉ lỗ lắp, rãnh lắp ghép, cụm lỗ phải trùng nhau.
2. 02 Độ dày và vật liệu Dung sai và độ côn đều tăng theo độ dày. Lắp khớp trên tấm 2 mm khác hẳn trên tấm 15 mm.
3. 03 Có gia công lại sau khi cắt không Nếu lỗ sẽ được doa hoặc mặt sẽ được phay, chúng tôi cắt nhỏ hơn một chút và để bước đó đảm bảo độ chính xác.