Fiber lazer kesim makinelerinde lazer gücü ve hız ne kadar doğru olursa olsun, enerjiyi malzemenin doğru noktasına bırakamazsanız kusursuz bir kesim elde edemezsiniz. Fiber lazer, ışığı bir optik sistem üzerinden çok küçük bir noktaya yoğunlaştırır[cite: 1]. Odaklama sonucunda güç küçük bir alana toplandığı için güç yoğunluğu yükselir[cite: 1]. Odak doğru değilse kesim yüzeyi eğilebilir, kerf genişliği değişebilir, üst kenarda fazla erime veya alt tarafta çapak oluşabilir[cite: 1].
1. Focus (Odak) Neye Göre Değişir?
Lazer kesimde “evrensel tek bir focus değeri” yoktur. Odak konumu, kesilecek malzemenin fiziksel özelliklerine, kalınlığına ve kullanılan yardımcı gaza göre dinamik olarak değişmek zorundadır. Focus değerini belirleyen 3 ana etken şunlardır:
- Malzeme Kalınlığı: 1 mm bir sacı kesmekle, 15 mm bir sacı kesmek tamamen farklı termodinamik süreçler gerektirir. Kalınlık arttıkça enerjinin sadece yüzeye değil, malzemenin derinliklerine de nüfuz etmesi istenir.
- Yardımcı Gaz Türü (Oksijen vs Azot): Oksijenli kesimde (ekzotermik reaksiyon), malzemenin yüzeyini tutuşturmak ve yanmayı başlatmak istenir. Azotlu kesimde (endotermik/eritme) ise, lazer enerjisinin malzemenin tamamını eritmesi ve gazın bunu aşağı itmesi hedeflenir.
- Optik Referans Sistemi: Makinenizin markasına ve yazılımına (CypCut, HypCut, Beckhoff vb.) göre focus ekseninin sıfır noktası değişir. Bazı sistemlerde negatif değer odağın sacın içine doğru olduğunu, bazılarında ise ters yönü ifade edebilir[cite: 1]. Bu nedenle başka makineden alınan +2 veya -2 değerini körlemesine kopyalamak risklidir[cite: 1].
2. İdeal Focus (Odak) Nasıl Bulunur? (Odak Taraması)
Makineniz için en doğru focus değerini bulmanın en profesyonel yolu “Odak Taraması” (Focus Test) yapmaktır. Bu test sayesinde makinenin ezbere değil, fiziksel gerçeklere göre nasıl davrandığını görürsünüz:
- Hız ve güç değerlerini üretici tablosundaki referanslara göre sabitleyin ve mümkün olduğunca sabit tutun[cite: 1].
- Aynı malzeme üzerinde birkaç farklı odak konumunda (örneğin -2, -1, 0, +1, +2 değerlerinde) kısa test çizgileri veya küçük kareler kesin[cite: 1].
- Çıkan parçaları yan yana dizin. En iyi yüzey ve en pürüzsüz nüfuziyet veren bölge bulunur[cite: 1].
- Test numunesinin üst ve alt yüzeyini birlikte incelemek gerekir; sadece üst kenara bakarak odak seçmek yanıltıcıdır[cite: 1]. Kerf genişliğinin en stabil olduğu, alt çapağın sıfırlandığı ve yüzey çizgilerinin en dik olduğu focus değeri sizin ideal değerinizdir.
3. Hangi Malzemede Focus Kaç Olmalı? (Genel Kurallar)
Her ne kadar makineye göre değerler (rakamlar) değişse de, focus ayarının “Malzeme ve Kalınlık” bazında evrensel bir fiziksel mantığı vardır:
A) İnce Malzemelerde Focus Mantığı (0.5 mm – 3 mm)
İnce malzemelerde enerjinin derine inmesine gerek yoktur. Lazerin en yüksek güç yoğunluğunu yüzeye bırakması istenir. Bu nedenle ince malzemelerde odak noktası malzeme yüzeyinde veya hemen üzerinde tutulur[cite: 4]. (Genellikle 0 veya saca çok yakın minik pozitif/negatif değerler).
B) Kalın Malzemelerde Azot (Nitrogen) Kesimi
Kalın paslanmaz çelik veya alüminyum keserken azot kullanılır. Amacımız tüm metali lazerle eritip azot gazıyla yarıktan aşağı üflemektir. Lazerin enerjisini malzemenin ortasına veya daha derinine bırakması gerekir. Bu sebeple kalın malzemelerde odak noktası malzemenin içine (örneğin kalınlığın 1/3’ü veya 1/2’si kadar aşağıya) çekilerek, gazın eriyiği alttan atabilmesi için kesik boyunca daralan bir enerji profili oluşturulur[cite: 4]. (Sacın içine girdiği için genellikle “Negatif” focus değerleri kullanılır).
C) Kalın Malzemelerde Oksijen (Oxygen) Kesimi
Kalın karbon çeliği oksijen ile keserken durum tam tersidir. Oksijen gazının kerf (kesim yarığı) içine rahatça girebilmesi ve yanmayı sürekli kılabilmesi için kesim yarığının üstte daha geniş olması istenir. Bu yüzden kalın sac ve bazı kesim koşullarında odak üstte tercih edilebilir[cite: 1]. Odak noktası sac yüzeyinin birkaç milimetre üzerinde (Pozitif Focus) tutularak ışın saca vurduğunda daha geniş bir alan yaratması sağlanır.
4. Focus Kayması (Termal Merceklenme) ve Arıza Teşhisi
Bazen mükemmel focus değerini bulursunuz, makine harika keser ama 1 saat sonra kesim kalitesi aniden bozulmaya başlar. İnce saclarda yanlış odak daha yüksek hızlarda hemen fark edilirken kalın saclarda nüfuziyet ve alt kenar kalitesi üzerinden kendini gösterebilir[cite: 1].
Gizli Tehlike – Koruyucu Cam: Koruyucu camda kir, yağ, duman kalıntısı veya hasar varsa gerçek odak davranışı ve güç iletimi bozulabilir[cite: 1]. Cam üzerindeki kirlilik lazeri emer, optik ısınır ve şekil değiştirir. Lazerin odak noktası fiziksel olarak yukarı kayar (Thermal Lensing). Bu durumda focus değerini değiştirmek yerine, derhal koruyucu camı (cover glass) temizlemeli veya değiştirmelisiniz.