info@laser-tek.ru       +7 (499) 390 90 86            8 800 550 10 59            

Преимущества лазерной резки

Содержание:
  1. Как устроен станок лазерной резки
  2. Технология резки
  3. Преимущества лазерной резки

Резка металлов сфокусированным оптическим излучением достаточно широко распространена в промышленности. Генератор светового луча – лазер. Он находится в рабочей головке, которая свободно перемещается по двум осям над поверхностью металла, совершая как прямолинейные, так и криволинейные движения. Это позволяет вырезать из металла толщиной до 4 см детали любой конфигурации. Скорость резки зависит от характеристик материала и возможностей излучателя и находится в диапазоне 0,16–13 м/с.

Лазерная резка отличается высокой точностью – отклонения от заданного размера детали не превышает десятых долей миллиметра при ширине разреза 0,1–0,3 мм. При этом кромка получается очень ровной и не требует дальнейшей обработки механическими средствами. Особенность резки лазером – минимальная зона прогрева металла в районе обработки. Это дает возможность сохранить кристаллическую структуру без изменений, что очень важно для характеристик многих сложных сплавов.

Промышленное оборудование для лазерной резки рассчитано на работу с листовым металлом (черным и цветным), трубами, профильным прокатом. Толщина обрабатываемого материала зависит от мощности излучателя. Например, для раскроя стального листа толщиной 5 мм используется лазер мощностью 0,5 кВт, а для 15 миллиметрового требуется уже излучатель на 1,5 кВт.

Как устроен станок лазерной резки

Конструкция промышленной установки для раскроя металла оптическим лучом включает несколько обязательных частей. Это:

  • блок питания;
  • лазерный излучатель;
  • оптический резонатор;
  • рабочий стол;
  • система управления;
  • магистраль газового обдува.

Генерируемый лазером луч практически мгновенно нагревает металл в точке падения до температуры испарения. Если лист тонкий, то вещество испаряется самостоятельно, и рабочая головка движется дальше по заданной траектории. В случае заготовки большей толщины, естественное испарение и конвекционные потоки не могут обеспечить удаление остатков материала, поэтому заготовка обдувается струей газа. Для обдува, в зависимости от характеристик металла, используются инертные газы, кислород или воздух.

Для резки металлов используются различные типы лазеров, отличающиеся рабочим телом, излучающим свет. Самые мощные – газодинамические. Они развивают до 100 кВт, рабочее тело – углекислый газ, который нагревают в электрическом поле, одновременно прокачивая через узкое сопло. Резкое изменение состояния газа вызывает мощное свечение. Газодинамические лазеры обладают высокой мощностью при низком энергопотреблении.

Газовые лазеры работают на базе смесей из азота, гелия и углекислого газа, которые возбуждаются в электрическом поле до состояния излучения монохроматичного света. Мощность установок на их базе находится в диапазоне 6–20 кВт.

Твердотельные лазеры используют в качестве излучателей рубины, гранаты, флюорит кальция или другие кристаллические вещества. Отличаются сравнительно невысокой мощностью, до 6 кВт, но практически мгновенно выходят на рабочий режим и могут работать как в непрерывном, так и в импульсном режиме. Используются для цветных сплавов и металлов.

Технология резки

В промышленных установках используется три основных способа раскроя металла, отличающихся возможностями и сферой применения. Особенность – вид используемых для обдува заготовки газов. Это кислород, инертные газы и сжатый воздух. Выбор метода зависит от характеристик материала.

Самый высокотемпературный способ резки – кислородный. В зону реза вдувается чистый газ в виде струи, толщина которой незначительно превышает диаметр луча. Металл раскаляется и мгновенно сгорает в кислородной атмосфере. Продукты горения удаляются тем же газовым потоком. Точность кислородной резки очень высокая, благодаря достигаемой температуре. Но существует минимальная скорость движения рабочей головки, она не должна быть ниже 0,5 м/мин. В противном случае металл вокруг линии реза тоже начинает гореть, что снижает точность раскроя.

Резка лазером в атмосфере инертных газов используется для металлов, которые сильно окисляются при контакте с кислородом или воздухом. Это титан, нержавеющие стали, алюминий. Использование аргона, азота или другого газа исключает процесс горения, вся нагрузка приходится на световой луч, что снижает скорость работы.

Воздушная резка – это комбинация раскроя металла лазером с использованием кислорода и азота, из которых он состоит. Использование воздуха позволяет достичь достаточно высоких температур в зоне обработки, благодаря наличию кислорода, и снизить вероятность сильного окисления из-за большого количества азота. Такая комбинация дает возможность экономии средств на приобретение чистых газов при сохранении высокого качества.

Кроме типа используемых газов, технологии отличаются:

  • способом фокусировки луча;
  • рабочим давлением газа;
  • скоростью движения струи;
  • точностью настроек.

Востребован также сублимационный метод резки, используемый в точном машиностроении. Здесь применяется импульсный лазер с очень короткой длительностью излучения. Тепловое давление на материал минимальное, что позволяет полностью сохранить его структуру.

Преимущества лазерной резки

Все методы лазерного раскроя металла обладают рядом преимуществ перед другими видами металлообработки. Это:

  • возможность работы с хрупкими материалами благодаря отсутствию механических воздействий;
  • универсальность – резать можно все металлы и сплавы;
  • высокая точность реза;
  • отсутствие окалины и грата;
  • возможность полной автоматизации процессов;
  • скорость работы;
  • широкий диапазон мощности оборудования;
  • отсутствие ограничений по форме деталей.

Кроме резки, на лазерных станках можно выполнять перфорацию отверстий и гравировку на поверхности металлов и неметаллов.

Применение метода лазерной резки имеет некоторые ограничения по толщине (не более 40 мм) и размерам листа (1500х3000 мм). Более широкое распространение лазерного оборудования сдерживает высокая цена, доступная только для крупных промышленных предприятий.

Если вам необходим лазерный раскрой металла, перфорация отверстий или гравировка, обратитесь в компанию «Лазеры и Технологии». Мы более двадцати лет изготавливаем различные изделия при помощи лазерного оборудования для крупных компаний, мастерских и частных лиц. Оставьте заявку на сайте, и мы свяжемся с вами, ответим на все возникшие вопросы, а также бесплатно проконсультируем по нюансам лазерной резки.