Каковы преимущества и недостатки лазерной резки?

Резка является одним из наиболее распространенных и широко известных применений лазеров для обработки материалов. Он широко используется в таких отраслях, как автомобильная, аэрокосмическая, солнечная, электронная, текстильная, ювелирная и в производстве медицинского оборудования.

Лазерная резка металла и гибка металла — индивидуальный подход к каждому клиенту, закуп металла берем на себя, клиенту не надо думать о лишнем. Подробно — M-laser.kz

Процесс включает в себя лазерный луч, мощность и длина волны которого зависят от толщины и типа разрезаемого материала, который направляется через набор оптики и управляется по шаблону над заготовкой с помощью компьютерного числового программного управления (ЧПУ). Луч фокусируется на заготовке в одной точке, обычно диаметром менее 500 мкм, при этом интенсивность луча вызывает нагрев материала. Затем материал либо сгорает, плавится, испаряется, либо сдувается струей газа, оставляя высококачественную обработанную поверхность. Как только луч полностью проникает на другую сторону материала, начинается процесс резки.

Во многих случаях лазерной резки используется активный или инертный газ, подаваемый коаксиально через то же сопло, что и луч. Кислород является стандартным активным вспомогательным газом, используемым, например, при резке низкоуглеродистой и углеродистой стали, а азот является типичным выбором инертного газа при резке, например, нержавеющей стали, алюминия и его сплавов. При кислородной резке материал сгорает и испаряется после нагрева лазерным лучом до температуры воспламенения. Реакция между кислородом и металлом создает дополнительную энергию в виде тепла, которая поддерживает процесс резки. Затем жидкий металл удаляется из разреза под действием силы сдвига струи кислорода. С другой стороны, резка инертным газом, таким как азот, также называемая чистой или резкой под высоким давлением, вместо этого предполагает плавление материала исключительно лазером. Затем расплавленный материал выдувается из разреза силой газовой струи.

Каковы преимущества лазерной резки?

Лазерная резка часто предпочтительнее альтернативных методов резки, таких как плазменная, водоструйная, пламенная и механическая резка, из-за ее исключительной скорости.Лазерная резка часто предпочтительнее альтернативных методов резки, таких как плазменная, водоструйная, пламенная и механическая резка, из-за ее исключительной скорости , гибкости, воспроизводимости, точности, эффективности, доступности и качества, а также минимальных требований к постобработке.

Будучи бесконтактным процессом, лазерная резка обычно приводит к небольшому искажению или деформации заготовки. Не требуются твердые инструменты, то есть нет необходимости в хранении, смене или заточке инструментов, что снижает требования к настройке и дорогостоящие простои между заданиями, а также неэффективность при длительных работах. Поскольку это высокоавтоматизированный процесс, упрощенный с помощью манипуляторов с ЧПУ и роботов, пользователям остается только программировать машины и соответственно загружать и выгружать материал.

Тщательно сфокусированное пятно приводит к небольшой зоне термического влияния, в результате чего получаются чистые края, точные разрезы, а остальная часть заготовки подвергается минимальным термическим напряжениям. Следовательно, эту технологию можно использовать для резки сложных форм без заусенцев, что позволяет размещать детали близко друг к другу в листе разрезаемого материала. Это дает возможность уменьшить или даже полностью исключить брак.

Лазерная резка может использоваться для обработки широкого спектра материалов толщиной до сотен миллиметров. К ним относятся многие металлы, используемые в промышленности — медь, латунь, алюминий, мягкая сталь, нержавеющая сталь, титан и т. д. — а также неметаллические материалы, такие как пластик, кожа, керамика, дерево, ламинат, акрил, пробка, пена, воск, текстиль, бумага.

Какие лазеры используются для резки?

Двумя типами лазеров, обычно используемых для резки, являются CO 2 -лазеры и волоконные лазеры, каждый из которых имеет свой собственный набор преимуществ и недостатков.

Лазеры CO ₂ можно найти с длинами волн 9,3, 10,25 и 10,6 мкм и мощностью от десятков до сотен ватт. Преимущество их в том, что они могут резать широкий спектр материалов с исключительным качеством кромки, и особенно хороши при резке неметаллов, таких как упомянутые ранее. Они также хорошо работают с точки зрения скорости прожига, скорости резки и качества кромки при обработке более толстых (> 8 мм) листов из низкоуглеродистой и нержавеющей стали. Недостатки лазерных систем на CO ₂ заключаются в том, что они требуют большего обслуживания и потребляют больше энергии, чем другие режущие лазеры, что связано с относительно высокими затратами на техническое обслуживание и эксплуатацию. Кроме того, они уступают волоконным лазерам при обработке более тонких металлов, а также отражающих металлов.

Волоконные лазеры работают на длине волны примерно 1,064 мкм и могут иметь мощность до киловаттного диапазона — теперь доступны режущие системы мощностью до 40 кВт. Они предлагают значительно меньший размер пятна по сравнению с CO ₂ -лазерами, что означает более точную резку и более высокую оптическую плотность на заготовке. Следовательно, они отличаются высокой скоростью, особенно при резке более тонких (<8 мм) листов из низкоуглеродистой и нержавеющей стали, а также при обработке отражающих металлов. Несмотря на то, что волоконные лазеры требуют более высоких первоначальных инвестиций, чем их аналоги на CO ₂ , они имеют компактную высокоэффективную твердотельную конструкцию, которая практически не требует обслуживания и значительно снижает эксплуатационные расходы.

Резка постоянно совершенствуется

Несмотря на то, что лазерная технология применяется с 1960-х годов, резка с каждым годом продолжает развиваться со стороны производителей машин и источников.

Одно из самых непосредственных достижений, которые пользователи могут увидеть в системах резки, — это постоянное увеличение максимальной мощности, которую они могут предложить для обеспечения более высоких скоростей резки, более быстрого прожига и, в свою очередь, снижения себестоимости детали. Например, за последние три года производители систем Amada, BLM Group, Bodor Laser, Bystronic и Mazak Optonics (и это лишь некоторые из них) увеличили максимальную мощность своих систем.

Компания Mazak Optonics представила предложение мощностью 10 кВт для своих систем Optiplex Fibre III, позволяющее достичь более высоких скоростей резки и большей производительности. Кроме того, система может резать детали большей толщины, чем ее предшественники, — низкоуглеродистую сталь толщиной до 25,4 мм, нержавеющую сталь толщиной 31,75 мм и алюминий толщиной 31,75 мм, при этом качество кромок деталей также заметно более гладкое и чистое. Система также предлагает ряд интеллектуальных функций для оптимизации работы, таких как контроль диаметра луча, обнаружение фокуса и автоматическое позиционирование фокуса.