Лазерная резка для машиностроительного производства

На данный момент основной технологией при производстве высокоточных сложных механизмов для машиностроительного производства является лазерная резка. Это быстрый, высокотехнологичный процесс, позволяющий получать продукцию высокого качества, сократить расходы материала. В мировом машиностроительном производстве эта технология обозначается как LBC (от англ. Laser Beam Cutting).

Суть ее заключается в раскрое листового металла для придания ему необходимой формы путем его сквозного прожигания лучом лазера, который представляет собой концентрированный пучок энергии. Он создает световое пятно диаметром в несколько микрон. Металл в этом месте сразу плавится, закипает и испаряется, причем нагрев не затрагивает прилегающие зоны. Продукты окисления металла выдувает струя  вспомогательного газа. Кислород, подаваемый под давлением в рабочую зону, применяют при раскрое металла большой толщины, поскольку он усиливает нагрев в точке реза. Это бесконтактный способ раскроя, механическое воздействие на заготовку отсутствует. В связи с этой особенностью, эта технология применима к материалам, разным по хрупкости и прочности. Лазерный луч режет и тонкую сталь, и тугоплавкий металл с одинаковым результатом. При лазерной резке получается чрезвычайно узкий рез (размеры выдержаны до десятых долей миллиметра). Резка лазером активно применяется в машиностроительном производстве для раскроя металла малой и средней (20 мм) толщины.  

Преимущества технологии

Все большее число предприятий, производящие узлы и механизмы для машиностроительного производства, применяют лазерную резку как основную. Это обусловлено ее многими достоинствами:

• быстрый раскрой за счет высокой скорости перемещения лазерного луча (до 110 м/мин);
• высокая точность;
• последующая обработка краев реза не требуется;
• отсутствие механического воздействия на заготовку;
• возможно получение деталей любой формы;
• экономия металла, поскольку практических нет отходов;

Применима для обработки конструкционных и легированных сталей, алюминия и его сплавов, меди, латуни, титана и некоторых других цветных металлов.

Установки для резки лазером

На предприятиях машиностроительной отрасли используются лазерные станки ЧПУ с излучателями двух типов: с газовым или с твердотельным. 

В газовом излучателе рабочий элемент – трубка со смесью из углекислого газа, азота и гелия. Газовая трубка расположена в оптическом резонаторе. Атомы газовой смеси возбуждаются под действием электрических разрядов, испускают фотоны, световую энергию которых усиливает и фокусирует оптический резонатор. Эта установка способна выдавать луч мощностью более 20 кВт в непрерывном режиме.

В станках с излучателем твердотельного типа в качестве рабочего элемента применяется стержень, изготовленный из искусственного рубина или из неодимового стекла. На него воздействует лампа накачки, передавая излучение. Мощность этих установок от 1 до 6 кВт. 

Высокая степень автоматизации требует минимального участия человека в процессе лазерной обработки. Нужно только задать параметры геометрии будущей детали и компьютер будет сам управлять лучом, настраивать его параметры и фокус. 

Эта технология превосходит все другие способы по скорости обработки и качеству получаемой продукции. Ее дальнейшее развитие – одно из основных направлений ускорения НТП.