Оборудование для лазерной резки металла

Раскрой листового металла лучом лазера – инновационная технология в сфере металлообработки. Основана она на принципе воздействия лазерным лучом на металлическую поверхность. В этой точке металл мгновенно нагревается до температуры плавления, закипает, испаряется, образуя сквозной прожог. При этом зона теплового воздействия на поверхность металла очень мала. Исключены временные или остаточные деформации заготовки, поскольку раскрой проводится без механического воздействия – бесконтактная резка. При этом получается чрезвычайно узкий рез (ширина до 0,15 мм), погрешность размеров и формы заготовки 0,1 мм. Качество кромки идеальное, не требующее последующей дополнительной обработки. 

При раскрое используются вспомогательные газы, которые подаются в зону резки под давлением и выдувают расплавленные остатки металла. При раскрое металлов с высокой температурой плавления и листов большой толщины в рабочую зону подается кислород, который способствует более быстрому нагреву поверхности, повышает скорость резания. Алюминий, нержавейку режут в азотной среде. Для цветных металлов могут применяться инертные газы, например аргон, газовые смеси. 

Технология лазерной резки тонких металлических листов (до 3 мм) и толстых (толщина 20-30 мм) широко применяется во многих производственных отраслях. 

Какое оборудование используется

Для раскроя металлов лазером используются высокотехнологичные станки с ЧПУ. Обрабатывать можно углеродистые и легированные стали, нержавейку, оцинкованную сталь, алюминий и его сплавы, медь, латунь, титан и ряд других цветных металлов. После создания макета будущей детали в векторном формате, проводится тестовый раскрой. При необходимости меняются настройки. После этого запускается серийное производство. 

Любые лазерные станки состоя из следующих основных конструктивных элементов:

• излучателя, создающего луч лазера с заданными характеристиками. Излучатель состоит из активного элемента – рабочего тела, системы накачки., резонатора;
• системы, формирующей и передающей лазерное излучение. Эта система отвечает за фокусировку и направление светового пучка на поверхность заготовки;
• системы, формирующей нужный состав газа и подающей его через сопло в зону раскроя;
• устройства, обеспечивающего перемещение металлической заготовки и лазера;
• системы автоматизированного управления (САУ). 

Лазерные станки бывают трех типов:

• газовые;
• твердотельные;
• газодинамические. 

В газовых установках рабочим телом является газ – чистый углекислый газ или смешанный с азотом и гелием. Он подается в газоразрядную трубку с помощью насоса. Под действием электрических импульсов высокой частоты атомы газа возбуждаются, и начинают излучать. Наиболее распространены щелевидные установки, работающие на чистом углекислом газе. Они небольших габаритов, но достаточно мощные (20 кВт), простые в использовании.

В твердотельном оборудовании активный элемент - стержень из искусственного рубина, неодимового стекла или алюмоиттриевого граната. Он располагается в осветительной камере, в которой установлена газоразрядная лампа-вспышка (лампа накачки). Под воздействием светового потока от лампы стержень начинает излучать. К твердотельным относятся и волоконные лазеры, в которых активным элементом является оптоволокно с добавками редкоземельных элементов. 

Применение газодинамических установок ограничено. Он самое мощное, но сложное и дорогое.