Лазерная резка металла

Преимущества лазерной резки

В отличие от штамповочной машины или гибочного пресса станок лазерной резки не использует механическую силу для взаимодействия с металлом. Это исключает появление микроскопических трещины в материале, которые возможны при механической обработке.

• Быстрый рез, благодаря скорости перемещения до 110 м/мин.
• Высокая точность позиционирования (до 0,08 мм) позволяет на 100% повторять заданный контур.
• Ширина реза не более 0,2 мм позволяет сократить расход материала при роспуске.
• Гладкий срез исключает необходимость постобработки.
• Полностью исключается механическое воздействие на металл.
• Малая зона термического воздействия исключает перегрев заготовки и изменение ее структуры.
• С помощью лазерной резки можно обработать стальные, алюминиевые листы, ряд цветных металлов, конструкционные и легированные стали.

Развитие лазерной техники и технологии является сегодня одним из приоритетных направлений ускорения научно – технического процесса.

Технология раскроя

Технология лазерной резки – это раскрой материала путем сквозного прожига лучом лазера листовых металлов. Лазерный луч – это узкий пучок концентрированной энергии высокой мощности. Он практическим не рассеивается, создавая на поверхности металла световое пятно размером в несколько микрон. В этом месте металл мгновенно плавится, закипает и испаряется, причем остальная поверхность не нагревается. Остатки расплава и продукты окисления металла выдувает струя вспомогательного газа.  При раскрое листов довольно большой толщины в рабочую зону подается кислород под давлением, что способствует более сильному нагреву поверхности в точке реза. В отличие от других методов при лазерной резке полностью отсутствует механическое воздействие на раскройный материал. Бесконтактная резка, тонкая и идеально точная, позволяет получить чрезвычайно узкий рез, при котором форма и размеры заготовки выдержаны с точностью до десятой доли миллиметра. Технология раскроя с использованием лазера широко применяется для обработки металлических листов малой и средней толщины (20 – 30 мм) на предприятиях машиностроительной, металлургической и других производственных отраслях. Регулируя мощность излучения, можно выполнять гравировку.

Оборудование для лазерной резки

Оборудование для лазерной резки бывает двух видов:

• с газовым излучателем;
• с твердотельным излучателем.

Рабочим элементом в газовом излучателе является трубка, заполненная газовой смесью (углекислый газ + азот + гелий). Она помещена в оптический резонатор (система зеркал и линз).  Под действием электрических разрядов газовая смесь начинает испускать фотоны, а оптический резонатор усиливает и фокусирует световую энергию. Газовый лазер способен в непрерывном режиме выдавать луч мощностью свыше 20 кВт.

Для раскроя некоторых металлов используются дополнительные газы:

• кислород для металлов с высокой температурой плавления;
• азот – для алюминия и нержавейки;
• аргон – для меди, титана и некоторых других.

Рабочий элемент в твердотельных излучателях – стержень, изготовленный из кристалла или особого стекла (неодимовое стекло, рубины и другое). Под воздействием специальных ламп с излучением, подходящим по спектру, стержень излучает фотоны, световая энергия которых усиливается оптическим резонатором. Мощность установки в диапазоне 1-6 кВт.

Разновидность твердотельного излучателя – оптоволоконный. Это компактные мобильные установки с высокой мощностью и отличной фокусировкой луча (передается по оптоволокну как электрический ток по поводу).

Все оборудование работает в автоматическом режиме: за управление лучом, регулировкой его параметров, концентрацией его в соответствующей точке контура заготовки отвечает компьютер.

Требования к материалам

Для раскроя лазером подходят сталь, алюминий и его сплавы, латунь, медь и другие цветные металлы.

К обрабатываемым материалам предъявляются определенные требования:

• не рекомендуют подвергать обработке металл со следами коррозии или заметными неровностями поверхности;
• при разметке листа нужно учитывать, что от заготовки до краев должно быть не менее 10 мм, а между заготовками – 5-10 мм;
• рекомендуют использовать металлические листы с закругленными углами.

По скорости обработки листового металла, качеству готовой продукции лазерная резка превосходит другие технологии.