Трехмерная лазерная обработка: особенности технологии и ее преимущества

Трехмерная лазерная обработка: особенности технологии и ее преимущества

 

Вопросы, рассмотренные в материале:

  • В каких областях применяется трехмерная лазерная обработка
  • Что включает в себя технология трехмерной лазерной обработки
  • Каковы преимущества трехмерной лазерной обработки
  • Каковы правила подготовки чертежей для трехмерной лазерной обработки

Современная промышленность давно ушла от примитивных деталей из металла слесарной или токарно-фрезерной обработки, заменив их изделиями высокой точности. Трехмерная лазерная обработка и новейшее программное обеспечение дают возможность изготавливать предметы из самых разнообразных материалов, решать передовые инженерно-технические задачи. Казалось бы, еще вчера все эти способы больше походили на фантастику, а теперь без них не обходится ни одно производство, начиная от изготовления бытовых мелочей и заканчивая космическими технологиями.

Применение трехмерной лазерной обработки

Сфокусированное излучение лазера дает возможность обрабатывать большинство металлов и сплавов, вне зависимости от их теплофизических характеристик. Во время резки материал не подвергается механическому воздействию, поэтому изменения незначительны. За счет этих особенностей можно очень точно обрабатывать даже нежесткие детали, склонные к деформации.

Система трехмерной лазерной обработки незаменима при выполнении обширного спектра работ: резка, сварка, микросверление, наплавка, маркировка, закалка, пр.

Трехмерная (объемная) 3D-резка металла лучом лазера активно используется при производстве штампов, матриц, пуансонов, клейм, клише для тиснения и иных разновидностей изделий. Дело в том, что этот способ изготовления входит в число самых доступных по цене, при этом точных и быстрых. Немаловажно, что он не требует дополнительной доработки изделия.

Существуют такие способы трехмерной лазерной обработки:

  • резание листового материала по сложному контуру;
  • прошивание отверстий;
  • сварка;
  • разметка, маркировка;
  • поверхностная термообработка (закалка, отпуск).

К помощи лазера прибегают, если нужно произвести точную нарезку фасонных деталей из металла либо заготовки слишком хрупкие, твердые, недостаточно жесткие или сложные, а значит, с ними невозможно справиться каким-либо иным способом.

Лазер незаменим при изготовлении штучных сложных деталей, отметим, что количество экземпляров практически не сказывается на себестоимости работы.

Для трехмерной лазерной обработки подходят следующие материалы:

  • углеродистая сталь;
  • конструкционная сталь;
  • трансформаторная сталь;
  • нержавеющая сталь;
  • алюминиевые сплавы;
  • титан;
  • медь;
  • керамика;
  • графит;
  • дерево;
  • фанера;
  • толстый картон;
  • наждачная бумага;
  • резина;
  • стекло;
  • все виды пластиков (даже оргстекло);
  • кожа, пр.

Основные виды трехмерной лазерной обработки

Сегодня производству доступны несколько видов трехмерной лазерной обработки:

  1. Лазерно-кислородная резка. В качестве рабочего газа используется кислород, с чем и связано такое название метода. От контакта кислорода с очень горячим металлом запускается экзотермическая реакция окисления. При нарезке железа тепла обычно выделяется в 3–5 раз больше, чем составляет подводимая мощность лазера. Образующиеся в области разреза окислы сдуваются той же струей кислорода.
  2. Кислородная резка с поддержкой лазерным лучом. Сегодня толстолистовая сталь все чаще режется при помощи этой технологии. Металл нагревается лучом примерно до +1000 °С, далее на горячую поверхность направляют струю кислорода со сверхзвуковой скоростью.
  3. Лазерная резка в инертном газе. Данный метод применяется, если требуется избежать окисления кромок реза. Например, при обработке лазером нержавеющей стали, титана, сплавов алюминия. Отметим, что этот способ менее эффективен, чем лазерно-кислородная технология, поскольку в нем нет дополнительного источника нагрева.
  4. Лазерное термораскалывание стекла. Суть этой технологии в неоднородном нагреве хрупкого стекла лучом лазера и его охлаждении с помощью струи инертного газа. За счет разницы температур появляется трещина – ее траекторией управляют, смещая лазер по поверхности стекла. Таким образом у стеклянного предмета получается гладкая, ровная грань.
  5. Лазерная испарительная (сублимационная) резка. Данный метод требует высокой интенсивности излучения в режиме очень коротких импульсов длиной в нано- и пикосекунду.

Технология трехмерной лазерной обработки

При трехмерной лазерной обработке металла луч концентрируется на его поверхности и создает область повышенного нагрева. Высокая температура наблюдается на площади, размеры которой исчисляются в квадратных микронах. Таким образом, поверхность разогревается, плавится и частично испаряется.

Бесплатная консультация

Высокая мощность излучения позволяет добиться отличной производительности. При этом рез имеет настолько высокое качество, что в полученных отверстиях можно делать резьбу. Другое немаловажное достоинство трехмерной лазерной обработки состоит в легком и относительно простом управлении лучом. За счет этого получается производить обработку по сложному контуру плоских и объемных предметов с высокой степенью автоматизации процесса.

Сам принцип трехмерной лазерной обработки не представляет собой ничего сложного. Излучаемый свет поступает на линзу, где фокусируется, после чего выводится на обрабатываемую деталь. Там он выжигает тонкий слой, из-за чего на материале образуется углубление.

Повторные проходы в разных направлениях формируют необходимые углубления – так постепенно появляется объемное 3D-изображение. С поверхности металла слой за слоем выжигается лишнее, а остается лишь форма, заданная на мониторе управляющего компьютера.

Комплекс трехмерной лазерной обработки считывает траекторию движения лазера из САПР и самостоятельно выбирает управляющую программу, отталкиваясь от заложенных в него параметров. Еще одна функция данного комплекса – это 3D-лазерная сварка.

Система подачи профиля обладает жесткой конструкцией, что вместе с 64-битными NC-системами это обеспечивает исключительную точность и хорошую скорость обработки металла. Комплекс оснащен системой стабилизации, а лазерный луч имеет постоянную длину – все это позволяет сохранять стабильное качество реза. В комплексе установлена система трехмерного автоматизированного проектирования, 3D CAD-файлы можно импортировать в комплекс через компьютер в любом формате.

Как мы уже говорили, лазерная резка позволяет избежать механического воздействия на материал и обеспечивает минимальные деформации. За счет этого достигается высокая точность, даже когда речь идет о нежестких заготовках.

Производительность такого типа трехмерной обработки зависит от двух показателей: скорости резки и степени автоматизации оборудования. В среднем она колеблется в пределах 1–9 м/мин, при условии, что обрабатываемый металл имеет толщину 26–0,5 мм. Максимальные скорость резки и толщина материала обычно пропорциональны выходной мощности лазера.

Компактный и интеллектуальный сварочный робот, о котором мы уже упоминали, автоматически сваривает детали в труднодоступных местах. От оператора требуется только запрограммировать его, задать траектории перемещения и сварки и установить сварочные режимы. После чего система действует по управляющей программе – робот движется по заданной траектории, огибая препятствия, и проваривает все необходимые швы.

Преимущества трехмерной лазерной обработки

Безусловно, комплекс трехмерной лазерной обработки – это серьезное технологическое достижение. Дело в том, что он позволяет легко раскраивать любые пространственные траектории металлических изделий.

За счет применения трехмерных технологий при нарезке металла удается достаточно быстро получить высококачественные образцы разных форм с минимальными издержками. В результате геометрия изделий безупречна, а при их изготовлении не образуются отходы производства.

Япония издавна славится объемной гравировкой на металле. Шкатулки, вазы, сугэмоно (богато украшенные небольшие сумочки), декоративные элементы знаменитых мечей – вот лишь краткий список вещей, украшавшихся в этой стране при помощи гравировки. Изделия, оформленные при помощи метода объемной гравировки, до сих пор хранятся в коллекциях музеев и ценителей искусства по всему миру.

Современная лазерная гравировка ушла далеко вперед от механической сразу по многим характеристикам. Начнем с того, что она отличается большей точностью и низкой ценой. Немаловажно и то, что 3D-гравировка подходит для декорирования как плоских, так и сферических поверхностей. Лазерная трехмерная гравировка практически лишена ограничений, вызванных сложностью или размерами изображения. Как вы уже поняли, данная технология позволяет создать на металлической поверхности практически любой рельеф.

Нередко трехмерная резка при помощи лазера способна заменить целый ряд операций, что экономит время, а значит, делает весь технологический процесс более дешевым.

Еще одним очень важным в современном мире достоинством обработки лазером можно назвать минимальное количество отходов. Дело в том, что раскрой оптимизируют посредством специального алгоритма. Не менее важно и то, что описываемый нами метод обработки довольно гибок, поэтому дает возможность значительно расширять номенклатуру производимых изделий.

Качество обработки металла непосредственно сказывается не только на внешнем виде, но и на надежности и сроке службы деталей. Чаще всего лазер используется для резки металла – для этого могут применяться различные технологии. Однако самой лучшей специалисты сегодня называют лазерную резку металла, обеспечивающую идеальное качество реза, высокую скорость обработки при скромных расходах.

Сегодня лазерное оборудование для резания металла стало достаточно популярно, поэтому многие компании предлагают услуги по обработке нержавеющей стали и других металлов. Но не каждая из них может похвастаться трехмерной резкой, ведь для такой работы необходимы современные роботизированные комплексы.

3D-резка металла необходима при работе с объемными изделиями и применяется при производстве деталей для разнообразных агрегатов, строительных конструкций, промышленного оборудования, пр. Благодаря этому методу вы быстро получите результат высокого качества с минимальными затратами.

Трехмерная технология подходит для самых разнообразных металлов, даже тех, которые отличаются повышенной хрупкостью, подвержены деформации или, наоборот, входят в число самых твердых. Повторим, что после такой резки последующую обработку не производят.

 

Трехмерная лазерная резка отличается от других способов обработки большой точностью в разных геометрических проекциях и очень высокой скоростью – до 4 м/мин. Еще один плюс состоит в возможности быстро перенастраивать ЛТО и высокой автоматизации работы.

Помимо того, что трехмерная резка при помощи робота отличается повышенной точностью, таким образом расширяются возможности обработки и количество используемых технических подходов.

Подчеркнем, что резка лазером является экологически безопасной технологией, которая не способна навредить окружающей среде и здоровью персонала, обслуживающего комплекс. Во время лазерной резки металла на станках с ЧПУ энергия и материалы расходуются максимально экономно.

5 правил подготовки чертежей для трехмерной лазерной обработки

Желательно, чтобы чертежи деталей в электронном виде были в формате «AutoCAD» (любые версии) с расширением .DXF или .DWG. Во время подготовки чертежей нужно помнить несколько существенных правил:

  1. На один чертеж должен приходиться один файл, в масштабе 1:1.
  2. Внешний и внутренний контуры обязательно замкнутые и нанесены при помощи команд «LINE», «CIRCLE», «ARC». Произвести резку не удастся, если при создании контуров использовались команды «SPLINE», «ELLIPSE».
  3. При работе с кривыми линиями нужно максимально ограничивать количество мелких линий или дуг, объединяя их в более крупные. Таким образом получится более ровный рез.
  4. Не допускаются наложения линий, так как лазер воспримет их как команду повторно резать по одному месту.
  5. На чертеже обязательно указываются материал и количество необходимых деталей.

Отметим, что даже если файл соответствует всем названным требованиям, на его технологическую подготовку к трехмерной лазерной резке все равно уйдет некоторое время.

Почему следует обращаться к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

  • цветные металлы;
  • чугун;
  • нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

  • Сварочно-монтажные столы

    Сварочно-монтажные столы

    16мм System – множество применений Сборочно-сварочные столы System16 - функциональность и надежность Компания «ВТ-Металл» разрабатывает и собирает столы для сварки и сборки деталей. Кроме того, мы выпускаем всю необходимую оснастку к ним. Мы предлагаем оборудование, подходящее как для серийного производства, так и для небольшой мастерской, где создаются штучные изделия. При этом наши сварочно-монтажные столы используются и в строительстве, и в металлообработке, и в автомобилестроении – словом, там, где важна надежность результата, скорость и точность работ. Ведь разнообразие сварочной оснастки к столам позволяет создавать любые, даже самые сложные конструкции. А наш гибкий и нестандартный подход в сочетании с опытом в производстве такого оборудования позволяет предлагать лучшие решения на сегодняшний день. Цены на типовые размеры столов Размер столаНаименованиеСтоимость Сварочно-монтажный стол СМС - 500х1000 smsg-10051016 46 500 руб. Сварочно-монтажный стол СМС - 800х1200 smsg-12081016 82 000 руб. Сварочно-монтажный стол СМС - 1000х1000 smsg-10101016 85 000 руб. Сварочно-монтажный стол СМС - 1200х1200 smsg-12121016 119 000 руб. Сварочно-монтажный стол СМС - 1500х1000 smsg-15101016 123 500 руб. Сварочно-монтажный стол СМС - 1500х1500 smsg-15151016 181 250 руб. Сварочно-монтажный стол СМС - 2000х1000 smsg-20101016 162 000 руб. Сварочно-монтажный стол СМС - 2400х1200 smsg-24121016 240 000 руб. Сварочно-монтажный стол СМС - 3000х1500 smsg-30151016 358 500 руб. Набор №1 "Начальный" 18 предметов  n1-0101816 36 936 руб. Набор №2 "Базовый" 49 предметов  n1-0104916 93 062 руб. Набор №3 "Стандартный" 84 предметов  n1-0108416 164 266 руб. Набор №4 "Профессиональный" 117 предметов  n1-0111716 262 266 руб. Если вы не нашли приемлемый для вас размер стола, мы изготовим его на заказ. Производим сварочно-монтажные столы от 1000х500 до 3900х1900. ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ЗАКАЗ ВЫПОЛНИМ ЗА 14 ДНЕЙ Рассчитайте стоимость стола по индивидуальным параметрам Рассчитать стоимость   Характеристики стола System 16: СИСТЕМНОЕ ОТВЕРСТИЕ 16мм ТОЛЩИНА МАТЕРИАЛА от 10мм  до 12мм БОКОВАЯ СТЕНКА - высотой 100 мм - расстояние между отверстиями 50 мм - шаг матричной сетки 50 мм Высота опор  750 мм НАГРУЗКА на 4 опоры = 2.000 кг на 6 опор = 3.000 кг РЕБРА ЖЕСТКОСТИ Множественные ребра внутри стола служат для обеспечения большей стабильности и точности  Универсальность – одно из главных отличий сборочного стола для сварки от «ВТ-Металл». Объединяя различные элементы: плиты, опоры, детали оснастки для сварки – вы можете создать целый комплекс, решающий именно ваши задачи. С помощью 16мм системы возможно производство различных изделий. Причем, перенастройка оборудования для создания новых деталей, как и для внесения изменений в конструкцию уже существующего изделия, делается очень легко и быстро. Множество вариантов использования, благодаря оснастке различных типов, делает это оборудование незаменимым, позволяя организовать полноценное производство с минимумом вложений.
  • Навесные кронштейны

    Навесные кронштейны

    Навесные кронштейны Создание вентилируемых фасадов невозможно без монтажных кронштейнов. Главное назначение этих элементов – воспринимать действующую нагрузку и передавать ее к несущей конструкции строения. Правильно выбранный кронштейн для навесных фасадов обеспечивает надежность и безопасность всей системы. На общую прочность конструкции влияют следующие факторы:   вес облицовочных элементов; отклонение поверхности стены от вертикали; величина вылета; шаг размещения кронштейна в навесном фасаде. Еще одно назначение данных элементов – крепление на стене оборудования и иных тяжелых предметов. Такой кронштейн для навесных агрегатов должен выдерживать тяжесть устройства, обеспечивать удобство обслуживания, поэтому его следует заказывать только у проверенных изготовителей. Наша компания предлагает комплексный набор услуг по изготовлению металлических изделий простых и сложных конструкций. Благодаря новейшим станкам с программным обеспечением, использованию лазерной резки мы имеем возможность быстро изготовить необходимое количество навесных кронштейнов. Вы можете заказать у нас как стандартные конструкции, так и детали, изготовленные по чертежам, разработанным индивидуально. Мы гарантируем достойное качество работы соответственно Вашим требованиям. Чтобы сделать заказ, Вы можете обратиться к нам по телефону +7(495) 960-62-45 или написать по адресу info@vt-metall.ru
  • Фасадные кронштейны

    Фасадные кронштейны

    Фасадные кронштейны Кронштейны на фасаде предназначены для закрепления несущего профиля на внешней стене. Их размеры, материал и конструкция зависят от структуры поверхности и материала облицовки. Кронштейн выполняет основную несущую функцию. Поэтому от того, насколько правильно он выбран, в конечном итоге зависит надежность всей фасадной системы. Изготовление таких элементов является одним из ведущих направлений производственной деятельности компании Vt-metall. Изделия нашли применение в следующих сферах: в строительной индустрии, архитектуре. В качестве кронштейнов для фасадных систем используются изделия из алюминия и оцинкованной стали. Наша компания производит оба вида перечисленных деталей как стандартных размеров, так и по чертежам заказчика. Фасадный кронштейн из оцинкованной стали Фасадные кронштейны с оцинкованной поверхностью используются в стальных системах, где все они являются несущими, независимо от расположения. Таким образом, вес облицовки равномерно распределяется по всей площади. Коэффициент теплового расширения стали сравнительно невелик (9,9 Х 10-6 м/мК против 22,2 Х 10-6 м/мК у алюминия), поэтому все соединения надежно зафиксированы, не имеют термических швов. Наша компания изготавливает оцинкованные кронштейны из металлических листов, после чего на поверхность деталей гальваническим методом наносится антикоррозионный слой цинка. Благодаря такому защитному покрытию детали получают устойчивость к внешним атмосферным воздействиям и коррозии. Мы предлагаем нашим клиентам различные стальные кронштейны для фасадов. Наиболее прочными являются детали с двумя ребрами жесткости, выдерживающие значительные нагрузки на изгиб. Одной из наиболее востребованных конструкций является «Сканрок». Благодаря продуманному строению он при малой толщине (1−2,5 мм, стандарт – 1,2 мм), может использоваться при навешивании тяжелой облицовки (керамогранита, стальных кассет, фиброцемента) в одно- и двухконтурных фасадных системах. Жесткость крепления узлов обеспечивается заклепками и/или саморезами. Фасадный кронштейн из алюминия Такой кронштейн изготавливается из алюминиевых сплавов, обладающих необходимым запасом прочности. Он нашел основное применение в обустройстве вентфасадов с алюминиевой подсистемой. В зависимости от положения в конструкции элемент может быть ветровым или несущим, что влияет на его вид и расположение/форму отверстий для крепежа. Проконсультироваться с нами, чтобы заказать, выбрать или купить фасадные кронштейны, можно по телефону +7 (495) 960-92-45 или электронному адресу info@vt-metall.ru.

 

Получите консультацию нашего специалиста:

Задавайте свои вопросы или закажите предварительный расчет стоимости работ,
чтобы убедиться – у нас доступные цены и оперативное исполнение

Акция