Виды лазерной резки: технология и оборудование

Виды лазерной резки

Вопросы, рассмотренные в материале:

  • Какие бывают виды лазерной резки
  • Какие станки используют для лазерной резки
  • Какова технология лазерной резки

Лазерная резка является довольно популярным способом обработки листовых материалов. Специфические свойства лазерного луча и других вспомогательных элементов позволяют осуществлять раскрой металлических полотен, получая детали с самым замысловатым контуром, который не требует дальнейшей механической обработки. Сегодня мы поговорим о том, какие бывают виды лазерной резки и какое оборудование лучше при этом использовать.

Виды лазерной резки

Выбор вида лазерной резки напрямую зависит от типа материала. Исходя из структурных особенностей исходного полотна, выбирается интенсивность излучения, оптимальное давление и наиболее подходящий состав режущего газа.

1. Лазерно-кислородная резка.

Данный вид лазерной резки металла предполагает использование кислорода в качестве режущего газа. Соприкасаясь с раскаленным металлом, О2 образует экзотермическую реакцию окисления. Стоит отметить, что формирующиеся окислы выдуваются тем же кислородным потоком.

Ширина реза в рассматриваемом случае определяется диаметром сфокусированного луча и скоростью проведения работ. Обратите внимание, что диаметр луча меньше, чем диаметр потока кислорода (примерно на 1-2 мм). С уменьшением толщины исходного материала и увеличением рабочей скорости ширина реза уменьшается. Наименьшее значение данного показателя – чуть меньше 100 мкм. Чем тоньше металлический лист, тем больше давление в струе кислорода.

При работе с тонким листом металла давление составляет 3-4 атмосферы, а при резке исходника толщиной более 25 мм – примерно 0,3 мм. Щель между срезом сопла, который образует кислородный поток, также определяется толщиной исходного материала – от 0,5 мм при резке тонкого листа и до 3 мм при резке листа толщиной 25–30 мм.

Максимальная толщина листа при лазерно-кислородной резке составляет 30 мм (с условием мощности лазера в 6 кВт). При обработке такого материла рабочая скорость падает до своего нижнего предела и приравнивается 0,5 м/мин. Если скорость лазерной резки снизится еще больше, результат работы навряд ли получится удовлетворительным.

2. Кислородная резка с поддержкой лазерным лучом (LASOX).

Рассматриваемый вид лазерной резки снискал особую популярность среди современных мастеров. Суть данного способа состоит в том, что лазерный луч нагревает поверхность материала (примерно до +1 000 °C), после чего на нее воздействует сверхзвуковой кислородный поток. Применение такой технологии особенно актуально при работе с листами большой толщины.

Сверхзвуковая струя образуется под давлением кислорода, величина которого должна находиться в пределах от 6 до 10 атмосфер. Ширина реза получается равна диаметру кислородной струи (от 3 мм и выше). Зазор между срезом сопла и поверхностью листа должен составлять примерно 7 мм. При этом скорость работы обычно не превышает 0,2 м/мин. Эта цифра, конечно, на порядок меньше возможной скорости работы при обычной лазерно-кислородной резке, однако лазерный луч LASOX позволяет обрабатывать материал толщиной в 100 мм (при мощности лазера в 6 кВт).

3. Лазерная резка в инертном газе.

Применение рассматриваемого вида лазерной резки актуально для случаев, когда необходимо избежать окисления кромок металла (при работе с нержавеющей сталью, титаном и сплавами алюминия). В данной технологии отсутствует дополнительный источник нагрева, что значительно снижает эффективность обработки металла.

При использовании инертного газа (азота или аргона) скорость резки металлического полотна получается относительно низкой. Показатель давления режущего газа должен быть высоким – от 10 атмосфер. Диаметр сопла зависит от ширины обрабатываемого листа. Это оказывает существенное влияние на расход газа и на порядок увеличивает итоговую стоимость работ.

4. Лазерное термораскалывание стекла.

Данный вид обработки предназначен для резки хрупких материалов. При использовании технологии материал неравномерно нагревается лазерным лучом, а затем охлаждается газовым потоком. Такая последовательность действий провоцирует возникновение трещины. Возможность перемещения лазерного луча по поверхности материала позволяет варьировать направление трещины, благодаря чему линия резки получается достаточно гладкой.

5. Лазерная испарительная резка.

Сублимационная резка используется в основном в тех случаях, когда на материал подложки нужно воздействовать с особой осторожностью. Обратите внимание, что здесь мы говорим об очень большой интенсивности лазерного излучения. Длина волны излучения лазеров данного вида обычно меньше одного микрометра (это твердотельные, эксимерные лазеры и лазеры на парах металлов).

Подведем небольшой итог: наиболее популярным видом является лазерно-кислородная резка, позволяющая решать большую часть стандартных производственных задач.

Технология лазерной резки

Деформировать поверхность при помощи лазера можно на участке практически любых размеров, поскольку луч довольно быстро концентрирует необходимую для разрушения материала плотность энергии. Так, для резки металлического листа плотность лазерного луча составляет 108 Вт/см2.

Добиться такого результата позволяют следующие свойства лазерного луча:

  • монохроматичность: по сравнению с обычным светом, лазерный луч характеризуется постоянной частотой и длиной волны, что существенно упрощает его концентрацию в нужной точке при помощи несложной системы оптических линз;
  • направленность: возможность сконцентрировать луч на относительно небольшой площади материала (так, направленность прожекторного луча в несколько тысяч раз ниже лазерного);
  • когерентность: лучевая мощность сильно увеличивается за счет резонанса, обусловленного когерентными колебаниями множества волновых процессов, абсолютно согласованно протекающих во времени.

Возможность разделения плотной поверхности при помощи лазерного луча обуславливается его специфическими характеристиками, которые имеют отношение к распространению за счет теплопроводности энергии по объему поверхности, отражению и поглощению излучения, а также некоторыми другими качественными свойствами.

В пределах площади воздействия лазера обрабатываемое изделие нагревается до температуры плавления. Спустя некоторое время материал расплавляется еще больше, т. е. процесс плавления мигрирует вглубь металла. Если продолжать нагревать материал при помощи лазерного луча, расплавившийся металл начнет кипеть и испаряться.

Таким образом, свойства лазерного луча позволяют выполнять резку металла двумя методами:

  • испарением;
  • плавлением.

Использование первого метода возможно только при повышенных энергетических затратах, что не всегда оправдано с экономической точки зрения. Да и осуществить резку толстого горячекатаного листа путем испарения достаточно сложно, поэтому данный метод больше подходит для обработки тонких стальных листов.

В большинстве случаев резку металлических листов осуществляют при помощи плавления. В целях уменьшения энергетических затрат, увеличения скорости резки и возможной плотности материала, в зону реза нередко вдувают вспомогательный газовый состав (инертный газ, кислород, азот или воздух). При таком сочетании речь идет уже о газолазерной технологии.

Отметим, что вспомогательный газовый состав (кислород), выполняет сразу несколько очень важных функций:

  • помогает металлу окислиться и уменьшить его отражающую способность;
  • повышает эффективность воздействия лазерного луча, поскольку в кислородной струе металл горит быстрее;
  • помогает избавиться от продуктов горения металла путем их сдувания, что облегчает поступление газа к области реакции горения.

Резка лазерным лучом является наиболее предпочтительным вариантом воздействия на металлическую поверхность по сравнению с другими видами выполнения подобной операции:

  • Возможно деление на части как листов небольшой толщины от 0,2 мм (например, из меди), так и высокопрочных изделий до 50 мм (например, листов из нержавеющей стали).
  • Оборудование для резки лазером не имеет механического контакта с обрабатываемым материалом, что позволяет работать с быстро деформирующимися и очень хрупкими поверхностями.
  • Чтобы разделить на части нужное изделие, нужно лишь создать в специальной программе соответствующий чертеж, а затем отправить его на блок управления лазерного оборудования. Использование компьютеризированной техники гарантирует максимально высокую точность исполнения задач (до 0,1 мм).
  • Лазерный луч позволяет разрезать тонкие стальные листы на большой скорости, а также обрабатывать изделия из твердых сплавов.
  • Лазерная резка не требует использования форм для литья металлов и дорогостоящих пресс-форм для изготовления небольших партий продукции.
  • Высокая скорость реза, отличная производительность и минимальный расход материала в процессе обработки позволяют снизить себестоимость рассматриваемого вида резки (после применения лазера края изделий не требуют дополнительной обработки).

Плюс ко всему, лазерные установки являются универсальными, что позволяет изготавливать изделия практически любой сложности.

Стоит отметить, что лазерная резка имеет не только достоинства, но и некоторые недостатки:

  • себестоимость одной детали, изготовленной при помощи лазера, выше аналогичного изделия, изготовленного посредством штамповки (при условии, что себестоимость последней не учитывает затраты на подготовку штампа);
  • лазер может обрабатывать металлические изделия ограниченной толщины.

Виды оборудования для лазерной резки

Существует несколько видов станков для лазерной резки.

1. Газовые установки.

Прокачка газа в таких установках может осуществляться продольным или поперечным способом. Действие лазера в станках данного вида основано на возбуждении атомов газа под действием электрического разряда, вследствие чего частицы начинают излучать монохроматический свет. Наиболее популярными сегодня являются щелевидные установки, функционирующие на углекислом газе. Они имеют небольшие габариты, высокую мощность и отличаются простотой применения.

2. Установки твердотельного типа.

Оборудование рассматриваемого вида имеет два основных элемента: лампу накачки и рабочее тело, в качестве которого обычно используется стержень из искусственного рубина с неодимом иттриевого граната в составе. При помощи лампы накачки рабочее тело получает необходимое излучение. Большая часть оборудования твердотельного вида функционирует в импульсном режиме, но есть и модели, которые работают непрерывно.

3. Газодинамические установки.

Рабочий газ в таком оборудовании предварительно нагревается до +2 000…+3 000 °C, а затем на высокой скорости пропускается через специальное сопло и охлаждается. Газодинамические установки имеют очень высокую стоимость, что ограничивает их повсеместное использование.

Стоит отметить, что любая установка для лазерной резки, независимо от ее вида, состоит из следующих базовых элементов:

  • системы, при помощи которой осуществляется образование и передача газа и излучения (ее составными частями являются: сопло, устройство для подачи газа, поворотные зеркала, оптические элементы и т. д.);
  • излучателя с зеркалами резонатора, содержащего активную среду, устройства для накачки и обеспечения модуляции (если она необходима);
  • системы управления и контроля над всеми рабочими процессами;
  • узла, благодаря которому возможно изменение положения обрабатываемой детали и направления лазерного луча.

Почему следует обращаться именно 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.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими 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