Трехмерная лазерная обработка: особенности технологии и ее преимущества
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 5.00 (1 Голос)

Трехмерная лазерная обработка: особенности технологии и ее преимущества

 Трехмерная лазерная обработка

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

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.

Назначение трехмерной лазерной обработки

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

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.

Доступные виды трехмерной лазерной обработки

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.

Технология трехмерной лазерной обработки

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.

Принцип трехмерной лазерной обработки

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.

Преимущества трехмерной лазерной обработки

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.

Процесс трехмерной лазерной обработки

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.

 

Разновидности трехмерной лазерной обработки

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.Чертежей для трехмерной лазерной обработки
  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.

  • Особенности лазерной резки листовой стали и мониторинг качества образцов после лазерного воздействия

    Особенности лазерной резки листовой стали и мониторинг качества образцов после лазерного воздействия

    Представлено описание автоматизированного лазерного комплекса с квантовым генератором мощностью 8 кВт, качество пучка которого не хуже, чем у одномодового лазера. Показана возможность использования такого комплекса в заготовительном производстве для резки листовых углеродистых и нержавеющих сталей. Контроль качества материала заготовок показал, что его свойства соответствуют стандартам. Ключевые слова: технологические газовые лазеры, самофильтрующие резонаторы, газолазерная резка листового металла, технологические параметры, структура и свойства заготовок
  • Чертежи для лазерной резки: точность – гарантия правильной и быстрой работы

    Чертежи для лазерной резки: точность – гарантия правильной и быстрой работы

    В настоящее время лазерные технологии используются в самых разных видах человеческой деятельности. А резка с помощью лазерного луча вообще лидирует среди всех известных способов раскроя материалов. Работа выполняется быстро и аккуратно, особенно при задействовании станка с ЧПУ. В этом случае используется специальная программа, для создания которой необходимы чертежи для лазерной резки.
  • Устойчивость сварочных столов как одно из основных требований к конструкциям

    Устойчивость сварочных столов как одно из основных требований к конструкциям

    За последние пару десятков лет технологии сварки претерпели немало изменений. Постоянный поиск эффективных и доступных решений, которые могли бы облегчить операцию и сделать ее более универсальной, дал свои результаты. Появились новые, улучшенные модели сварочных аппаратов и поменялся состав электродов. Столы для сварки тоже изменились. Теперь их изготавливают из более качественных материалов. Благодаря этому функциональность, надежность и устойчивость сварочных столов сейчас на довольно высоком уровне. В наши дни ни один сварочный процесс не проходит без такой установки. Она оснащена множеством приспособлений, которые позволяют работать с самыми сложными металлоконструкциями.
  • Услуги плазменной резки: точно, аккуратно, выгодно

    Услуги плазменной резки: точно, аккуратно, выгодно

    Технология плазменной резки идеальна для металлообработки листов высоколегированной стали. Любой специалист подтвердит, что механические способы резания на обычном станке или с помощью болгарки не могут обеспечить такой точности, как плазмотрон, из-под резца которого выходят детали, четко соответствующие чертежам. При этом отходы металла минимальны. Какой принцип работы у плазмотронов, почему стоит заказывать услуги плазменной резки, а также ряд других вопросов рассмотрим в этом материале.
  • Струбцины для сварочного стола: их виды и характеристики

    Струбцины для сварочного стола: их виды и характеристики

    Одним из основных элементов, которыми оснащаются все сварочные столы, являются струбцины. Удобство и многообразие форм оснастки позволяет сварщику комфортно и легко работать с заготовками, различными по размеру и конструкции. За счет использования этих вспомогательных элементов подготовительный этап сварочных работ существенно упрощается. В статье поговорим о том, что представляют собой струбцины для сварочного стола.
  • Методы бережливого производства для сокращения потерь и увеличения эффективности

    Методы бережливого производства для сокращения потерь и увеличения эффективности

    По максимуму исключить производственные потери и издержки стремится каждая современная компания. Для этого многие прибегают к такому методу управления, как бережливое производство. Концепция подразумевает участие всех без исключения сотрудников в оптимизации предприятия. Ниже мы подробно разберем методы бережливого производства, рассмотрим все необходимые инструменты и способы внедрения.
  • Система кайдзен: как грамотно внедрить ее на производстве

    Система кайдзен: как грамотно внедрить ее на производстве

    Современные компании из Японии занимают лидирующие позиции в самых разных сферах производства, выводя страну на четвертое место в мировом рейтинге по объему ВВП. Успех этого государства объясняется, с одной стороны, высокой работоспособностью его жителей, а с другой – использованием грамотной управленческой стратегии. Именно о ней и пойдет речь в нашей статье – вы узнаете, что такое система кайдзен, на какие основные принципы она опирается, может ли дать столь высокие результаты на вашем предприятии и как ее правильно внедрить.
  • Металлические стеллажи для склада: преимущества, разновидности, правила выбора

    Металлические стеллажи для склада: преимущества, разновидности, правила выбора

    Правильное обустройство складского помещения – важная задача, от решения которой зависит скорость погрузки и разгрузки товара, удобство поиска нужных наименований, общий вид помещения и т. д. Системы хранения должны обладать максимальной вместимостью, а также быть прочными, надежными и долговечными. О том, как выбрать металлические стеллажи для склада и на что нужно обратить внимание при покупке, читайте в нашей статье.
  • Лазерная резка металла: разбираемся в тонкостях технологии

    Лазерная резка металла: разбираемся в тонкостях технологии

    Лазерная резка металла производится при помощи специальной установки, формирующей лазерный луч. Благодаря своим свойствам луч способен фокусироваться на поверхности небольшой площади, создавая энергию высокой плотности, быстро разрушая любой материал. Далее вы узнаете обо всех тонкостях резки металла с помощью лазера.

Экспресс расчет
стоимости заказа

Узнайте предварительную стоимость заказа,
отправив нам необходимую информацию:

Добавить файл
Акция