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.

  • Что можно варить аргонной сваркой: особенности технологии

    Что можно варить аргонной сваркой: особенности технологии

    Что можно варить аргонной сваркой? Да практически все! И это радует, ведь соединить детали из различных цветных металлов и сплавов обычными методами иногда не представляется возможным. С другой стороны, технология аргонной сварки достаточно сложна и обладает своей спецификой. Поэтому прежде чем приступать к работе, нужно как можно более тщательно изучить особенности данного способа металлообработки.
  • Сварной забор 3D: преимущества и пошаговая инструкция по установке

    Сварной забор 3D: преимущества и пошаговая инструкция по установке

    Сварной забор 3D – это недорогая утилитарная конструкция, не лишенная эстетических качеств. Подобное решение позволяет выполнить сразу несколько задач: обозначение периметра участка, защита территории от несанкционированного доступа, установка недорогой крепкой и устойчивой к коррозии ограды. При производстве секций забора используется металлический прут из горячекатаной стали. Все элементы проходят процессы оцинкования и окрашивания. Больше о технологии изготовления и монтажа вы узнаете из нашего материала.
  • Сварка тонкостенных труб: выбор технологии

    Сварка тонкостенных труб: выбор технологии

    Сварка тонкостенных труб – один из наиболее востребованных методов. Металлические фермы, теплицы, легкие каркасные конструкции – во всех этих случаях используются профильные трубы. Несмотря на преимущественно бытовое применение изделий, изготовленных таким способом, данный вид сварки нельзя назвать простым. Требуется учитывать множество нюансов для выполнения качественного сварного шва. Что это за тонкости, какими методами осуществляется сварка, читайте в нашем материале.
  • Какая полуавтоматическая сварка лучше – с газом или без?

    Какая полуавтоматическая сварка лучше – с газом или без?

    Какая полуавтоматическая сварка лучше – с использованием газа или без него? Ответить на эти вопросы достаточно сложно. У каждой технологии есть свои достоинства и недостатки, поэтому тот или иной метод лучше использовать в зависимости от конкретной ситуации. Вообще, сварка полуавтоматом, причем любым из способов, на сегодняшний день является одним из самых востребованных видов металлообработки. Но чтобы правильно воспользоваться ее преимуществами, нужно иметь представление о технологических нюансах каждого метода.
  • Вертикальный шов дуговой сваркой: обзор техник и методов

    Вертикальный шов дуговой сваркой: обзор техник и методов

    Вертикальный шов дуговой сваркой является довольно сложным приемом, который частенько ставит в тупик начинающих сварщиков. Главная проблема заключается в том, что расплавленный металл течет вниз, создавая тем самым барьер для продвижения основного шва. Из-за наличия электродных шлаков место соединения получается некачественным, и работа идет насмарку. Однако есть способы этого избежать. Естественно, что без практики нельзя научиться и лучше довериться специалистам. Но если есть желание все сделать самому, то знание правил сварки вертикальных швов значительно упростит процесс. В нашей статье мы подробно разберем, как правильно осуществлять такую процедуру и какие особенности нужно учитывать.
  • Универсальные металлические стеллажи: виды и конструктивные особенности

    Универсальные металлические стеллажи: виды и конструктивные особенности

    Универсальные металлические стеллажи – это лучшее решение в ситуации, когда необходимо быстро обставить торговое, складское или офисное помещение. Как следует из названия, такой тип конструкции подходит для большинства задач, соответствуя как технической, так и эстетической стороне вопроса. Однако несмотря на универсальность, такие металлические стеллажи имеют свои особенности, которые нужно учитывать перед приобретением. Например, не имея задачи хранить тяжелые предметы, нет смысла покупать особо прочные конструкции. В нашей статье мы расскажем о том, какими бывают универсальные стеллажи, из чего они состоят и как правильно их выбирать.
  • Столешница для сварочного стола: выбор конструкции и материала

    Столешница для сварочного стола: выбор конструкции и материала

    Столешница для сварочного стола конструктивно представлена несколькими видами. Все зависит от задач, которые стоят перед сварщиком, рабочего оборудования и финансовой составляющей – бюджета, выделенного на покупку или самостоятельное изготовление стола. Это может быть сплошной перфорированный лист металла, столешница, изготовленная из профильных труб или швеллеров, простая либо поворотная конструкция. Подробнее о выборе материалов, необходимых инструментах и схемах столешниц читайте в нашем материале.
  • Металлические стеллажи для инструмента: критерии выбора

    Металлические стеллажи для инструмента: критерии выбора

    Металлические стеллажи для инструмента – это универсальные системы хранения, которые в основном используются в небольших мастерских и гаражах. Главные их преимущества: прочность конструкции, простота сборки и невысокая стоимость готового изделия. Существуют различные виды металлических стеллажей для инструмента. Отличаются они не только конструктивно, но и способом крепления. Также есть возможность установки различных полок. Больше информации о подобных приспособлениях для инструмента вы найдете в нашем материале.
  • Корпус для радиоаппаратуры: разбираемся в материалах, покрытии, видах

    Корпус для радиоаппаратуры: разбираемся в материалах, покрытии, видах

    Корпус для радиоаппаратуры является важным элементом всего изделия. От его качества зависят надежность и срок службы прибора. Даже несмотря на то, что большая часть корпусов для РЭА изготавливается из прочного металла, все равно без правильного проектирования и оценки условий работы не обойтись. Не менее важно и то, как будет изготовлен корпус. Существует несколько технологий, каждая из которых имеют свои особенности и, что самое главное, стоимость. В нашей статье мы расскажем, какие бывают корпуса для радиоаппаратуры, из чего и как их производят, что нужно сделать, чтобы проектирование этого элемента было правильным.

Экспресс расчет
стоимости заказа

Узнайте предварительную стоимость заказа,
отправив нам необходимую информацию:

Заказать звонок

Узнайте предварительную стоимость заказа,
отправив нам необходимую информацию:

Акция