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.

  • Изготовление балок из металла: разбираемся в маркировке, производстве и дефектах

    Изготовление балок из металла: разбираемся в маркировке, производстве и дефектах

    Изготовление балок из металла возможно как в крупных промышленных масштабах, так и по индивидуальным проектам. Несмотря на то, что изделия имеют определенную классификацию, в бытовом общении под таким элементом имеют в виду двутавровую балку. В любом случае задачи и функции у этого элемента одни – обеспечить необходимую прочность конструкции. В зависимости от условий эксплуатации металлические балки имеют специальную маркировку. В нашей статье мы расскажем, как и на чем изготавливают эти конструкционные элементы, какие бывают дефекты, а также опишем преимущества и недостатки балок.
  • Виды токарной обработки: обзор технологии и методов

    Виды токарной обработки: обзор технологии и методов

    Различные виды токарной обработки являются наиболее востребованными методами для придания металлическим заготовкам требуемых параметров. Тип оборудования играет важную роль, так как от него зависит возможность выполнения тех или иных операций. Не менее значимым является и тип резцов, которыми обрабатывается деталь. Качественную токарную обработку отличает полное соответствие изделия чертежу, однако в ходе работ нередко появляется брак. В нашей статье мы расскажем, какие существуют виды токарной обработки, какие для этого требуются оборудование и инструменты, а также разберем причины появления некачественной продукции.
  • Фрикционные диски для станков: применение, виды, причины износа

    Фрикционные диски для станков: применение, виды, причины износа

    Фрикционные диски для станков являются ключевым элементом муфты и служат для плавной передачи усилия от двигателя к движущимся частям агрегата. Эти устройства различаются по форме, диаметру, материалам изготовления накладок. Немаловажную роль играет их количество в муфте. Из нашего материала вы узнаете, какие виды фрикционных дисков используются в станках, как их количество влияет на плавность хода оборудования, а также причины их преждевременного износа.
  • Скорость лазерной резки: выбор оптимального оборудования

    Скорость лазерной резки: выбор оптимального оборудования

    Скорость лазерной резки – один из основных параметров, определяющих качество и себестоимость обработки металлических заготовок. Насколько быстро будет осуществляться рез, зависит от мощности установленного оборудования, типа и толщины металла. Из нашего материала вы узнаете, как выбрать оптимальный режим реза, обеспечивающий высокое качество при максимальной окупаемости металлообработки. Для вашего удобства в статье мы разместили сводные таблицы, которые помогут подобрать мощность лазерной установки в зависимости от толщины металла.
  • Лотки из нержавеющей стали: ключевые характеристики и главные функции

    Лотки из нержавеющей стали: ключевые характеристики и главные функции

    Лотки из нержавеющей стали бывают разных видов, но чаще всего речь идет о тех, которые служат для организации систем водоотведения. Причем эти конструкции подходят как для наружного, так и внутреннего применения. Под последним имеются в виду различные технические и бытовые помещения. Именно этот тип лотков позволяет организовать отведение воды даже в таких условиях, где критически важно поддержание высокого уровня санитарно-гигиенических норм. В нашей статье мы расскажем про функции таких лотков, поговорим об их разновидностях и особенностях выбора и монтажа.
  • Качество лазерной резки: определение оптимальных параметров

    Качество лазерной резки: определение оптимальных параметров

    Высокое качество лазерной резки является одним из основных параметров, определяющих выбор данного типа оборудования для обработки металлических изделий. Лазер позволяет совмещать высокую скорость работы с качественными характеристиками обработки детали: ровность края и углов реза, точность. Качество реза определяется рядом параметров: толщиной обрабатываемой заготовки, мощностью излучателя, типом металла. Из нашего материала вы узнаете, как эти факторы влияют на результат работы и что можно сделать, чтобы повысить качество изготовления деталей с помощью лазерной установки.
  • Сварные соединения металлоконструкций: виды и контроль качества

    Сварные соединения металлоконструкций: виды и контроль качества

    Сварные соединения металлоконструкций должны отвечать строгим нормам качества, чтобы итоговое изделие было прочным и надежным. В зависимости от назначения и материала конструкции используются различные соединения, к каждому из которых предъявляются свои требования. Не менее важны способы контроля качества сварных швов. Только после необходимых процедур и заполнения документации изделие можно эксплуатировать. В нашей статье мы расскажем, какие бывают сварные соединения и как проверить их на прочность и соответствие нормам и требованиям.
  • Оптимальное размещение стеллажей на складе: несколько полезных советов

    Оптимальное размещение стеллажей на складе: несколько полезных советов

    Организовать оптимальное размещение стеллажей на складе – задача не из простых, и в большинстве случаев с ней могут справиться только профессионалы. Слишком многое тут приходится учитывать: и параметры помещения, и особенности складируемой продукции, и многочисленные требования безопасности. С другой стороны, правильное расположение стеллажей позволяет без проблем находить нужный товар, быстро выполнять погрузочно-разгрузочные работы, оптимизировать работу сотрудников. А чем меньше трудозатраты персонала, тем выгоднее для бизнеса. Этот закон еще никто не отменял.
  • Популярные материалы для изготовления ворот: преимущества и недостатки

    Популярные материалы для изготовления ворот: преимущества и недостатки

    Материалы для изготовления ворот напрямую влияют на долговечность всей конструкции. Сегодня каждый владелец дачи, частного дома или личного гаража не только озадачен вопросом сохранности имущества, но и мечтает установить максимально прочные ворота, чтобы они служили долго. В зависимости от выбранного материала существуют особые тонкости изготовления ворот и их монтажа. Кроме того, сырье для их производства наделяет конструкцию своими преимуществами и недостатками. На чем же остановить свой выбор? Наша статья поможет вам определиться.

Экспресс расчет
стоимости заказа

Узнайте предварительную стоимость заказа,
отправив нам необходимую информацию:

Заказать звонок

Узнайте предварительную стоимость заказа,
отправив нам необходимую информацию:

Акция