Виды лазерной резки: технология и оборудование
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голоса(ов))

Виды лазерной резки

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.

Виды лазерной резки

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.

Лазерная резка в инертном газе

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.

Свойства лазерного луча

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.

Виды оборудования для лазерной резки

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.

  • Промышленная лазерная резка: преимущества технологии

    Промышленная лазерная резка: преимущества технологии

    Промышленная лазерная резка является универсальным способом металлообработки. С ее помощью можно разрезать любой металл – от тонколистовой стали до цветных металлов и легированных сплавов. Применение такого способа дает минимальное количество отходов при практически полном отсутствии брака. Существует несколько технологий осуществления лазерной резки. В каждой применяются свои типы станков, которые подходят для обработки разных металлов. К примеру, лазерная резка с инертным газом подходит для изготовления деталей из титана, кислородная лазерная резка характеризуется увеличенной скоростью реза и т. д. Больше о видах и способах осуществления промышленной лазерной резки читайте далее.
  • Набивной стеллаж: конструктивные особенности, преимущества, нюансы выбора

    Набивной стеллаж: конструктивные особенности, преимущества, нюансы выбора

    Набивные стеллажи – вид складского оборудования, который в последнее время становится все более востребованным. Объясняется это просто. Данный вид конструкций позволяет максимально эффективно использовать свободную площадь склада, что в свою очередь способствует значительной экономии. Однако нельзя просто ткнуть пальцем в понравившуюся модель из каталога и на этом успокоиться. К примеру, существуют разные виды набивных стеллажей, поэтому нужно решить, какой именно окажется наиболее подходящим для конкретного склада. Да и многие другие параметры при выборе той или иной конструкции также следует иметь в виду. А значит, давайте разбираться во всем по порядку.
  • Мезонинные стеллажи – идеальное решение!

    Мезонинные стеллажи – идеальное решение!

    Мезонинные стеллажи пользуются сегодня заслуженной популярностью – во многом благодаря тому, что позволяют использовать свободное пространство по максимуму. Кроме того, подобные конструкции весьма удобны, практичны, а иногда просто незаменимы для грамотной организации работы склада. Однако чтобы использовать все преимущества данных изделий, необходимо правильно их подобрать. И тут нужно отталкиваться не только от площади помещения, где будут размещены стеллажи, но и от функциональных особенностей той или иной конструкции.
  • Изготовление металлических профилей: обзор видов и комплектующих

    Изготовление металлических профилей: обзор видов и комплектующих

    Изготовление металлических профилей имеет большое значение, так как продукция используется в самых разных сферах: от строительства мостов до отделочных работ в помещениях. Соответственно, требования к характеристикам различные, и конечная продукция имеет свои особенности. Для работы с профилем используются комплектующие, которые должны отвечать определенным требованиям. А чтобы конструкция прослужила долго, необходимо знать виды дефектов, которые могут быть выявлены при изготовлении профиля. Обо всем этом расскажем в нашей статье.
  • Качество плазменной резки: 9 секретов улучшения

    Качество плазменной резки: 9 секретов улучшения

    Качество плазменной резки определяется в соответствии с такими параметрами, как угол реза, цвет обработанной заготовки, количество окалины, качество поверхности. Повлиять на эти свойства можно верной настройкой оборудования и соблюдением правил металлообработки. Неверно заданный угол, слишком высокая или низкая скорость обработки, количество подаваемого газа – все это может снизить качество выполняемых работ и привести к образованию дефектов. На что необходимо обращать внимание при выполнении плазменной резки для снижения процента брака, мы поговорим в этой статье.
  • Усиленный металлический стеллаж: способы изготовления и сферы применения

    Усиленный металлический стеллаж: способы изготовления и сферы применения

    Усиленный металлический стеллаж – универсальная металлоконструкция, предназначенная для временного и постоянного хранения тяжелых грузов. Используется производственными, торговыми, промышленными компаниями. Конструкция усиленных стеллажей может варьироваться в зависимости от типа хранимого груза и складского помещения, где будут установлены изделия. О том, как изготавливаются и чем могут комплектоваться усиленные стеллажи, читайте далее.
  • Технология сварки стали: нюансы и особенности

    Технология сварки стали: нюансы и особенности

    Технологии сварки различных видов стали предполагают применение разного оборудования, условий и расходных материалов. От правильного выбора этих составляющих зависит, насколько качественно будет произведена сварка. К примеру, технология сварки стали с низким содержанием углерода предполагает использование инвертора и специальных электродов, в то время как для легированной стали используется газ. Но обо всем по порядку.
  • Резка трубы газом: способы и оборудование

    Резка трубы газом: способы и оборудование

    Резка трубы газом востребована на рынке металлообработки, так как является одним из наиболее применимых способов резки. Посредством такого метода разрезаются трубы любого диаметра с толщиной стенок до 300 мм. Существуют разные способы резки трубы с применением газа, для этого используется различное оборудование. О том, как осуществляется данный процесс и какие нюансы необходимо учитывать при подготовке и выполнении работ, читайте далее.
  • Основные свойства алюминия: области применения

    Основные свойства алюминия: области применения

    Основные свойства алюминия делают этот материал по-настоящему универсальным и ценным. Его используют во всех видах промышленного производства, в сельском хозяйстве, в быту, в коммерции. Обладает огромным количеством преимуществ по отношению к стали и другим видам металла. Самые популярные сферы применения алюминия – изготовление металлоконструкций и металлообработка. О том, какие свойства металла и где конкретно они нашли свое применение, читайте далее.

Экспресс расчет
стоимости заказа

Узнайте предварительную стоимость заказа,
отправив нам необходимую информацию:

Добавить файл