Главная : Обработка металлов : Высокая точность и производительность лазерных установок для резки металла

Высокая точность и производительность лазерных установок для резки металла

Как осуществляется лазерная обработка металлов

Современные технологии обработки металла уже давно автоматизированные, сокращается доля ручного труда, повышается точность, скорость, сложность. Этого удалось достигнуть благодаря применению лазерных установок. Основа их работы построена на использовании твердотельного, газового или волоконного лазера.

Станок лазерной резки металла TST-FC3015 500W
Станок лазерной резки металла TST-FC3015 500W

Специальная установка выделяет пучки сфокусированных лазерных лучей, которые соединяются на поверхности обрабатываемого металла и в месте стыковки образуется один мощный поток. Когда луч соприкасается с поверхностью – он ее нагревает до температуры плавления и за счет этого происходит резка.

Особенностью лазерного способа является, то, что нагрев происходит только по линии разреза, вся деталь не раскаляется и не деформируется. Это делает возможным обрабатывать изделия из мягких металлов и сплавов, температура плавления которых невелика.

Преимущества лазерных установок для резки металла

С помощью лазерного аппарата можно осуществлять резку самых тонких листов металла – от 0,2 мм. Максимальная толщина детали зависит от материала:

Газолазерная резка металла
Газолазерная резка металла
  • для стали – 30 мм;
  • алюминий – 25 мм;
  • медь – 15 мм;
  • латунь – 12 мм.

Лазерная резка имеет неоспоримые преимущества перед аналогами:

  • высокая точность резки, благодаря компьютерному управлению;
  • края и кромки выполняются без наплывов и заусениц – идеальные;
  • можно обрабатывать хрупкие и легкодеформируемые материалы;
  • можно вырезать изделия любой формы;
  • высокая скорость работы;
  • экономичность – детали на одном листе можно разметить максимально близко друг к другу;
  • нет необходимости делать штамповочные формы, можно изготавливать небольшие партии;
  • деталь не нужно будет обрабатывать повторно;
  • более безопасная работа для оператора установки.

При таком количестве положительных качеств, лазерная резка металла все же имеет некоторые недостатки:

Лазерная резка нержавеющей стали
Лазерная резка нержавеющей стали
  • во-первых – невозможность работы с листом, толщина которого превышает 30 мм;
  • во-вторых – низкая эффективность работы с материалами, которые отличаются высокими отражающими свойствами;
  • в-третьих – высокая цена оборудования, поэтому такие установки используются только на промышленных предприятиях;
  • в-четвертых – из-за высокой стоимости станка, увеличивается и цена готового изделия.

Как устроен лазерный станок

Станки для лазерной резки металла различаются габаритами, мощностью, степенью автоматизации. На российском рынке наиболее распространены установки отечественно производства, немецкого и китайского.

Любая модель, независимо от функциональности и производительности включает следующие основные элементы:

Лазерный резак на газовой смеси
Лазерный резак на газовой смеси
  • излучатель;
  • систему формирования и транспортировки излучения;
  • систему формирования и транспортировки газа;
  • координатное устройство;
  • систему автоматизированного управления.

Излучатель необходим для генерирования лазерных пучков, имеет следующие составные части:

  • активный элемент;
  • система накачки;
  • резонатор;
  • система модуляции лазерного излучения.

Активным элементом выступают твердотельные или газовые лазеры, которые функционируют в двух режимах:

Габаритные размеры станка лазерной резки
Габаритные размеры станка лазерной резки
  • импульсном;
  • непрерывном.

Система формирования и транспортировки излучения передает лазерные пучки, собирает их в один большой луч и направляет его в необходимое место. Система состоит из:

  • юстировочного лазера;
  • оптического затвора
  • оптических объективов;
  • устройства для изменения поляризации;
  • системы фокусировки;
  • поворотных зеркал.

Система формирования и транспортировки газа предназначена для подготовки его необходимого состава и количества. Затем транспортирует газ к месту разреза через сопло.

Лазерная резка металла (Laser Cutting)

Действия координатного устройства направлены на перемещение лазерного луча по поверхности заготовки. Оно включает в себя:

  • двигатель;
  • привод;
  • исполнительный механизм.

Система управления выполняет контролирующие функции, следит за четким соблюдением всех параметров, формирует и передает команды, координирует работу всех модулей. В систему входят:

  • датчики давления, температуры, состава рабочей смеси;
  • датчики параметров излучения (мощности, стабильности оси, расходимости);
  • центр управления оптическими элементами и затвором;
  • центр управления координатным устройством.

Принцип работы лазерной установки

Существуют твердотельные и газовые лазерные станки. Твердотельные имеют более простую конструкцию, но они достигают небольшой мощности – до 6 кВт. Активным элементом такого лазера является стержень, который выполнен из рубина, неодимового стекла или алюмоиттриевого граната. На этот стержень постоянно проецируется световой поток, благодаря которому он накачивается или возбуждается. Свет производят мощные лампы.

Схема работы воздушно-плазменного резака
Схема работы воздушно-плазменного резака

Созданные в результате проецирования лазерные лучи фокусируются системой отражателя и усиливаются резонатором. Через призму пучок лучей передается к головке, которая направляет его на обрабатываемый лист металла.

Газовые лазеры в качестве активного элемента имеют гелий или азот, которые закачаны в специальную камеру. Возбуждение осуществляется непрерывными импульсами электротока, которые характеризуются высокой частотностью. Такие установки имеют меньшие размеры, а мощность достигает 20 кВт.

В конструкциях обоих типов используется обдув металла азотом. Это делается с целью охлаждения поверхности, а также для удаления металлической пыли, образуемой в результате резки. Также обдув азотом применяется для предотвращения окисления поверхности металла в результате нагрева.

Волоконный лазер станок для резки металла
Волоконный лазер станок для резки металла

Кислород для обдува использовать не рекомендуется, поскольку многие металлы, например, нержавеющая сталь, могут потерять способность к сопротивлению коррозии.

Края алюминиевых заготовок при обдуве кислородом становятся неровными, с заусеницами. Но работа с кислородом позволяет достичь более высоких температур, чем с другими газами, в результате увеличится скорость резки.

Есть еще одна лазерная система – волоконная. Излучение осуществляется по мере прохождения луча по оптоволокну. Это уникальный материал, который не подвержен износу, его не нужно заменять, срок его службы определяется термином эксплуатации самого лазера. Характеристики установки:

Прецизионная лазерная резка металлов позволяет получать подобные изделия
Прецизионная лазерная резка металлов позволяет получать подобные изделия
  • имеет сложную конструкцию;
  • управляется только компьютерной программой;
  • показывает наилучшие результаты по точности и скорости;
  • имеет самые компактные размеры;
  • исключены погрешности в работе;
  • нет расходных материалов;
  • высокая мощность;
  • низкое потребление электроэнергии;
  • имеет более высокую стоимость по сравнению с азотными и кислородными лазерами.

Какие виды металлов можно резать лазером

С помощью лазерной установки можно резать следующие виды металлов:

Алюминий самый податливый металл для лазерной резки
Алюминий один из самых сложных металлов для лазерной резки
  • нержавеющую сталь;
  • алюминий;
  • титан;
  • медь;
  • бронзу;
  • латунь.

Алюминий, титан и нержавеющая сталь отличаются высоким светоотражением, за счет чего снижается скорость их резки лазером. Наилучшие результаты можно получить при толщине листа до 6 мм, используя при этом азотный лазер.

Низкоплавкую сталь лучше всего обрабатывать кислородным лазером – он работает с большей мощностью, за счет чего можно резать листы, толщиной до 20 мм.

Волоконные лазеры используются для резки:

Волоконная резка позволяет получать детали минимальных размеров
Волоконная резка позволяет получать детали минимальных размеров
  • оцинкованных пластин;
  • нержавеющей стали;
  • углеродистой стали;
  • редкоземельных металлов;
  • марганцевой стали.

Лазерная резка металла применяется для изготовления:

  • посуды;
  • бытовой техники;
  • электрических выключателей;
  • автозапчастей;
  • грузовых и пассажирских лифтов;
  • рекламных вывесок;
  • изготовления гравюр.

Лазерные станки любого типа могут резать не только металл, но и дерево, пластик, ткань и прочие материалы, что значительно расширяет область их применения.

Видео: Лазерная резка металла на ЧПУ лазере

Похожие статьи

One comment

  1. Очень красивые получаются детали, если уметь работать с оборудованием, но оно конечно дорогое…

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector
Форма заказа товара

После заполнения формы, с Вами свяжется менеджер и ответит на все вопросы.

* Ваши персональные данные не будут переданы третьим лицам