Лазер для резки

Лазерная резка диодными лазерами

На что способен 2.1 Вт лазер?

2.1 Вт лазер — это относительно небольшая мощность для лазера. Её достаточно для эффективной резки бумаги, картона, фанеры, тёмного акрила толщиной до 1–1.5 мм. Хоть этот лазер скорее оптимален для гравировки, но всё же резка возможна на относительно хорошей скорости. Картон и бумага практически не обугливаются при скорости резки 200–300 в программе CNCC LaserAxe.

Конечно, играет немалое значение, цвет материала и сама структура. Когда мы говорим про эффективную резку, мы имеем ввиду чистый не обугленный срез. Опять же хочется напомнить, что многие китайские лазеры не имеют заявленной мощности и очень сильно не соответствуют заявленным параметрам.

Вот пример того, что можно вырезать 2.1 Вт лазером.

Лазер для резки

Лазер для резки

3.5 Вт лазер для резки

3.5 Вт лазер с резкой уже справляется лучше, чем 2.1 Вт. С его помощью можно резать акрил, фанеру, дерево толщиной 2–3 мм.

При резке фанеры нужно учесть некоторые нюансы. Существует многослойная клееная фанера и для её прорезания необходимо большее количество проходов. Для резки 2–3 мм фанеры 3.5 Вт лазером нужно 20–30 проходов и скорость в программе CNCC LaserAxe примерно 50–200.

Такую замечательную шкатулочку можно сделать 3.5 Вт лазером.

Лазер для резки

Лазер для резки

5.6 Вт лазер с короткофокусной линзой

5.6 Вт лазер уже существенно лучше подходит для резки, но здесь мы предлагаем установить короткофокусную линзу G-2.

Лазер для резки

Из школьного курса помним, что мощность лазера падает пропорционально квадрату расстояния. Чем хороша и удобна короткофокусная линза G-2, так это тем, что её можно поставить вместо обычной и не нужно делать никаких изменений. Короткофокусная линза G-2 имеет фокусное расстояние примерно 4 мм, фактически это почти вплотную к предмету.

5.6 Вт режет прекрасно фанеру толщиной 2, 3, 4, 5 мм.

Параметры лазерной резки 5.6 Вт лазером Endurance:

  1. Фанера 2 мм — скорость 300, 2–3 прохода;
  2. Фанера 3 мм — скорость 250, 3–4 прохода;
  3. Фанера 4 мм — скорость 200, 8 проходов;
  4. Фанера 5 мм — скорость 100, 8–10 проходов.

Если брать обычную линзу, то иногда получается, что даже при 100 проходах и скорости 300 4-миллиметровая фанера не прорезается. Поэтому для резки мы советуем использовать только короткофокусные линзы. Однако, можно осуществлять резку если установить лазер на 3D принтер.

Чтобы быть все время в фокусе, после каждого прохода необходимо смещать лазер вниз по оси Z.

8 Вт ультрамощный лазер для резки

8 Вт диодный лазер с короткофокусной линзой G-2 подходит для резки 4–5 мм фанеры и режет до 8 мм акрила с обычной длиннофокусной линзой.

В действительности мощность 8 Вт уже достаточна для того, чтобы прорезать с одного прохода 4 мм фанеры.

А также с 3-х проходов прорезать 8 мм чёрный акрил:

Таким образом, диодными лазерами можно спокойно резать фанеру, акрил, дерево до 5 мм.

Конечно, можно резать и большую толщину материалов. Например, 8 Вт мы максимум прорезали 10 мм фанеры, но в этом случае уже довольно сильно падает скорость и качество. Края получаются не вполне чистыми и местами могут наблюдаться следы горения.

Фактически управлять можно 3 параметрами:

  1. мощность лазера;
  2. скорость;
  3. количество проходов.

Чем больше скорость, тем более качественные края и более аккуратная резка. Может быть много проходов на большой скорости, однако иногда бывает, что из-за этого резка не происходит. Тогда приходится выбирать между качеством или скоростью. В большинстве случаев необходимо опытным путём подбирать оптимальные параметры.

Основные нюансы лазерной резки

Лазер для резки

Запомните, самое важное — это настроить фокус лазера.

Сделать это можно, когда вы выставляете слабое свечение в программе и глядя через очки на точку меняете фокусное расстояние с помощью линзы. Мы рекомендуем фокусировать на чёрную металлическую поверхность. В этом случае заметить, когда точка оказалась самой маленькой, довольно легко. Но обращаем внимание, что делать это нужно строго в защитных очках.

В целом, можно уверенно констатировать, что:

  • лазеры мощностью 3.5 Вт подходят для резки 1–2 мм фанеры, акрила.
  • лазеры мощностью 5.6 Вт подходят для резки 2–3 мм фанеры, акрила.
  • лазеры мощностью 8 Вт подходят для резки 3–5 мм фанеры, акрила.

Если есть вопросы, задавайте:

[email protected] или по телефону: 89162254302

Похожие новости

Лазер для резки Гравировка на стекле лазерами Endurance

Лазер для резки Лазерная гравировка на коже: особенности процесса

Лазер для резки Особенности лазерной гравировки (резки) акрила и пластика

Лазер для резки Сувениры из фанеры лазером! Лазерная резка и гравировка фанеры

Технология лазерной резки металла – оборудование, особенности, видео

Лазерная резка, или LBC (Laser Beam Cutting), как она обозначается во всем мире, – это процесс, при котором материал в зоне реза нагревается, а затем разрушается при помощи лазера.

Лазер для резки

Промышленная резка металла с помощью лазера

Сущность лазерной резки металла

Лазерная резка металла, как понятно из ее названия, выполняется при помощи луча лазера, получаемого при помощи специальной установки. Свойства такого луча позволяют фокусировать его на поверхности небольшой площади, создавая при этом энергию, характеризующуюся высокой плотностью. Это приводит к тому, что любой материал начинает активно разрушаться (плавиться, сгорать, испаряться и т.д.).

Станок лазерной резки металла, к примеру, позволяет концентрировать на поверхности обрабатываемого изделия энергию, плотность которой составляет 10 8 Ватт на один квадратный сантиметр. Для того чтобы понять, как удается добиться такого эффекта, необходимо разобраться, какими свойствами обладает лазерный луч:

  • Лазерный луч, в отличие от световых волн, характеризуется постоянством длины и частоты волны (монохроматичность), что и позволяет легко фокусировать его на любой поверхности при помощи обычных оптических линз.
  • Исключительно высокая направленность лазерного луча и небольшой угол его расходимости. Благодаря такому свойству на оборудовании для лазерной резки можно получить луч, отличающийся высокой фокусировкой.
  • Лазерный луч обладает еще одним очень важным свойством – когерентностью. Это значит, что множество волновых процессов, протекающих в таком луче, полностью согласованы и находятся в резонансе друг с другом, что в разы увеличивает суммарную мощность излучения.

Процессы, происходящие при резке металла с использованием лазера, хорошо заметны на приведенных в статье видео. При воздействии луча на поверхность металла происходит быстрое нагревание и последующее расплавление подвергаемой обработке площади.

Быстрому распространению зоны плавления вглубь обрабатываемого изделия способствуют несколько факторов, в том числе и теплопроводность самого материала. Дальнейшее воздействие лазерного луча на поверхность изделия приводит к тому, что температура в зоне контакта доходит до точки кипения и обрабатываемый материал начинает испаряться.

Лазер для резки

Процесс лазерной резки в схематичной форме

Лазерную резку металла может выполняться двумя способами:

  • плавлением металла;
  • испарением обрабатываемого металла.

Для того чтобы выполнить резку металла методом испарения, требуется большая мощность оборудования и, как следствие, значительные энергозатраты, что не всегда целесообразно с экономической точки зрения. Ограничивают использование такого метода и строгие требования к толщине обрабатываемых изделий. Именно поэтому данный метод используют только для резки тонкостенных деталей.

Значительно большее распространение получила лазерная резка металла методом плавления. В последнее время лазерную резку методом плавления все чаще проводят с использованием газов (кислород, азот, воздух, инертные газы), которые с помощью специальных установок вдувают в зону реза (видео этого процесса можно легко найти в Сети).

Такая технология позволяет снизить энергозатраты, повысить скорость работы, использовать оборудование небольшой мощности для резки металла большой толщины. Конечно, это нельзя считать лазерной резкой в чистом виде, правильнее будет называть его газолазерной технологией.

Лазер для резки

Лазерная резка стали 10мм

Использование кислорода в качестве вспомогательного газа при выполнении лазерной резки позволяет одновременно решить такие важные задачи, как:

  • активизация процесса окисления металла (это позволяет снизить его отражающую способность);
  • повышение тепловой мощности в зоне реза (поскольку металл в среде кислорода горит более активно);
  • выдувание из зоны реза мелких частиц металла и продуктов сгорания кислородом, подаваемым под определенным давлением (это облегчает приток газа в зону обработки).

Преимущества и недостатки лазерной резки

Лазерная резка металлических изделий имеет целый ряд весомых преимуществ по сравнению с другими способами резки. Из многочисленных достоинств данной технологии стоит обязательно отметить следующие.

  • Диапазон толщины изделий, которые можно успешно подвергать резке, достаточно широк: сталь – от 0,2 до 20 мм, медь и латунь – от 0,2 до 15 мм, сплавы на основе алюминия – от 0,2 до 20 мм, нержавеющая сталь – до 50 мм.
  • При использовании лазерных аппаратов исключается необходимость механического контакта с обрабатываемой деталью. Это позволяет обрабатывать таким методом резки легко деформирующиеся и хрупкие детали, не переживая за то, что они будут повреждены.
  • Получить при помощи лазерной резки изделие требуемой конфигурации просто, для этого достаточно загрузить в блок управления лазерного аппарата чертеж, выполненный в специальной программе. Все остальное с минимальной степенью погрешности (точность до 0,1 мм) выполнит оборудование, оснащенное компьютерной системой управления.
  • Аппараты для выполнения лазерной резки способны с большой скоростью обрабатывать тонкие листы из стали, а также изделия из твердых сплавов.
  • Лазерная резка металла способна полностью заменить дорогостоящие технологические операции литья и штамповки, что целесообразно в тех случаях, когда необходимо изготовить небольшие партии продукции.
  • Можно значительно снизить себестоимость продукции, что обеспечивается за счет более высокой скорости и производительности процесса резки, снижения объема отходов, отсутствия необходимости в дальнейшей механической обработке.

Лазер для резки

Резка фанеры лазером

Наряду с высокой мощностью устройства для лазерной резки обладают исключительной универсальностью, что дает возможность решать с их помощью задачи любой степени сложности. В то же время для лазерной резки металла характерны и некоторые недостатки.

  • Из-за высокой мощности и значительного энергопотребления оборудования для лазерной резки себестоимость изделий, изготовленных с его применением, выше, чем при их производстве методом штамповки. Однако это можно отнести лишь к тем ситуациям, когда в себестоимость штампованной детали не включена стоимость изготовления технологической оснастки.
  • Существуют определенные ограничения по толщине детали, подвергаемой резке.

Виды оборудования для лазерной резки

Оборудование для лазерной резки металла делится на три основных типа.

Газовые установки для лазерной резки

Газы в таких установках, использующиеся в качестве рабочего тела, могут прокачиваться по продольной или поперечной схеме. Принцип работы таких лазеров заключается в возбуждении атомов газа под действием электрического разряда, вследствие чего частицы начинают излучать монохроматический свет. Большое распространение в современной промышленности нашли щелевидные установки, работающие на углекислом газе. Они достаточно компактные, при этом мощные и отличаются простотой в эксплуатации (в Интернете достаточно много видео, на которых показана работа таких установок).

Лазер для резки

Принцип действия газового лазера

Установки твердотельного типа

Конструкция такого оборудования состоит из двух основных элементов: лампы накачки и рабочего тела, в качестве которого чаще всего используется стержень из искусственного рубина. В состав последнего также включен неодим иттриевого граната. Лампа накачки в таких аппаратах необходима для того, чтобы передать на рабочее тело требуемое излучение. Чаще всего такие установки для лазерной резки работают в импульсном режиме, но есть и модели, функционирующие непрерывно.

Лазер для резки

Принцип действия рубинового лазера

В газодинамических установках рабочий газ предварительно нагревается до 2–3 тысяч градусов, затем на высокой скорости (выше скорости звука) пропускается через специальное сопло, а после этого охлаждается. Такое оборудование является очень дорогостоящим, как и сам процесс формирования лазерного луча, поэтому его использование очень ограничено.

Если посмотреть видео работы лазерной установки, то очень сложно определить, к какой группе она относится. Для этого необходимо получить представление об устройстве такого оборудования.

Любое оборудование для выполнения лазерной резки, к какой бы группе оно ни принадлежало, содержит следующие элементы:

  • систему, отвечающую за передачу и образование газа и излучения (в состав такой системы входят сопло, устройство для подачи газа, юстировочный лазер, поворотные зеркала, оптические элементы и др.);
  • излучатель, оснащенный зеркалами резонатора, содержащий активную среду, устройства для накачки и обеспечения модуляции, если она необходима;
  • систему управления всеми параметрами работы оборудования и осуществления контроля за их соблюдением;
  • узел, обеспечивающий перемещение обрабатываемого изделия и лазерного луча.

Оборудование для лазерной резки металла – современная обработка материалов

Высокоточная, с идеальными краями и без последующей обработки, фигурная, скоростная резка металла – все это позволяет реализовать оборудование для лазерной резки металла.

Содержание

  1. Резка металла лазером – передовая технология металлообработки
  2. Преимущества и недостатки резки металла лазером
  3. Как устроено оборудование для лазерной резки металла?
  4. Лазерные установки для резки металла – принцип действия

1 Резка металла лазером – передовая технология металлообработки

Лазерная резка, так же как и плазменная или газовая, является немеханическим способом раскроя металла, основанном на термическом воздействии. Лазерный луч, испускаемый специальным оборудованием, направляется и концентрируется на заготовке, достигая размеров площади контакта всего в несколько микрон. При этом кристаллическая решетка разрезаемого материала разогревается до температуры плавления.

Лазер для резки

В то же время, площадь луча настолько мала, что вся заготовка во время обработки остается практически холодной, а линия реза отличается минимальной погрешностью в десятые доли миллиметра. В месте резки металл плавится и может одновременно выкипать (испаряться). Расстояние между поверхностью заготовки и рабочим органом оборудования, испускающим лазерный луч, должно быть не более нескольких сантиметров. Лазером можно выполнять точные, аккуратные разрезы металлических заготовок небольшой толщины.

Лазер для резки

Филигранность обработки настолько велика, что вышедшая из лазерной установки деталь обычно не нуждается в какой-либо завершающей обработке и может сразу использоваться или передаваться на последующий этап технологического процесса. Лазерным лучом можно не только резать металл, но и фрезеровать, делать впадины, углубления заданного размера и многое другое. Только внутреннюю резьбу выполнить невозможно. Аппарат лазерной резки применяют и для гравировки. Процесс не требует использования сложного оборудования, мощность лазера не должна быть большой.

2 Преимущества и недостатки резки металла лазером

Лазерная резка считается самой качественной и современной среди всех остальных вариантов раскроя металла. Этот новый способ позволяет выполнить разрез по заданным критериям. Лазером можно обрабатывать любые металлы, независимо от их теплопроводности.

Концентрация энергии, которую обеспечивает луч, настолько высока, что металл в месте резки плавится. При этом область термического воздействия настолько мала, что минимальна и деформация изготовленной детали. Благодаря этому лазерную резку возможно использовать в обработке нежестких металлов.

Лазер для резки

Преимущества резки металлов лазером:

  1. Заготовка не подвергается механическому воздействию – можно резать легкодеформируемые и хрупкие материалы.
  2. Возможность работы с твердыми сплавами.
  3. Высокая точность реза и идеально ровные края кромки, без заусениц, наплывов и иных дефектов.
  4. Отсутствие потребности в последующей обработке изготовленных деталей.
  5. Возможность вырезать детали любой формы, даже самой сложной.
  6. Легкость управления лазерным оборудованием – достаточно в какой-либо чертежной программе подготовить рисунок будущего изделия и перенести его в компьютер установки для резки.
  7. Высокая производительность (примерно в 10 раз быстрее, чем газовой горелкой).
  8. Высокоскоростная обработка тонколистового проката .
  9. Детали на листе металла можно разместить максимально компактно – высокая экономичность расхода материала.
  10. Экономическая эффективность при изготовлении малых партий деталей, для которых делать формы для прессования или литья нецелесообразно.

Лазер для резки

  1. Высокая стоимость оборудования.
  2. Низкая эффективность при работе со сплавами и металлами, обладающими высокими отражающими свойствами (к примеру, алюминий, нержавеющая сталь).
  3. Максимальная толщина металла 20 мм.

3 Как устроено оборудование для лазерной резки металла?

Оборудование для лазерной резки металла. как правило, состоит из ниже перечисленных основных узлов:

  • излучателя;
  • системы транспортировки и формирования излучения;
  • системы формирования газа и его транспортировки;
  • координатного устройства;
  • системы автоматизированного управления (САУ).

Лазер для резки

Излучатель генерирует лазерный пучок с требуемыми для резки, оптическими, мощностными и пространственно-временными характеристиками. Он состоит из:

  • системы накачки;
  • активного элемента;
  • резонатора;
  • устройства модуляции лазерного излучения (при необходимости).

В качестве излучателя в оборудовании для обработки металла используются газовые и твердотельные лазеры, функционирующие в непрерывном и импульсном режимах. Система транспортировки и формирования излучения передает, фокусирует и направляет пучок от излучателя на деталь, подвергаемую резке. Состав системы:

  • юстировочный лазер;
  • оптические объективы (трансформаторы);
  • оптический затвор;
  • устройство изменения плоскости поляризации;
  • поворотные зеркала;
  • система фокусировки;
  • система стабилизации фокальной плоскости и величины зазора до детали.

Лазер для резки

Система формирования газа и его транспортировки подготавливает состав требуемых параметров и подает его через сопло в зону реза. Координатное устройство обеспечивает относительное перемещение детали и лазерного луча в пространстве. Включает в себя привод, двигатели, исполнительные механизмы. САУ предназначена для управления и контроля параметрами лазера, формирования и передачи команд на предусмотренные исполнительные модули систем формирования и транспортировки излучения и газа, а также координатного устройства. САУ состоит из:

  • датчиков параметров функционирования лазера (давления, состава рабочей смеси, температуры и других);
  • датчиков рабочих параметров излучения (стабильности оси направленности, расходимости, мощности и других);
  • систем управления затвором и адаптивной оптикой;
  • системы управления работой координатного устройства.

4 Лазерные установки для резки металла – принцип действия

Твердотельные лазерные установки для резки металла конструктивно более просты и, в тоже время, менее мощные, чем газовые. Величина этой характеристики для них составляет в среднем 1–6 кВт. Сердце излучателя твердотельного лазера – стержень (активный элемент) из алюмоиттриевого граната, рубина или неодимового стекла. Стержень непрерывно подвергается накачке (возбуждению) световым потоком от специальных мощных ламп. Система отражателей фокусирует лазерное излучение, резонатор его усиливает, луч передается через систему призм к головке, где происходит его окончательное формирование и подача на заготовку. Управление всеми узлами оборудования происходит автоматически по заложенным в память станка программам.

В газовых лазерах активным элементом является углекислый газ, гелий или азот, закаченные в газоразрядную камеру. Возбуждение газа производится непрерывными электрическими импульсами высокой частоты. Такая конструкция позволяет при сравнительно небольших габаритах установки получать мощности 20 кВт и более, что необходимо для резки сверхпрочных сплавов.

Лазер для резки

Лазерная головка для резки металла, куда передается луч, обеспечивает его оптимальную стабильность при раскрое и резке, а также неизменность необходимого фокусного расстояния (даже при неровной поверхности металла). Заменой линзы головки можно менять толщину обрабатываемого материала (не на всех установках). Головка оснащена концентрическим соплом, через которое под давлением подается газ, выдувающий расплавленный материал из разреза и одновременно защищающий от продуктов обработки линзу. В области резки может быть предусмотрено дымоулавливание.

В случае обдува азотом луч расплавляет, а струя газа удаляет расплавленный металл из разреза. Азот используют, когда нежелательно окисление разрезаемого материала. Например, если подавать кислород при обработке нержавеющей стали, то ее сопротивляемость коррозии существенно понизится (для обработки нержавейки пригоден только чистейший азот). Резка алюминиевых деталей в кислороде сопровождается образованием неровных, с заусенцами срезов. При обработке в азоте материал только плавится, но не испаряется и не горит. Температура резки ниже, чем с кислородом, но и меньше скорость работы. Фокус луча обычно должен находиться у противоположной от источника излучения стороны листа.

Лазер для резки

При использовании кислорода температура резки выше, чем с другими газами. Как следствие, увеличивается скорость обработки и возможная толщина листа металла, который при некоторых условиях частично испаряется. Все это является следствием того, что кислород, попадая на поверхность раскаленного лазерным лучом металла, вступает с последним в реакцию окисления, которая сопровождается выделением тепла. Скорость резки тем выше, чем чище кислород. Для лазерной резки могут использоваться и другие газы – выбор зависит от вида и толщины металла, предполагаемой последующей обработки.

Трубогиб ручной ТР и другие марки – рассматриваем типы этого приспособления Лазер для резки

В этой статье мы рассмотрим различные механические трубогибы, которые можно использовать руками, применяя только мускульную.

Виды сварочных аппаратов – обзор популярных моделей Лазер для резки

Статья подскажет вам, какое специальное оборудование имеет смысл приобрести, если вы планируете производить работы по.

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Лазер для резки

Ленточнопильный станок (ленточные пилы)

  • Лазер для резки

    Цветные металлы и сплавы

    Лазер для резки

    Лазер для резки

    Лазер для резки

    Лазер для резки

    Лазер для резки

    Лазер для резки

    Конструкционные стали и сплавы

  • Лазер для резки

    Лазер для резки

    Лазер для резки металла своими руками

    Промышленные технологии не перестают поражать воображение даже видавших виды специалистов, а самодеятельных мастеров, и подавно. А ведь, действительно, кто бы отказался от домашнего настольного мини-пресса для литья изделий из металла, высокоточных мини-резаков на основе лазерных технологий или настольной мини-лаборатории для приготовления высокооктанового бензина из использованной жевательной резинки. Не все и не всегда реализуемо, но, изучая технологии, умелыми руками можно достичь определенных результатов. Но сегодня мы поговорим о лазерной обработке металлов резанием.

    Технология резки металла лазером

    Лазер для резки Лазер для резки

    Лазерная резка металлов — это одна из самых передовых и дорогостоящих технологий, какие только существуют для обработки металлов. Применив лазер для резки металла своими руками можно получить невиданные, фантастические результаты, недоступные, или почти недоступные, ни одним другим видам обработки металла. Совершенно неограниченные возможности лазера обусловлены тем, что его луч практически не знает границ и способен передавать в любом материале практически любую задумку, которую только можно себе представить.

    Лазер для резки Лазер для резки

    Технология обработки металлов лазером основана на характеристиках лазернoго луча, а это:

    1. Четкая направленность.
    2. Монoхроматичность.
    3. Кoгерентность.
    4. Мощность.

    За счет того, что лазерный луч, в отличие от света, имеет идеальную направленность, его энергия способна фокусироваться с минимальными потерями в определенной точке. По способности к точной фокусировки лазерный луч в десятки тысяч раз выигрывает у самого мощного светового прожектора.

    Лазер для резки Лазер для резки

    А ведь учитывая тот факт, что и световой луч несет определенную энергию, ощутимую физически, можно только представить какой энергией обладает лазерный луч, собрав всю ее в одну точку и приложив к маленькому участку плоскости.

    Лазер для резки Лазер для резки

    Лазерный луч имеет еще одно очень важное отличие от луча света — монохроматичность. Это значит, что с точки зрения оптической физики, лазер имеет строго определенную и жестко фиксированную длину волны и такую же постоянную частоту. Поэтому сфокусировать его не предоставит труда даже обычным оптическим линзам. Когерентность лазера — соглaсованное протекание во времени нескольких волновых процессов, имеет высокий уровень, а это говорит о том, что резонансные колебания лазерного луча могут усилить его энергию в несколько раз.

    Лазер для резки Лазер для резки

    Благодаря этим свойствам, лaзерный луч может быть сфокусирован на минимально возможной площади материала, создавая при этом высочайшую плотность энергии. Такой энергии, как выяснилось, достаточно для прожига или разрушения металла или другого материала на микроскопическом участке плоскости, вплоть до плавления любого материала, который способен плавиться.

    Лазер для резки Лазер для резки

    Станок для резки металла лазером

    Лазер для резки Лазер для резки

    На самом деле, не так все просто, как в теории, поскольку существуют некоторые физические силы, которые могут ослабить энергию лазерного луча, к тому же у каждого из материалов существуют свои собственные свойства по поглощению излучения и его отражающим способностям. Каждый металл может по-разному распространять поглощенную энергию в силу индивидуальных свойств по теплопроводности.

    Лазер для резки Лазер для резки

    Если учесть все эти нюансы и настроить лазерный луч таким образом, чтобы область облучения металла лазером расплавилась как минимум, только в этом случае можно говорить об обработке металла резанием при помощи энергии лазерного луча. В процессе обработки металл подвергается двум фазам воздействия:

    Лазер для резки Лазер для резки
    Поэтому для металлoв разной толщины и разной структуры могут быть применены разные способы обработки. Один металл на определенном станке может просто плавиться, и этого будет достаточно, чтобы отделить одну часть заготовки от другой, а другому металлу будет необходимо выпаривание, то есть закипание и только потом он уже сможет испаряться. Обработка металла испарением практикуется крайне редко, поскольку для этого необходимы колоссальные затраты энергии. Практически же все станки по обработке металла выполняют ее по технoлогии плавления.

    Лазер для резки Лазер для резки

    Именно для этих целей, сокращения используемой энергии, в станке по лазерной обработке металлов применяется катализирующий газ. Он также помогает увеличить толщину обрабатываемого металла. Для работы с металлом при помощи лазера практически во всех станках используется один из этих элементов:

    Это уже будет газолазерный станок по обработке металлов.

    Лазер для резки Лазер для резки

    Функции газа в станке

    В условиях атмосферы применение такого станка без газа фактически сводит к нулю всю его энергию, о чем мы говорили выше, поэтому использование газа, как вспомогательного вещества, существенно ускоряет процесс резки и делает применение станка для резки металла лазером еще более универсальным. Обычный кислород при обработке металла может выполнять ряд важнейших функций:
    на начальном этапе резки он окисляет металл, что снижает его отражающие свойства;
    кислород поддерживает горение металла под воздействием мощного лазерного луча, а дополнительное тепло усиливает действие луча, повышая скорость резки металла лазером;
    при помощи кислорода под давлением снимается и удаляется из области обработки остатки материала и продукт его горения, что облегчает доступ газа к новой области обработки.

    Схема и виды ручного лазера для резки металла

    Лазер для резки Лазер для резки

    Любые лазеры для резки металла будут выполнены из таких главных узлов:

    1. Источника энергии.
    2. Рабочего органа, излучающего энергию.
    3. Оптоусилитель, системы зеркал, оптоволоконный лазер, которые повышают и усиливают излучение рабочего органа.

    В промышленности применяются два вида лазерных головок — твердотельная и газовая, которые могут быть нескольких видов. Рабочий орган, излучатель энергии размещен в энергоосветительных камерах, где активным телом может быть рубиновый прут, неодимовые пластины или алюмоиттриевые гранаты, легированные иттрием. В результате большого числа отражений луча, проходит накачка лазера энергией и луч вырывается через полупрозрачное стекло.

    Лазер для резки Лазер для резки

    Обычный лазер резки металла цена которого доступна для крупного предприятия, может иметь мощность в пределах 5 кВт. В таких небольших лазерных станках применяются системы с продольной прокачкой газа, где газ или смесь газов пропускается под давлением через электрогазоразрядную головку, в которую подается электричество для энергетического возбуждения газа.

    Лазер для резки Лазер для резки

    Таким образом работает простой газолазерный станок для резки металлов, с помощью которого может выполняться практически любая работа по обработке металла резанием.

    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.

    Лазер для резки 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:

    Лазер для резки 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:

    Лазер для резки 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:

    Лазер для резки 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:

    Лазер для 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:

    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.

    Лазер для резки 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.

    Лазер для резки 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:

    Лазер для резки 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:

    Лазер для 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:

    Лазер для резки 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

    Лазер для резки Особенности фрезерных станков с компьютерным обеспечением по обработке металла

    Лазер для резки Конструктивные особенности токарных, торцовочных и токарно-винтовых станков

    Лазер для резки Возвращаем металлу блеск и красоту с помощью полировки


    Внимание, только СЕГОДНЯ!
  • Закладка Постоянная ссылка.

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *