Типы лазерной резки

Первые промышленные разработки лазерных установок появились в 1960 году. Со временем управление лазером стало эффективным, его луч стал мощнее. Появились усовершенствованные оптические резонаторы, системы контроля стали более чувствительными. И это все дало толчок появлению новой сферы металлообработки. Преимущества лазерной резки по сравнению с другими процессами очевидны. И о них далее пойдет речь.

Преимущества лазерной резки металла

Лазерная резка металла – процесс высокоточный. И это одно из важных достоинств процесса. Остальные плюсы:

1. Можно резать толстые заготовки: медные – до 15 мм, алюминиевые – до 20, стальные – до 20, из нержавейки – до 50 мм.
2. Лазер – не механический инструмент. Поэтому с его помощью можно резать изделия из хрупкого и легко деформирующегося материала. При этом форма и структура заготовок не изменяется.
3. Технология лазерной резки сегодня применяется в купе со станками, которые обеспечиваются компьютерной программой. То есть станку задаются параметры будущей детали, которые лазером переносятся на заготовку. Все делается в автоматическом режиме. При этом качество конечного результата высокое.
4. Скорость резки высокая.
5. Сегодня этот вид металлообработки заменяют литье и штамповку, если требуется выпустить небольшую партию изделий.
6. Себестоимость изготавливаемой продукции минимальна за счет чистоты реза и сокращения отходов производства.
7. С помощью лазера можно проводить разные операции по обработке металлов. Поэтому сегодня операции с ним считают универсальными.

Типы лазерной резки

Все установки делятся по мощности, в основу которой ложится тип используемого лазера.

1. Не более 6 кВт – твердотельные.
2. Не более 20 кВт – газовые.
3. Не более 100 кВт – газодинамические.

Сегодня применяется четыре вида лазерных резок.

Лазерно-кислородная обработка

В этой технологии применяется кислород, который при соприкосновении с раскаленным металлом, образует на его поверхности окислы. Последние кислородом и выдуваются из зоны реза.

Особенности процесса:

• максимальная толщина разрезаемой заготовки – 30 мм;
• скорость операции – 50-60 см/мин;
• чем меньше скорость, тем ниже качество реза;
• чем толще металл, тем меньше давление создает лазерный луч;
• чем больше скорость и толще материал, тем меньшей ширины получается рез.

Кислородная резка с поддержкой лазерным лучом (LASOX)

Возможности лазерной резки этого типа определяются за счет толщины обрабатываемой заготовки. Обычно эту технологию используют для разрезания толстых листов. Суть операции – нагрев металла до +1000С, после чего в зону реза направляется кислородная струя сверхзвукового типа. Отсюда и более глубокое проникновение лазера при сравнении с предыдущим типом.

Особенности этого вида лазерной резки металла:

• тонкий луч;
• ширина реза обычно на 3 мм больше диаметра луча;
• заготовку устанавливают на расстоянии 6-8 мм от сопла горелки;
• скорость реза – 20 см/мин;
• давление газа – 8-10 атм.

Резка в инертном газе

Эту технологию используют для резки нержавейки, алюминия или титана. Главная особенность – отсутствие окислов на кромках реза. Но по сравнению с двумя вышеописанными методами она менее эффективна.

Особенности:

• чаще применяется азот, а для разрезания титановых заготовок – аргон;
• дополнительно применяется и кислород, который выдувает из зоны реза капли расплавленного металла;
• расстояние от поверхности металла до края сопла – 1 мм;
• низкая скорость операции.

Лазерная испарительная (сублимационная) резка

Эта технология использует высокоинтенсивный короткоимпульсный способ излучения лазера. Отсюда и особенности метода:

• минимальное термическое воздействие на поверхность заготовки, поэтому способ применяют в основном в сфере микротехнологий;
• невысокий коэффициент полезного действия;
• резка происходит короткой волной – меньше 1 мкм.

Типы оборудования

Конструкция газового лазера со дня ее разработки сильно видоизменилась. Сегодня в процессе использования лазера люди практически не принимают участия. Аппараты лазерной резки оснащены компьютерными программами, которым надо задать параметры детали. И оборудование само разрежет заготовку с точностью до 0,005 мм. При этом размеры детали практически не имеют значения.

Сегодня уже не задается вопрос, каким газом резать металл. На качество конечного результата в основном влияет параметры оборудования и квалификация работника, который задает программный код.

Но надо отметить, что использование лазера небезопасно. Поэтому участки и зоны, где используется эта разновидность аппаратуры, надежно защищается. Обычно их закрывают специальными кожухами, в которых устанавливаются вытяжки. Последние подключены к системе дымоулавливания.

Надо отдать должное, что программное обеспечение управляет не только лазером, но и столом, на котором установлена металлическая заготовка.

Металлообработка лазером – инновационная технология, которая позволяет освободить человека от сложного и тяжелого труда. При этом это касается всех видов лазерной резки без исключения.