Как работает лазерная резка металла

О том, как работает лазерная резка, ее возможностях специалисты узнали сравнительно недавно. Но это не помешало технологии стать достаточно востребованной. Главное объяснение стремительной популярности – целый ряд преимуществ обработки металла, в сравнении с другими способами.

Заказать лазерную резку металла в Москве можно в Группе компаний «Студия Квадрат». У нас – современное, высокоточное оборудование с ЧПУ, позволяющее выполнять любые объемы работ с гарантией качества, по доступной цене и в максимально сжатые сроки.

Принцип работы лазерной резки

Чтобы понимать все нюансы изготовления различных изделий из металла с помощью этой технологии, стоит более детально изучить, как работает станок лазерной резки, сам процесс раскроя и способы резки.

Главный принцип технологии – тепловое воздействие лазерного излучения на материал. Специальный станок для лазерной резки создает энергетический луч с плотностью 108 Ватт на 1 кв. см, который фокусируется на поверхности металла. Материал сначала плавится, закипает и испаряется. Метод испарения металла больше подходит для работы с тонкими металлическими листами, с хрупкими деформирующимися сплавами, резки стали. Он предполагает работу большой мощности, поэтому считается высоко затратным в плане энергоресурсов.

Для толстых листов металла рекомендован метод плавления с подачей в зону реза газа (гелия, аргона, азота, кислорода), функция которого – удалять расплавленный металл и продукты его сгорания, а также охлаждать зону поверхности рядом с обрабатываемой. Одним из самых эффективных считается кислород, позволяющий ускорить работу и глубину реза.

Важно также понимать основные свойства лазерного луча:

• монохроматичность, то есть он имеет длину и частоту волны, поэтому с помощью оптических линз его легко сфокусировать на поверхности,
• высокая направленность и маленький угол расходимости – характеристики, обеспечивающие высокий уровень фокусирования,
• когерентность, то есть согласованность волновых процессов в луче, что увеличивает суммарную мощность излучения.

Благодаря этим свойствам луч, влияя на поверхность металла по заданной траектории, очень быстро нагревается и затем плавится, оставляя идеально ровную линию реза.

Раскрой металла выполняется лазером на станках с ЧПУ. Именно компьютерная программа направляет лазер по заданной траектории и следит за режимом и выполнением всех условий. Резка материала происходит практически без участия человека, максимально исключая ошибки и случайный брак, связанные с человеческим фактором.

Типы лазерной резки

В настоящее время используют несколько видов лазерной резки, которые отличаются мощностью лазера и активным компонентом.

• Твердотельный – это вид, где главными элементами является рубиновый стержень и осветительная камера, в которой он находится. Свет, попадая в нее, излучается с волнами одинаковой длины. Прозрачное зеркало в этом стержне выпускает энергию в виде лазерного излучения. Источником энергии служит мощная газоразрядная лампа-вспышка. К твердотельным относят также волоконные лазеры, где луч усиливается в стекловолокне, а источником энергии служит полупроводниковый лазер.
• Газовый – более мощный тип, в котором активный компонент – газовая смесь, а источником энергии выступает заряд между электродами. Газ из баллонов прокачивается насосом. Зеркала, имеющиеся в газоразрядной трубе, пропускают лазерные лучи. Для охлаждения используется водяная система. В качестве активных газов применяют кислород, аргон, гелий и другие.
• Газодинамический – самый высокомощный вариант. Активный компонент – окись углерода, которая нагревается до максимально высоких температур (1000-2000 градусов) и пропускается через сопло Лаваля (газовый канал особого профиля). На выходе из него давление снижается, происходит охлаждение газа. При переходе атомов из возбужденного в обычное состояние газ становится источником лазерного излучения.

Для каждого из этих типов резки используются лазерные установки, которые включают несколько составляющих: рабочую среду, которая является источником лазерного излучения, систему накачки, создающую специальные условия для электромагнитного излучения и оптического резонатора, в качестве которого служит система зеркал, повышающих лазерное излучение.

Главные плюсы лазерной резки

В сравнении с другими методами обработки металла, лазерная резка выделяется рядом преимуществ:

• дает возможность резать металлы разной толщины, например, сталь в пределах 0,2–30 мм, алюминиевые сплавы – 0,2–20 мм, медь и латунь – 0,2–15 мм,
• позволяет изготавливать металлические заготовки самого широкого назначения и любой сложности (декоративная резка может быть выполнена в любой форме),
• высокая точность (до 0,1 мм),
• после резки места реза максимально аккуратные, отпадает потребность в дополнительной обработке,
• высокая скорость работы, это актуально при производстве больших тиражей,
• современные установки позволяют быстро перестроиться на другой режим работы,
• технология отличается высокой экономичностью, так как исключает брак материала, а также позволяет расположить детали более плотно на одном листе,
• выгодная цена, особенно если речь о крупных партиях изделий.

Важно отметит, что кроме металла, можно использовать лазерную резку пластика, причем разных его видов, создавая, например, уникальные по дизайну и доступные по цене рекламные конструкции или РОS-материалы для торговой сферы, а также лазерную резку древесины и других материалов.

Выбирая тип лазерной резки, важно учитывать вид обрабатываемого материала. Так, углекислотные лазеры подходят для резки, гравировки, сварки разных материалов (металла, резины, пластика, стекла). А твердотельные хорошо зарекомендовали себя при раскрое латунных, медных, серебряных или алюминиевых листов, но при этом не подходят для неметаллов.

Группа компаний “Студия Квадрат”, благодаря собственным современным мощностям, предлагает услуги лазерной резки, гарантируя качество и способность оперативно выполнить крупные партии и изготовить детали самых сложных конфигураций. У нас можно заказать лазерную резку черных и цветных металлов, в том числе из нержавеющей и других видов стали, алюминия, меди, бронзы, титановых сплавов. Чтобы сделать предварительный расчет, обратитесь к менеджеру нашей компании.