Лазерная резка представляет собой современную методику обработки металлов и прочих материалов, широко распространенную в различных производственных отраслях. Она обеспечивает возможность создания деталей необходимой формы и размеров из необработанных заготовок или сырья. В данной статье мы расскажем, как функционирует процесс лазерной резки, в каких областях применяется данная технология, а также ее плюсы и минусы.

Принцип технологии лазерной резки

Лазерная резка опирается на использование узконаправленного и высокоэнергичного лазерного луча, который точно направляется на обрабатываемую поверхность. Под воздействием этой интенсивной тепловой энергии материал сначала расплавляется, затем испаряется или сгорает. Этот процесс требует значительных затрат энергии, поэтому он наиболее эффективен для обработки тонких листовых материалов.

При работе с листовыми материалами оптимальной толщины используется газовая поддержка. Для оптимизации энергопотребления и достижения желаемого результата могут применяться различные газы, такие как аргон, азот, кислород, воздух или гелий. Под давлением эти газы способствуют интенсивному горению, удалению отходов от расплавленного материала, повышению эффективности процесса и охлаждению окружающих не обрабатываемых участков.

Виды резки лазером

Существует несколько технологий лазерной резки, каждая из которых характеризуется конкретными параметрами, такими как используемый газ, давление и интенсивность лазерного излучения.

Вот некоторые из видов резки металла:

1. Лазерная резка с использованием кислорода. В этой технологии кислород используется как активная среда, что позволяет происходить экзотермическим реакциям с окислением металлических материалов в процессе резки. Образующиеся окислы эффективно удаляются с помощью кислородного напора.
2. Кислородная резка с поддержкой лазера. Этот метод применяется для обработки толстых листов стали. Материал предварительно нагревается до высокой температуры, а затем на поверхность направляется обдув кислородом под высоким давлением, что обеспечивает равномерные и гладкие края без резких граней.
3. Испарительная лазерная резка, также известная как сублимационная. В этой технологии используются короткие, но интенсивные импульсы излучения с длительностью в пико- или наносекундах. Этот метод характеризуется минимальным тепловым воздействием, однако его КПД может быть несколько низким.

Резка с инертными газами. Технология применима для металлов, которые окисляются при контакте с кислородом, например, титана, алюминия и нержавеющей стали. Для создания необходимой газовой среды в данном случае используются инертные газы, такие как азот и аргон.

Какое оборудование используется при лазерной обработке?

Для проведения лазерной резки металла применяют специализированное оборудование, обычно состоящее из трех основных компонентов. Первым компонентом является активная среда, которая создает поток лазерного излучения. Второй компонент - система накачки, обеспечивающая запуск излучения. Третий компонент - оптический резонатор, который усиливает и фокусирует луч на обрабатываемой поверхности.

Существует несколько типов оборудования в зависимости от рабочей среды:

1. Твердотельное оборудование использует твёрдое тело в виде стержня из материалов как гранат, рубин, неодимовое стекло и другие. Энергия подается от газоразрядной лампы, а зеркала в стержне помогают фокусировать и отражать лазерный луч.
2. Газовое оборудование работает на углекислом газе, который может смешиваться с азотом и гелием. Газ проходит через газоразрядную трубку, где получает возбуждение от электрических разрядов, а излучение усиливается зеркалами.
3. Газодинамическое оборудование использует оксид углерода как рабочее вещество. Для достижения необходимого нагрева оксид углерода подвергается высоким температурам и возбуждается вспомогательным лазером. Газ достигает сверхзвуковой скорости, атомы трансформируются, создавая излучение.

Процесс лазерной обработки металла выполняется на автоматизированном оборудовании, управляемом числовым программным обеспечением. Это обеспечивает высокую точность и соответствие требуемым характеристикам деталей, снижает воздействие человеческого фактора и риски возникновения ошибок и брака продукции.

Чем отличается лазерная резка от плазменной?

Основное различие между лазерной и плазменной резкой заключается в используемом источнике энергии. Лазерная технология основана на направленном и мощном лазерном луче, который фокусируется на обрабатываемой поверхности. В то время как в плазменной технологии используется ионизированный газ, который подается с высокой скоростью локально через струю. Плазма чаще применяется для обработки металлических материалов большой толщины, но не подходит для работы с неметаллическими материалами, такими как пластик, дерево или стекло.

Преимущество лазерной резки заключается в более высоком качестве обработки и отсутствии необходимости дополнительной отделки краев. В отличие от этого, при плазменной резке может возникнуть грат, окалина, поэтому края требуют дополнительной обработки и шлифовки. Точность лазерного метода также обычно превосходит точность плазменной резки. Однако при работе с материалами толщиной более 6-7 мм плазменная резка может быть более быстрой.

• • •

Компании «ПК Металлум» осуществляет следующие услуги: Лазерная резка; Гибка листового металла; Сварка металлоконструкций; Порошковая покраска; Проектирование металлоконструкций; Проектирование металлических изделий.