Статьи о резке

Типы лазерной резки

Спрос на лазерную резку растет, из-за чего встает вопрос разработки передовых технологий, которые позволят повысить точность и экономичность этого процесса. Среди самых распространенных типов можно назвать лазерную, плазменную, гидроабразивную и кислородную. Лазерная резка выделяется своими преимуществами в виде лучшей точности и аккуратности реза по сравнению с другими технологиями. Ее результаты отличаются высокой степенью детализации и аккуратности.

Как работает лазерная резка

Принцип работы основан на использовании теплового воздействия излучения на материал, который нагревается и подвергается плавлению, а затем испаряется. Для тонких материй часто используется метод испарения, который требует высокой энергии.

При работе с толстыми листами используется метод плавления. Для облегчения процесса, в зону разреза подается газ, такой как азот, гелий, аргон, кислород или воздух. Он выполняет несколько функций: удаление расплавленного металла и продуктов сгорания, поддержание горения металла и охлаждение окружающих зон. Наиболее эффективным газом для этой цели является кислород, так как он значительно повышает скорость и глубину разреза.

Виды лазерной резки

Испарительная (сублимационная)

Применяется излучение высокой мощности, которое быстро нагревает поверхность заготовки. Этот тип наиболее часто применяется благодаря своей эффективности. В процессе луч работает в импульсном режиме. Когда излучение достигает заготовки, оно быстро поглощается и превращается в тепло. Заготовка нагревается до температуры плавления, и пары образуются на поверхности.

Чтобы предотвратить конденсацию паров на кромках, то есть образование конденсата на стенках вырезанного куска, толщина поверхности объекта должна быть меньше диаметра луча. Таким образом, испарением обеспечивается точность и скорость процедуры, позволяя резать очень тонкие материалы, как металлические, так и неметаллические.

Плавлением

Метод плавления основан на использовании высокоэнергетического излучения для нагрева поверхности заготовки до температуры плавления. При этом расплавленная поверхность предмета удаляется с помощью потока воздуха или инертного газа. Процесс плавления позволяет получить резкие и чистые края без образования оксидных накипей.

Реактивная плавящая (Кислородная)

Реактивная плавящая резка, или кислородная, является методом, основанным на использовании луча для нагрева заготовки до точки воспламенения, а затем применения промышленного чистого кислорода для возникновения экзотермической реакции. Во время работы выделяется большое количество тепла, что позволяет окислить и сжечь материю в месте надреза, образуя расплавленный оксид. Расплавленное разлетается и формирует надрез, а также выполняет функцию проводника тепла, что позволяет достичь точки воспламенения и продолжить резку.

С контролем разрушения

Метод с контролем разрушения применяется для обработки хрупких материалов с помощью лазерного луча для нагревания и создания контролируемого разрушения в определенной области.

Протекает следующим образом: луч сфокусирован на маленьком участке, что приводит к созданию большого теплового градиента и резкой механической деформации в этой области. Это вызывает разрушение материала. Сохраняя сбалансированный градиент нагрева, воздействие лазера контролируется и направляется в нужном направлении.

Оборудование

Оборудование можно классифицировать по типу использованной рабочей среды, то есть источника излучения. Существуют три основных типа устройств:

1. Твердотельные лазеры. В таких системах рабочим телом является твердое вещество, такое как рубин или неодимовое стекло. Здесь газоразрядная лампа с высокой мощностью используется для возбуждения рабочего тела. В результате многократных отражений луч набирает энергию и выходит через полупрозрачное зеркало.

2. Газовые лазеры. В этих системах используется углекислый газ (CO₂), как отдельно, так и в сочетании с гелием и азотом. Электроразряды используются для активации углекислого газа. Для увеличения мощности применяются системы зеркал.

3. Газодинамические лазеры. Этот тип оборудования обладает наибольшей мощностью. В основе его работы также лежит углекислый газ (CO₂), нагретый до очень высокой температуры (от 726 до 2726 °C). Активация газа происходит при помощи дополнительного луча небольшой мощности. Затем газ проходит через специальное сопло, меняет свое состояние и становится источником излучения. Этот тип оборудования является самым дорогостоящим.

Критерии выбора лазерной резки

Лазерная резка используется для обработки широкого спектра предметов, включая металлы, резину, линолеум, фанеру, полипропилен, искусственный камень и даже стекло. Этот метод раскроя востребован при изготовлении деталей различных приборов, электротехнических устройств и многих других продуктов.

Выбор типа процесса зависит от вида обрабатываемого материала.

Углекислотные лазеры, например, подходят для обработки металла, резины, пластика и стекла. Они обеспечивают высокую точность и качество процесса.

Твердотельные волоконные лазеры оптимальны для раскроя латунных, медных, серебряных и алюминиевых листов. Однако они не подходят для работы с неметаллическими предметами.

Существует несколько типов лазерной резки, выбор которых зависит от обрабатываемого материала и требований к процессу. Углекислотные лазеры подходят для большинства материалов, в то время как твердотельные волоконные лазеры лучше всего подходят для металлов. Правильный выбор типа резки обеспечивает высокую точность, качество и эффективность процесса резки.