Лазерная резка и раскрой металлов
Лазерная резка – один из наиболее технологичных способов реза и раскроя металлов.
Основными конкурентами лазерной резки металлов являются: механическая резка металлов при помощи полотен, фрез и абразивов, газокислородная резка металлов, плазменная резка с проникающей дугой. Но все перечисленные конкурирующие способы резки металла в той или иной степени обладают недостатками.
- Например, механическая резка в ряде случаев требует механическую доработку поверхности реза и материалы механического реза быстро подвергаются износу и большому расходу. К тому же установки механического раскроя металлов включают в себя большое количество вращающихся силовых узлов.
- Газокислородная резка (горение природного газа или ацетилена в избытке кислорода) производит большую ширину прорези, поверхность реза покрывается окисью и окалиной, раскалённые газы при горении сдувают капли раскалённого металла, покрывая рез заусенцами, что требует дополнительной механической обработки, но главный недостаток состоит в избыточном прогреве металла, что привод к его откалке.
- Плазменная резка металлов – также является технологичным и прогрессивным методом раскроя металлов, но имеет массу преимуществ скорее перед газокислородной резкой, нежели перед лазерной. Перед лазерной резкой металлов плазменный способ резки уступает за счёт большей ширины реза, большим расходом электроэнергии. Но имеет превосходства при резке металлов больших толщин.
Одно из главных преимуществ лазерной резки заключается в быстро прожигании материала, и незначительном прогреве областей не затрагиваемых резом, благодаря чему лазерная резка не подвергает прорезаемую сталь отпуску.
Резюмируя вышесказанное лазерная резка обеспечивает:
- Малую толщину реза, что даёт возможность вести рез по сложным чертежам.
- Высокую чистоту поверхности реза, что в большинстве случаев позволяет обойтись без механообработки.
- Не нарушает физических свойств металла, подвергнутому резу.
- Помимо металлов, лазерной резке могут подвергаться другие материалы, например, фанера, пластики и, даже, стекло.
Принцип лазерной резки
Эскизная схема установки лазерной резки металлов
Обозначения для эскизной схемы:
установка лазерной резкинажмите, чтобы увеличить
1) Генератор излучения (лазер) формирующий луч без угла расхождения. В большинстве случаев используются газовые лазеры, в которых в качестве рабочей смеси применяется смесь СО2 (углекислого газа), азота и гелия. Лазер работает в непрерывном режиме.
2) Система зеркал, которая направляет луч лазера в режущую головку.
3) Подвижный рабочий стол установки лазерной резки.
4) Луч, идущий от генератора излучения, через систему зеркал к режущей головке.
5) Система движения режущей головки по оси X
6) Система вертикального движения режущей головки
7) Режущая головка, которая при помощи линз фокусирует лазерный луч и направляет на лист материала. Для усиления режущего эффекта, во многих моделях установок лазерной резки, головка обеспечивает подачу кислорода на поверхность, подвергаемой резки. Подаваемый кислород, в точки фокусировки луча, дополнительно прожигает материал.
8) Лист материала, подвергаемый раскрою
X,Y) Напрвления движения режущей головки
Z) Напрвление движения подвижного стола.Принцип работы
Одним из главных составляющих технологических комплексов по лазерному раскрою металлов, является лазер (1) – устройство испускающих концентрированный поток световой энергии, практически без угла расхождения. Большинство работающих промышленных установок по лазерной резке укомплектовано газовым лазером, в котором рабочим телом является газовая смесь из углекислого газа, азота и гелия. А накачкой служит высоковольтный электрический разряд в газовой среде. Поток светового луча (4) при помощи системы зеркал направляется на режущую головку. Для безопасности световой луч окружен защитным кожухом. Режущая головка (7) снабжена системой линз, которые концентрируют лазерный луч в точку, с диаметром 0,2 мм. Материалы (8), подвергаемые лазерному раскрою, в точке концентрации лазерного луча подвергаются плавлению и испарению. Многие модификации установок по лазерной резке снабжены режущими головками с подачей кислорода, в среде которого, материалы подвергаются окислению, что позволяет увеличить толщину материалов и увеличить производительность лазерной резки.
При резке фанеры, пластика и текстолита, а также других полимеров, подача кислорода в режущей головке заменяется на подачу инертного газа (например СО2 или аргона) для предотвращения обгорания края реза и возможного воспламенения материала.Режущая головка располагается на штативной конструкции, обеспечивающее её движение по направлениям (X и Y), в направлении (Z) режущая головка неподвижна, в этом направлении подачу материала обеспечивает подвижный стол (3), на котором и располагается материал (8), подвергаемый лазерному раскрою.
Область применения лазерной резки и раскроя металлов.
Лазерная резка металла идеально подходит для выреза какого-либо изделия из листового металла (или неметалла: пластик, текстолит, фанера). Данная технология практически не ставит ограничений по сложности выполнения исходного чертежа, и позволяет с высокой точность вырезать контуры с многочисленными изгибами, прорезями и врезами. В настоящее время лазерную резку используют для изготовления: металлических корпусов, дверей, торгового оборудования, пищевого инвентаря и др.
Исходный эскиз изделия
Готовое изделие (на данных фото применена компьютерная имитация)
Металлическая фигурка льва (подойдёт для декорации усадеб, дворов, детских площадок)
