0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Технология лазерной резки металла

Технология лазерной резки: особенности

Лазерная резка металла — это технология, которая использует луч лазера для резки листового материала. Данная технология обычно, используется для промышленного производства, но в настоящее время начинает использоваться в малом бизнесе или даже в различных хобби. Лазерная резка металла осуществляется лучом высокой мощности, который управляется компьютером. Под действием луча материал плавится, горит и испаряется или выдувается струей газа. В результате образуется тончайший рез с высококачественными гранями. Промышленные лазерные машины используются для резки плоского листового материала, а также рифленого или даже различных труб.

Возможно Вас также заинтересует следующее:

По вопросам обращайтесь: +7 (351) 776-75-97, e-mail: mail@nefertum.ru

Генерация лазерного луча происходит из-за стимуляции излучающего материала лазера, или с помощью электрической разрядки ламп внутри закрытого контейнера. После этого лазерный луч проходит через систему зеркал резонатора, пока не достигнет необходимой энергии, чтобы создать луч монохромного когерентного света нужной мощности. Далее луч следует через зеркала или оптические волноводы, которые используются для направления когерентного света к линзе, фокусирующей луч на рабочей зоне. Диаметр сфокусированного луча обычно меньше чем 0,32мм. В зависимости от толщины материала, который необходимо резать, толщина реза может достигать 0,1мм. Чтобы начать лазерную резку металла с любого места на листе необходимо сделать врезку в листовой металл. Врезка обычно делается с помощью мощного импульса луча лазера, который медленно прожигает отверстие в материала. Например, для стального листа толщиной 13мм врезка лазера длится от 5 до 15 секунд.

Есть множество различных методов резки с использованием лазера для различных материалов, такие как: выпаривание, плавление и продув, плавление продув и прожиг, термальное снятие напряжения, холодная резка, реактивная резка.

Выпаривание. При выпаривании сфокусированный луч нагревает поверхность материала, который под его действием начинает испаряться. Данный метод применим к резке мягких материалов, таких как дерево или пластики. Возможна и лазерная резка металла выпариванием, но только если толщина металла примерно равна толщине реза.

Плавление и продув. В данном методе лазерной резки газ под высоким давлением выдувает расплавленный материал из зоны резки, что позволяет значительно уменьшить требуемую для резки мощность. Сначала материал нагревается до точки плавления, а затем струя газа выдувает расплавленный материал из реза, позволяя избежать необходимости увеличения температуры резки. Обычно данный метод лазерной резки применим к металлам.

Термальное снятие напряжения. Хрупкие материалы обычно чувствительны к нагреванию, которое приводит к разлому материала в месте нагрева. Луч лазера фокусируется на поверхности материала, чем вызывает локальный нагрев и термальное расширение. В результате образуется разлом на пути следования луча лазера. Обычно данный метод лазерной резки используется при резке стекла.

Реактивная резка. Реактивная резка похожа на резку кислородной горелкой, только в качестве поджигателя кислорода выступает луч лазера. Этот метод лазерной резки обычно используется для резки карбона более 1мм толщиной. Этот процесс может быть использован для резки очень тонкой стали при относительно небольшой мощности лазера.

Технология лазерной резки металла

Технология лазерной резки позволяет быстро и с высокой точностью обрабатывать различные виды металлов: нержавейку, алюминий, сталь, латунь и другие. С помощью данного метода обрабатывают листовой металлопрокат, а также штампованные, литые изготовки и другие виды профиля, из которых в дальнейшем получают:

  • металлические конструкции различных конфигураций;
  • запчасти для машин и сельскохозяйственной техники;
  • корпусные и панельные комплектующие;
  • декоративные элементы для интерьера и экстерьера;
  • указатели, таблички, трафареты и другие готовые изделия.

Лазерную резку на заказ в Тамбове и с отправкой изделий в регионы осуществляет завод «Металл Сервис». Для работ используется высокотехнологичное немецкое оборудование, обеспечивающее высокое качество резки. Заказать обработку листов с размерами до 3000 х 1500 мм можно по телефону, указанному на сайте.

Особенности технологии

Процесс резки металла имеет следующие параметры:

  • ширина среза при толщине стали 0,5-5 мм – 0,1-0,3 мм;
  • скорость – от 0,167 до 12,5 м/с;
  • допустимое отклонение от нормативов – 0,05-0,2 мм.

Лазерные установки бывают разной мощности и отличаются типом источника энергии, используемым в установке:

  • газодинамические – 20-100 кВт;
  • газовые – 6-20 кВт;
  • твердотельные – не больше 6 кВт.

Компания «Металл Сервис» использует оптоволоконный лазер мощностью 1000 Вт, работающий как в импульсивном, так и в непрерывном режиме. Оборудование позволяет осуществлять резку стали, алюминия, титана и большинства цветных металлов, производить интенсивные и экономичные работы.

Суть метода заключается в воздействии лазера на материал, в результате которого металл плавится, закипает и испаряется. Если того требует процесс, при резке также используется газ для выдувания расплавленного, но не успевшего раствориться металла из зоны реза.

Преимущества лазерной резки

Преимуществами технологии являются:

  • возможность получить заготовки с ровными кромками, которые не нужно дополнительно обрабатывать;
  • участки материала рядом с зоной реза незначительно нагреваются, но листы в процессе обработки не деформируются;
  • с помощью лазерной резки можно получить широкий спектр конструкций, заготовок и изделий, в том числе сразу же готовых к использованию;
  • процесс практически не требует подготовки, за исключением удаления антикоррозийной заводской смазки с некоторых профилей перед резкой металла лазером;
  • возможность фигурной резки и связанные с ней широкие возможности проектирования изделий.
Читать еще:  Резка металла шлифмашинкой

Пожалуй, единственным минусом метода по сравнению с классической обработкой металла является более высокая цена, которая, однако, обоснована более высокими точностью и качеством обработки, а также широтой применения.

Оставшиеся вопросы можно задать по телефону 8 800 200 68 21 или через форму связи ниже:

Технология лазерной резки металла

Среди существующих технологий лазерная резка металла является наиболее эффективной и экономичной. Она подразумевает нагревание и деформацию участка материала посредством лазерного луча.

В отличие от светового луча, лазерному лучу присущи следующие свойства:

  • направленность;
  • когерентность;
  • монохроматичность.

Благодаря первому свойству – направленности – мощность лазерного луча сосредотачивается на относительно небольшом участке. Поэтому по направленности он превышает луч прожектора.

Лазерный луч обладает установленной длиной волны и частотой. Это облегчает его фокусировку оптическими линзами.

Лазерному лучу присуща высокая степень когерентности – слаженное течение во времени нескольких волновых процессов. Когерентные колебания провоцируют резонанс, который увеличивает мощность излучения.

Все перечисленные свойства позволяют лазерному лучу сосредоточиться на небольшой поверхности материала и сформировать на ней плотность энергии, необходимую для нагрева и деформации материала.

Описание технологии

Применение лазерной резки металла характеризуется впитыванием и отражением излучения, распределением впитанной энергии по объему материала, благодаря теплопроводности и пр., а также другими особенностями.

На участке влияния лазерного луча металл подвергается нагреву и достигает первой температуры деформации – плавления. Во время последующего поглощения излучения происходит расплав металла, и фазовый рубеж – плавление мигрирует вглубь материала. Результат энергетического влияния лазерного луча – увеличение температуры, которая может достигать второй температуры деформации – кипения. Тогда материал подвергается активному испарению.

Известны два механизма лазерной резки – плавление и испарения. Услуги лазерной резки металла испарением предполагают высокие энергозатраты, и используются лишь для тонкого металла. Поэтому зачастую резку производят плавлением. Чтобы свести к минимуму энергозатраты, увеличить толщину обрабатываемого металла и скорость резки, используют вспомогательный газ. С помощью оборудования для лазерной резки металла он вдувается в зону реза, чтобы ликвидировать продукты деформации металла. В качестве вспомогательного газа используют кислород, воздух, азот или инертный газ. Такая резка получила название газолазерная.

Разновидности лазеров

Зачастую лазер состоит из трех узлов. Это:

  1. Источник энергии (механизм или система накачки).
  2. Активное тело, подвергаемое накачке и вынужденному излучению.
  3. Оптический резонатор (система зеркал), увеличивающий вынужденное излучение активного тела.

Для резки используют следующие виды лазеров:

  • твердотельные;
  • газовые;
  • щелевые;
  • газодинамические.

Лазерные комплексы для резки металла имеют компьютерное управление, что делает работу операторов простой и удобной.

Технология лазерной резки металла

Главное меню

Главная
Статьи
Общие вопросы
Технологии
Строительные материалы
Земляные работы
Свайные работы
Бетонные работы
Монтажные работы
Специальные работы
Гидромеханизация
Земснаряды
Техника безопасности
Сварочное оборудование
Мелиоративная техника
Дождевальные машины
Блог
Строительство домов
Ремонтные работы

ФОТОГАЛЕРЕЯ

Арматура, опалубка
Бадьи
Бетонные работы
Бульдозеры
Вилочные погрузчики
Грейфер
Изготовление ж/б изделий
Кирпчиная кладка
Краны
Монолитно-каркасные констр.
Монтажные работы
Разработка грунта драглайном
Укладка трубопровода
Фрегаты
Экскаваторы

Поиск

Особенности технологии лазерной резки металла

Раскрой листового металла всегда связан его потерями.

Безусловно выполняя работы по резке металла необходимо выбрать наилучший способ, который позволить качественно, быстро и экономически приемлемо выполнить работу.

На данный момент способов резки металла существует огромное множество и услуги по резке метала предоставляют различные предприятия и организации.

Привлекательным вариантом в плане скорости резки и качества выполнения работ представляется лазерная резка металла.

Лазерная резка позволяет делать очень качественные резы, которые не приходиться дорабатывать. Технология лазерной резки основана на воздействии концентрированного лазерного луча, под действием которого происходит плавление металла.

Особенно лазерная резка металла отлично себя зарекомендовала при резке листового металла в диапазоне его толщины от 0,5 до 20 мм. При такой толщине металла точка плавления металла находиться в глубине его и создаются наилучшие условия для его резки.

В этом случае получается наиболее качественный рез который обеспечивает особую точность размеров изготавливаемых деталей и чистые их края.

Область применения лазерной технологии резки металла

Лазерная технология резки металла задействована практически во всех отраслях промышленности и машиностроения. Без ее услуг не обходиться ни одна отрасль от кораблестроения до создания игрушек для детей.

Особенно популярна лазерная резка металла в автомобильной промышленности благодаря высокой производительности и точности изготовления продукции.

Станок лазерной резки металла с ЧПУ

Лазерная резка нашла свое применение при создании различных декоративных элементов, она позволяет в кратчайшие сроки изготавливать большой объем различных логотипов, табличек, вывесок и прочей промо-продукции созданной по индивидуальным проектам.

Лазерная технология позволяет не только резать, но производить гравировку на металле.

Для лазерной резки используются высокотехнологичное оборудование в виде станков с ЧПУ, позволяющих наиболее продуктивно использовать данный метод раскроя металла.

Лазерная резка металла: технологии и принципы работы

Лазерная резка металла признана одной из самых перспективных технологий раскроя листовых материалов, разрезания корпусных заготовок. Преимущества бесконтактного метода в высокой скорости, исключительной точности и образцовом качестве получаемого реза. По окончании кроя детали, полученные из заготовок, не требуют дальнейшей доработки, готовы для последующих операций. Гибкость настроек лазерной резки обуславливает возможность изготовления деталей сложной формы. С помощью этой прогрессивной технологии, в частности, получают:

  • комплектующие для сборки узлов машин, механизмов, летательных аппаратов, водных судов;
  • детали печных дымоходов, отопительных котлов, емкостей, резервуаров;
  • кованые изделия для ворот, калиток, ограждений, в том числе декоративные элементы;
  • торговое и промышленное оборудование;
  • комплектующие для монтажа стеллажей, изготовления эксклюзивной дизайнерской мебели;
  • трафареты, сувенирную продукцию, игрушки;
  • вывески, буквы;
  • ювелирные изделия, элементы для электроники;
  • посуду;
  • комплектующие для роботизированной техники.

Из наименования метода понятно, что лазерная резка реализуется посредством применения лазерного луча, получаемого с помощью специального оборудования. Луч фокусируют в определенном месте, где высокоплотная энергия активно разрушает материал. Линия реза плавится, металл при этом сгорает или удаляется газовой струей.

По сути при резке лазером металлический лист (стенка корпусной детали) прожигается насквозь. При этом режущая головка не касается поверхности заготовки, процесс ведется бесконтактно. Технология резки металла лазером одинаково хороша для работы с тонкими стальными листами и тугоплавкими сплавами. Направленным мощным лучом разрезают мягкие и твердые металлы: сталь, медь, алюминий, алюминиевую фольгу, серебро, сплавы, а также и другие материалы, например, стекло, пластик. Мощный поток имеет стабильные задаваемые рабочие параметры, поддерживаемые автоматически. Он не изнашивается, поэтому и рез получается идеально ровным, без сколов, зазубрин и окалины. Кромка не нуждается в шлифовании или другой механической обработке.

Крой с помощью лазерного луча демонстрирует наибольшую эффективность при штучном производстве и выпуске ограниченных партий продукции. Технология не требует предварительной подготовки форм, за счет этого экономична. Способ предпочтителен при работе с металлами с низким показателем теплопроводности. При крое материалов, легко проводящих тепло, может образовывать грат (заусенцы).

Методы лазерной резки

Существует два основных вида резки металлов лазерным лучом:

  1. Плавление;
  2. Испарение.

В мировой практике наиболее распространена лазерная резка металла плавлением. Обработка с использованием рабочих газов (кислород, азот, неон, гелий, аргон, их смеси, воздух, инертные газы) определяется как газолазерная резка. Газ, который подбирают, исходя из обрабатываемых материалов, позволяет повысить тепловую мощность на линии реза, уменьшить отражающую силу материала за счет активации окисления. Кроме того, он за счет направленности потока выдувает из области кроя продукты сгорания, металлический мусор и прочие частицы, охлаждает нагреваемую зону.

Наибольшую эффективность демонстрирует кислород, с ним заметно повышается скорость операций, результативность в отношении кроя толстостенных материалов. Азот используется в случаях, когда требуется сохранить структуру металла на кромке. Азот обладает свойством снижать температуру в области резки, сократить толщину окислов. Скорость обработки с применением азота заметно ниже, но в некоторых случаях сохранение структуры металла в месте реза является обязательным условием.

Газолазерная резка не допустима при работе с материалами, чувствительными к перегреву: легированными, цветными металлами. Лазерная обработка не подходит для разделения материалов, склонных к растрескиванию.

При испарении также происходит тепловое воздействие луча, линия реза сначала прогревается до температуры плавления, затем до показателей, при которых начинается кипение, улетучивание. Как уже отмечалось выше, бесконтактная резка металла испарением признана высокозатратной, возможна в отношении листов (заготовок) небольшой толщины.

Для реализации разделения испарением задействуется высокомощное оборудование, для нормального функционирования которого необходимо значительное количество энергии. Высокие затраты не всегда экономически оправданы, процесс фактически невозможно применить в отношении толстолистовых материалов. Метод обработки испарением применяют только для резки тонкостенных заготовок, раскроя листов малой толщины.

Способ сквозного прожигания посредством лазерного луча не нов, его начали использовать еще в 60-х годах прошлого столетия. С того времени технология совершенствовалась, модернизировалось оборудование для ее реализации.

Основные виды оборудования для лазерной резки

Лазерная резка металла осуществляется с помощью высокотехнологичного оборудования, которое принято классифицировать как:

  1. Газовые установки.
  2. Комплексы твердотельного типа.
  3. Газодинамические устройства.

Лазерные станки функционируют непрерывно или импульсно. В состав оборудования входит несколько узлов, каждый из которых отвечает за определенное действие, работает согласованно с остальными.

Газовые лазеры

Газовые установки отличаются компактными размерами, демонстрируют высокую мощность, рекомендованы для резки заготовок из сверхпрочных сплавов. Газ (углекислый, азот или гелий) закачивается в газоразрядную камеру, он является активным элементом. Побуждение газа выполняется посредством посыла непрерывных высокочастотных импульсов, под воздействием которых частицы газа дают монохроматическое (электромагнитное с малым разбросом частот) излучение. Наиболее распространены щелевидные газовые лазеры, активным компонентом в которых является углекислый газ. Щелевидные лазеры с поперечной прокачкой выигрывают благодаря компактности, способности вырабатывать высокую мощность, безопасности, удобству и простому управлению.

Твердотельные лазеры

Твердотельное оборудование для лазерной резки металла уступает газовым моделям по мощностным параметрам. В целом оно также обладает эксплуатационной простотой. Лазеры такого типа комплектуются твердым стержнем, изготовленным из алюмоиттриевого граната, рубина или неодимового (минерального) стекла. Возбуждение стержня осуществляется за счет непрерывной накачки световым потоком. Фокусирование и усиление излучения происходит системой отражателей, призмами, резонаторами.

Газодинамические лазеры

Газодинамические лазерные комплексы относятся к категории самого дорогостоящего оборудования. Активным веществом в них, как и в газовых, является газ, который предварительно подогревается до высоких температур. После подогрева рабочая смесь направляется в специальное сопло на сверхскорости, а затем охлаждается.

Резка материалов с помощью лазерного луча позволяет получать детали точных размеров, воплощать в реальность сложные в техническом плане задачи по изготовлению ответственных комплектующих, фигурных элементов для декорации. Этот способ обработки металлов имеет массу достоинств, как и у всех остальных технологий, у него есть свои недочеты.

Преимущества и недостатки лазерной резки

К достоинствам лазерной резки металлов принято относить:

  • Экономичность: обусловлена оперативностью процесса, высокой производительностью установок, безотходностью, отсутствием необходимости дополнительной обработки деталей.
  • Возможность кроя металлических заготовок в широком диапазоне толщин. Например, лазером можно резать нержавейку толщиной до 50 мм, алюминиевые листы толщиной от 0,2 до 20 мм.
  • Удобство выпуска ограниченных партий продукции без необходимости подготовки форм, выполнения литья и штамповки.
  • Отсутствие механического контакта лазера с обрабатываемой поверхностью: обеспечивает возможность резки тонких и хрупких заготовок без риска их повреждения.
  • Высокий уровень промышленной безопасности.

В станках для резки металлических заготовок лазером предусмотрено программное обеспечение, что значительно повышает результативность работы, исключает ошибки. В систему загружаются чертежи требуемого формата, далее программа сама обрабатывает полученные данные и выполняет настройку режимов резки. Это исключает влияние человеческого фактора, гарантирует высокую скорость и точность обработки.

К недостаткам технологии резки с применением лазера принято относить существенные расходы. Метод штамповки деталей, например, более экономичен, чем лазерная резка. Но если в общую стоимость деталей, полученных штампованием, включить сумму затрат на технологическую оснастку, то их цена фактически будет такой же, как если бы их изготавливали с помощью лазерного станка. Кроме того, к недочетам лазерной резки относят ограничения по толщине материалов.

Применение бесконтактной газолазерной резки металлов в промышленном производстве становится все более востребованным. Однако высокотехнологичный метод пока не может полностью заменить устоявшиеся способы обработки металлов резанием. Несмотря на то, что есть реальная перспектива снижения суммы затрат на реализацию лазерной резки, стоимость ее остается достаточно высокой. Таким образом резка материалов лазерным лучом является экономически оправданной при условии рационального ее внедрения, когда традиционные технологии требуют слишком больших трудозатрат и времени или применить их представляется невозможным.

Общая оценка статьи: Опубликовано: 2019.07.05

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Технологии лазерной резки:

Выбор технологии для лазерной резки целиком зависит от задач, которые необходимо решить на конкретном производстве.

Технологи компании «Лазерный Центр» могут провести для Вас тестовую обработку на используемых Вами материалах и смогут выдать рекомендации по настройке технологических параметров Вашего оборудования или подбору станка под Ваши задачи.

Мы производим как серийное лазерное оборудование, так и лазерные станки с характеристиками, которые может задать заказчик.

В данном разделе представлены технологии лазерной резки, разработанные специалистами нашей компании с применением оборудования МикроСЕТ, RX, МиниМаркер 2, ТурбоМаркер. Многие из них уже нашли применение на предприятиях РФ.

Прецизионная лазерная резка тонколистовых металлов

Превосходные пространственно-временные характеристики излучения волоконного лазера в совокупности с оригинальными техническими решениями, примененными в конструкции наших лазерных установок, обеспечивают прецизионную точность и высокое качество резки.
подробнее >>>

Лазерная резка выводных рамок для микроэлектроники

Изготовление выводных рамок производится с применением специализированного лазерного комплекса на базе системы лазерной резки «RX-150» посредством лазерной вырезки рисунка выводной рамки на непрерывно подающейся металлической ленте.
подробнее >>>

Лазерная резка стентов (для стентирования сосудов)

Разработана технология производства стентов для стентирования сосудов методом лазерной прецизионной резки из заготовки — трубки диаметром 1,6-7 мм и толщиной стенки 100-150 мкм медицинской нержавеющей стали.
подробнее >>>

Утилизация списанного вооружения

Утилизация списанного вооружения довольно серьезная и многогранная задача, которая стоит немалых усилий и средств. Специалистами Лазерного Центра разработана технология по раскрою лазером деталей пистолетов ТТ.
подробнее >>>

Лазерная перфорация микроотверстий

Прошивка 2500 отверстий (диаметром около 45-50 мкм с шагом около 300 мкм) в металлической пластине.
Прошивка отверстий лазером по углом к поверхности.
подробнее >>>

Лазерная резка золота и серебра

Технология позволяет с очень высокой скоростью и прецизионной точностью вырезать из листовых материалов (золота и серебра) эксклюзивные ювелирные изделия. У изготовленных таким способом изделий не требуют дополнительной обработки поверхности, а потери драгоценных металлов оказываются минимальны.
подробнее >>>

Технология 6-координатной роботизированной трехмерной лазерной резки

Роботизированный лазерный комплекс для резки металлических труб по сложному пространственному контуру.
подробнее >>>

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector