Принцип работы лазерная резка металла – Станок лазерной резки: виды, преимущества, устройство, эксплуатация

tokar.guru

Принцип работы станков лазерной резки | RuAut

Процесс лазерной резки легко автоматизировать. В состав автоматизированного станка для лазерной резки входят: лазер с источником питания, тракт передачи излучения в зону обработки, система управления. По механизму воздействия на материал лазерный луч аналогичен газовому пламени и плазменной дуге. Это тепловой источник. Однако концентрация его мощности на несколько порядков выше и составляет 100 000 … 10 000 000 Вт/кв.см. Благодаря этому, обеспечивается высокая скорость резки, получение узкого разреза, минимальная протяженность зоны термического влияния, отсутствие деформации и крапления. 

Сущность лазерной резки состоит в расплавлении, разложении или испарении материала и удалении продуктов разрушения из канала реза. При работе станка лазерной резки в режиме испарения поверхность материала разогревается до температуры кипения и вещество из канала реза удаляется в парообразном состоянии. Механизм испарения характерен для материалов у которых удельная энергия испарения мало отличается от удельной энергии плавления. И как правило реализуется реализуется при облучении короткими импульсами с высокой плотностью мощности. Лазерная резка в режиме плавления характерна для металлов при действии на них непрерывного излучения. Для удаления расплава в зону обработки станка лазерной резки подается струя газа. Этот режим при низких скоростях резки характеризуется периодическим протеканием процесса образования и удаления расплава. Качество реза при этом невысокое. Увеличение скорости резки переводит процесс в стационарный режим. Качество реза в стационарном режиме повышается. Подача кислорода в зону обработки при резки например низкоуглеродистых сталей или титана за счет энерго вклада эзотермической реакции горения позволяет увеличить скорость резки в 1.5 … 2 раза. При резке ряда полимерных материалов возможно образование слоя угля на кромках резки. Его толщина может быть значительно снижена при использовании нейтрального газа.
Для подачи газа в зону лазерной резки применяют специальные сопла. При сверхзвуковых скоростях потока у кромки детали может появиться скачок уплотнения, ограничивающий скорость газа в канале реза. Оптимальное давление обеспечивающее максимальную кинетическую энергию потока составляет около 0.2 МПа.
Существенное влияние на производительность процесса и качество работы станка лазерной резки оказывает распределение плотности мощности лазерного пучка. Оптимальным распределением плотности мощности считается нормальное или гауссовое. Важное значение имеет ориентация плоскости поляризации лазерного луча, определяемое положением вектора напряженности электромагнитного поля относительно направления резки. Максимальная скорость лазерной резки, минимальная ширина зоны термического влияния и параллельность кромок достигаются при совпадении плоскости поляризации и направления резки, когда энергия выделяется в основном только на лобовой поверхности резки. Поэтому при резки металлов по сложному контуру, поляризация должна быть или круговой или линейной, плоскость которой синхронно поворачивается с изменением траектории движения.
С увеличением мощности лазерного излучения глубина прорезания увеличивается, достигая 10-12 мм для металлов. И 50-60 мм для неметаллических материалов. Поэтому наиболее эффективна лазерная резка при изготовлении деталей сложного контура из листовых материалов, соответствующих диапазону толщин. В станках лазерной резки применяются твердотельные лазеры периодического действия, газовые лазеры непрерывного действия, твердотельные лазеры непрерывного действия.
От декоративных элементов садовых домиков до разнообразных деталей современных машин, таков диапазон применения станков лазерной резки. 

www.ruaut.ru

Что такое лазерная резка: технология резки, достоинства, недостатки

Содержание:

Технология лазерной резки

Технология лазерной резки позволяет резать материалы из пластика или металла с максимально высокой точностью. Это особенно важно именно в случае с металлом, ведь для того, чтобы его можно было использовать во время работ, материала должен сохранить все свои изначальные параметры. В противном случае использовать его будет невозможно.

Важно отметить, что лазерная резка — это относительной новый способ обработки металла, отличающийся предельно высокой производительностью. Именно поэтому процесс изготовления самых разных конструкций из металла и пластика существенно облегчается. В случае мелкосерийного производства лазерная резка позволяет сделать производство куда более простым и быстрым. Это отражается и на конечной цене того либо иного продукта. Стоит ли говорить о том, что лазерная резка — это коммерчески оправданный метод, который позволяет сэкономить время и деньги.

Сферы применения и преимущества (плюсы)

Если бы не многочисленные преимущества этого метода, он вряд ли стал бы таким популярным. Каковы же главные достоинства этого метода?

• Сфокусированное излучение лазером способно обеспечить высочайший уровень концентрации энергии, что позволяет добиться разделения любого вида пластика или металла вне зависимости от свойств теплофизического характера. Также стоит отметить и то, что таким образом можно получить максимально узкие разрезы, имеющие минимальную зону термического влияния.
• Ещё одно крайне важно достоинство материала касается возможности обработки самых разных материалов. Более того, лазерная резка не может оказывать какое-либо механическое воздействие на металл. Это особенно важно, если речь идёт о создание нестандартной конструкции, которая будет использоваться во время возведения какого-либо сооружения. Более того, все мелкие деформации, которые могут возникнуть непосредственно во время резки, незначительны. Как раз поэтому лазерная резка — это метод, для которого характерная высочайшая точность.
• Данный способ можно применять как в случае с недостаточно жёсткими, так и легкодеформируемыми конструкциями, деталями или заготовками. Так как для лазерного излучения характерна большая мощность, с помощью этого способа можно достичь завидной производительности труда, которая будет сочетаться с непревзойдённым качественным уровнем поверхности реза.
• Ещё одно достоинства имеет большое значение для тех, кто занимается лазерной резкой самостоятельно. Как известно, некоторые методы подходят только профессионалам, которые обладают определённым знаниями, а также богатым опытом. В случае с лазерной резкой всё обстоит совершенно иначе. В частности, управлять лучом лазер очень легко и просто. С этой задачей справится даже неподготовленный человек, который впервые видит перед собой лазер. Поэтому лазерным лучом можно работать с контурами самых сложных форм. Более того, таким образом можно вырезать объёмы детали, а также заготовки с высочайшим степенью автоматизации процесса.
• Если сравнить лазерную резку с любыми другими методами работы с пластиком или металлом, то окажется, что ему просто нет равных. Традиционные способы обработки металла не обладают и малой частью тех преимуществ, которые характерны для лазерной резки. Стоит ли говорить о том, что традиционные методы обработки не могут похвастаться тем же уровнем коммерческой выгод, что метод резки лазером.
• Нельзя не упомянуть и про важное значение лазера в современном производственном секторе экономики, для которого характерно понижение уровня серийности производства. Также в последнее время требования к выпускаемым изделиям меняются всё чаще и чаще. Из-за этого возникла потребности ориентироваться на различные гибки автоматизированные решения, поэтому многие специалисты вынуждены констатировать тот факт, что лазерная резка стала просто незаменимой. Она обладает поразительным удобством и гибкостью.
• Если же речь идёт о художественной или фигурной резке, то без лазера и вовсе обойтись не получится. Любые другие методы не позволят достичь требуемой точности.

Среди менее значимых преимуществ стоит отметить следующие:

• Полное отсутствие каких бы то ни было механических воздействий на обрабатываемый материал, что даёт возможность обрабатывать даже самые хрупки или деформируемые предметы.
• С помощью лазера можно обрабатывать самые разные виды металла, а также пластика. Речь идёт даже о цветных металлах.
• Во время выпуска малой партии какой бы то ни было продукции эффективнее провести именно лазерный раскрой, чем пытаться изготовить дорогостоящие формы, предназначенные для литья. Таким образом можно сэкономить весьма большую сумму денег.
• Также во время использования подобного метода можно достичь уникальной точности. Речь идёт о 0.001 мм на 1 лист, чья толщина достигает 2 мм.
• Для проведения автоматического раскроя материал нужно подготовить чертёж выбранного изделия, для чего достаточно простейшей инженерной программы. После этого нужно перенести чертёж на компьютер, предназначенный для установки. Всё это существенно проще, нежели использование других способов обработки.
• Стоит упомянуть ещё и то, что подобным образом можно существенно сократить долю человеческого фактора именно за счёт автоматизации производства. Это самым лучшим образом скажется на ходе производства и даже качестве выпускаемой продукции. К тому же, это приведёт к сокращению издержек на рабочую силу.
  

  Что можно изготовить при помощи лазерной резки

• элементы для машиностроительных производств;
• элементы для стеллажей, подставок, полок всех назначений, торгового оборудования;
• элементы для корпусов и шкафов различного назначения;
• шаблоны, буквы, трафареты, вывески;
• детали для декоративных кованных изделий;
• части современного интерьера и многое другое.

Обрабатываемые материалы (максимальный размер заготовки 3000 х 1500 мм)

• черная сталь, чья толщина может достигать 20 мм;
• нержавеющая сталь с толщиной до 12 мм;
• алюминий толщиной до 10 мм.

Особенности лазерной резки металла

Эксперты в области обработки метала считают, что во время резки металла необходимо использовать инновационные технологии, так это позволит сократить издержки и достичь куда лучшее результата, нежели при использовании традиционных методов и технологий.

Чего можно достичь благодаря лазерной резки

Данный способ позволяет резать пластик и металл с исключительно высокой скоростью, достичь которую другими методами просто невозможно. Это может быть очень важно, если речь идёт о компании, которая занимается резкой в больших объёмах. С помощью лазерной резки она сможет удовлетворить запросы куда большего количества клиентов, что самым положительным образом скажется на её уровне заработка.

Также благодаря этому методу можно вести работы даже с твердосплавными материалами.

Нельзя забывать и про то, что данный способ отлично подходит для работы в импульсном режиме.

Ещё один результат, который представляет интерес для компаний, работающих в сфере производства, касается минимизации теплового воздействия на материал.

Характеристики лазерного луча, которые важны во время обработки пластика и металла

Лазерный луч отличается такими свойствами, как монохроматичность, а также когерентность и направленность. Именно высочайший уровень когерентности может дать нужный резонанс, способный значительно повысить силу излучения. Направленность же, в свою очередь, позволит сосредоточить луч на выбранном участке поверхности даже в том случае, если площадь участка ничтожно мала.

Монохроматичность позволяет сфокусировать оптическую линзу с куда меньшими усилиями оператора.

Недостатки лазерной резки

Недостатков у лазерной резки сравнительно немного. В частности, этот метод ни в коем случае нельзя назвать универсальным, ведь для каждого типа обрабатываемого материала существует сразу несколько параметров: по мощности лазера, использовании дополнительного газа, соблюдения высоких мер безопасности и других особенностей ведения работ.

Также не получится провести раскрой с некоторыми видами материалов. Среди них есть и достаточно популярные материалы, используемые повсеместно: поликарбонат, гетинакс, сотовый поликарбонат и полипропилен, текстолит и другими.

Итог

Лазерная резка — это лучший выбор, если речь идёт о работе с металлами или пластиком. Эти материалы отлично подходят для ведения работ, ведь достоинства лазерной резки позволят сэкономить силы, время и деньги.

www.vikos-ru.ru

Как выбрать станок лазерной резки металла (лазерный резак)?

Лазерные металлорежущие станки (резаки по металлу) по праву занимают одно из ведущих мест среди инновационного оборудования, используемого в различных отраслях народного хозяйства: металлургии, машиностроении, мебельном производстве и других. Все потому, что с их помощью можно получить детали самой сложной конфигурации с высокой степенью точности без необходимости дальнейшей обработки по контуру. При этом с учетом минимальной толщины реза и рационального раскроя листа можно добиться безотходного производства.

К достоинствам такого процесса можно также отнести:

• высокую производительность;
• наличие автоматизированной системы управления;
• снижение себестоимости продукции

Многие руководители рано или поздно задумываются об обеспечении своих предприятий и компаний такого рода высокотехнологичными агрегатными механизмами. Ведь иметь на производстве хотя бы один лазерный станок для резки металла — это отказаться от устаревшего и малоэффективного оборудования и при минимуме энергозатрат обеспечить необходимым объемом деталей и заготовок участок сборки. Но поскольку существует несколько видов такой техники, да еще по высокой стоимости, к выбору модели для каждого определенного случая следует подходить индивидуально. Попробуем разобраться, на что обратить внимание, выбирая лазерный металлорежущий станок для конкретного производства.

Особенности работы лазерного резака

Для начала разберемся с конструкцией лазерного станка и с особенностями его работы. Лазерный резчик, тот же резак по металлу, состоит из следующих узлов:

• излучателя, который генерирует узконаправленный импульс или поток фотонов;
• системы перемещения газа, предназначенного для охлаждения излучателя и выдувания расплавленного металла из рабочей зоны;
• привода, используемого для перемещения излучателя над поверхностью резания;
• координатного стола, на который укладывается лист металла либо обрабатываемая заготовка;
• автоматизированной системы управления (АСУ) либо ЧПУ.

Разновидности лазеров: сравнение газовых и волоконных

Определимся с разновидностями лазеров, поскольку принцип работы лазерных установок заключается в фокусировке луча, обеспечивающего высокую концентрацию энергии на поверхности материала. Диаметр этого луча составляет всего несколько десятков миллиметра, что обеспечивает малую толщину реза. Процесс расплавления и изменения структуры металла происходит в случае достижения мощности луча до определенных значений.

Существуют следующие типы лазеров:

• газовые, в которых роль активной среды играет смесь углекислого газа, азота и гелия;
• волоконные, использующие в качестве активной среды оптические волокна;
• твердотельные, где место активной среды занимают кристаллы и особые виды стекла.
• диодные.

1. Эффективность резки какого-либо материала зависит от длины волны излучения. Так, волоконные лазеры с коротковолновым излучением показывают высокие показатели качества в случае с резкой тонколистового металла толщиной до 3 мм. Газовые лазеры, у которых волна излучения длиннее, демонстрируют отличные результаты при резке листов металла большой толщины.
2. Волоконные лазеры имеют более высокую стоимость установки в сравнении с газовыми аналогами.
3. Оборудование, оснащенное волоконными лазерами, отличается небольшими габаритами и продолжительным сроком службы в 100 тыс. часов, обусловленным качеством оптоволокна и отсутствием перегрева.
4. Пятно, излучаемое световым лучом волоконного лазера, отличается небольшими размерами при хорошей глубине резкости по сравнению с газовым лазером.
5. При обработке металлов при помощи волоконных лазеров можно добиться получения более точных квалитетов

При выборе лазерного металлорежущего станка также необходимо определиться и с размерами рабочего поля координатного стола. В случае с необходимостью выполнения раскроя материала, следует остановить выбор на модели с большим столом. Если же нужно воплотить идеи, связанные с декоративно-прикладным искусством, можно приобрести лазерный резак по металлу с габаритами поменьше.

Покупая лазерное металлорежущее оборудование, следует знать следующее: если мощность лазера можно увеличить, то стол поменять нельзя — он меняется вместе со станком.

Оборудование, используемое для управления лазерным резаком

Для управления лазерным резаком по металлу, как правило, используется компьютеризованная система управления АСУ либо ЧПУ. С ее помощью производится
контроль и управление параметрами лазера, передача команд на исполнительные модули координатного стола и системы перемещения и излучения газа.

Вывод

В последнее время металлообрабатывающая индустрия предлагает вместе с лазерным оборудованием множество видов металлообрабатывающих агрегатов, позволяющих проводить разделение даже самых твердых сплавов в считанные минуты и с минимальным участием человека в процессе.

Это:

1. Гильотина, осуществляющая резку металлических листов на полосы при помощи специальных ножей по металлу.
2. Плазменные станки, используемые для раскройки токопроводных материалов и работающие с применением плазмотронов.
3. Газокислородные агрегаты, предназначенные для раскройки металла большой толщины путем его нагревания до температуры 1000 градусов и подачи тонкой струи кислорода на заранее подготовленные участки.
4. Гидроабразивное оборудование, которое обеспечивает резку металла толщиной до 300 мм путем воздействия на срез струи воды, смешанной с абразивным материалом, под давлением 5 тыс. атмосфер.

raymark.ru

Технология лазерной резки металла

Подробности

Создано: 17 декабря 2012

Просмотров: 3614

Сегодня можно увидеть, что лазерная резка металла применяется почти во всех отраслях, которые связаны с металлопрокатом и с каждым днем спрос на этот вид услуг только возрастает.

Принцип функционирования лазерной резки металла

Лазерная резка листового металла осуществляется с применением кислорода, выполняющего роль вспомогательного газа. Рассматривая детальнее причины сколь высоко качество лазерного кроя, нужно отметить следующее.

Известно, что узконаправленный световой поток может нагревать предметы до неимоверно высоких температур. В этом случае лазер – это поток, который отличается небольшим диаметром и значительной интенсивностью. При попадании на какую-либо поверхность он нагревает ее. Температура места, куда воздействует лазер, настолько высока, что металл в точке контакта начинает быстро плавиться.

Но, не смотря на это, прилегающие к потоку лазера участки металла остаются неповрежденными и нагретыми. Точное и направленное передвижение луча лазера обеспечивает тонкий срез с гладкими краями. Лазер может разрезать абсолютно любые металлы. На сегодняшний день есть только одно ограничение по толщине металла. Лазер может разрезать металлы шириной не более 25 мм. Если же пробовать резать более толстые листы, то возникает вероятность некачественного среза. В настоящее время лазерная резка металла совмещает в себе 2 типа работ, а именно резка и раскрой.

Лазерная резка в работе

Обычно качественное оборудование, предназначенное для лазерной резки металла достаточно дорогостоящее, но эффективное. Стоимость раскроя выполненного с использование этого устройства выше, чем эта же услуга, но выполненная вручную. Но разница все, же очевидна. Измеряется точность лазерной резки металла в микронах, а не в миллиметрах и контролируется программным обеспечением. Благодаря компьютеру возможен раскрой не единиц, а сотен и даже тысяч сложных и маленьких деталей, к тому же за короткое время.

Сложно не согласиться с тем, что за такую работу не возьмется не один токарь какой бы квалификации он не был. Скорость резки металла лазером превышает скорость электроэрозионной обработки. Также существует возможность бесконтактного обрабатывания заготовок, что содействует улучшению не только производительности труда, но и рентабельности предприятия, т.к. временные издержки в производстве значительно сокращаются. Стоит подчеркнуть, что этот тип резки позволяет существенно сократить расходы материала для выполнения разнообразных заданий.

Тонкий луч лазера разрезает металл с небольшим расстоянием между деталями. Помимо этого, режущие инструменты не давят на лист, а значит, он не прогибается и вероятность возникновения брака сводиться к минимуму.

Выгодна лазерная резка металла не только во время работы со сложными деталями, к которым обычно предъявляются высокие требования, со сложными и большими проектами. Кроме этого такой метод резки наиболее эффективен по сравнению с его аналогами.

 В результате лазерной резки металла края получаются без заусениц. Они не требуют дополнительной обработки и полностью пригодны для работы. Лазерная технология резки металлического материала является первым шагом в совершенствовании производства металлоконструкций.

interlaser.ru

Лазерная резка металла

Главная страница » Лазерная резка

Узнайте, где применяется лазерная резка металла, куда обратиться за услугой, а также найдите ее особенности и принцип работы.

В кластере фигурного раскроя листовых металлов на лидирующих позициях находится лазерное резание материалов. Лазерная резка металла позволяет воплотить в производстве деталей самые оригинальные и сложные формы для осуществления всевозможных дизайнерских решений.

Особенности

• Раскрой лазером позволяет изготавливать изделия с различной конфигурацией с высокоточным срезом.
• Производство любых деталей из листового материала осуществляется в минимальные сроки.
• Большая сила лазерного потока значительно увеличивает производительность процесса резания, а также повышает качество поверхности реза.
• Процесс лазерной резки исключает механическое воздействие на обрабатываемое изделие, чем обеспечивается минимальная деформация материала.
• Благодаря достаточно простому механизму управления лазерными импульсами лазерная резка металла может выполняться по сложным контурам плоских и объемных заготовок и изделий.
• Режим лазерной резки стали также предусматривает возможность нанесения гравировки на изделиях.
• В технологии лазерной резки металла удачно сочетается высокая скорость рабочего процесса, максимальная точность и при достаточно невысокой стоимости безупречное качество изготовления сложных деталей.

Принцип работы лазерного резания

Обработка металла по данной технологии осуществляется за счет разогрева поверхности металла, на конкретном его участке, куда направляется луч лазера, сфокусированный в точку. Температура металла в зоне обработки повышается настолько, что он начинает плавиться и улетучиваться.

Процессом раскроя материала управляет компьютер по специально разработанной программе. Лазерная резка металла применима для работы со сталью, с успехом применяется для алюминия и его сплавов, а также для изделий из других цветных металлов и сплавов.

Типы материалов, которые могут быть использованы при лазерном резании:

• стальные изделия с толщиной от 0,2мм и до 20мм;
  изделия с нержавеющей стали с толщиной от 0,2мм и до 20мм;
• алюминиевые изделия и изделия из алюминиевых сплавов с толщиной от 0,2мм и до 20мм;
• изделия из латуни с толщиной от 0,2мм и до 12мм;
  медные изделия с толщиной от 0,2мм и до 15мм.

Воздействием исключительно высокой температуры на участок обрабатываемой детали достигается наибольшая эффективность использования лазера при обработке тонколистовых металлов, а также гибких и хрупких металлоконструкций с высокой степенью гарантии сохранения их целостности.

Технология лазерной резки металлов обладает множеством достоинств, главными из которых является не ограниченный уровень сложности контура обработки, возможность работ с самыми твердыми сплавами, а также то, что полученные изделия не требуют дальнейшей обработки.

В настоящее время на производстве широко используются лазерные установки (ЛУ) для обработки металла. Это самая современная технология раскроя. В ней используется сфокусированный луч лазера определенной мощности. Применение этой технологии подробно рассмотрено на нашем сайте в статье «Оборудование для лазерной резки металла» и здесь мы остановимся только на основных показателях. Преимущества лазерного раскроя листового… Далее »

Наш сайт публикует серию статей о самом прогрессивном в настоящее время методе раскроя материала – лазерном. В статье «Оборудование для лазерной резки металла» даётся общее описание этого технологического процесса при раскрое металлов. В других статьях описываются технологии и оборудование, которые применяются при обработке конкретных типов: «Лазерная резка нержавейки»; «Лазерная резка алюминия». В статье «Стоимость… Далее »

Всегда при размещении заказа и выборе изготовителя, внимание обращается на три главных фактора: качество выполнения работы; сроки; стоимость. В этой статье мы разберёмся, из чего образуется цена лазерной резки (ЛР). Структура цены лазерной резки Стоимость ЛР образуется из произведения сомножителей. Первый сомножитель (стоимость основной работы – измеряется в рублях) – произведение значений двух параметров: стоимости реза 1 м… Далее »

В последнее время очень широко, при обработке различных материалов, используется лазерная технология. Для этих целей используется современное высокотехнологичное оборудование. Числовые программные устройства, которыми оснащён этот станочный парк, не только обеспечивают высокую точность обработки, но и позволяют создавать изделия самой сложной формы. На нашем сайте в статье «Оборудование для лазерной резки металла»… Далее »

Одна из статей нашего сайта посвящена оборудованию, на котором производится лазерная резка различных металлов. Некоторые вопросы лазерной резки алюминия (ЛРА) освещены в ней. Сегодня мы подробно остановимся на тех особенностях процесса, которые не рассматривались. Резка алюминия – это одна из основных операций на заготовительном участке производства изделий из этого металла. Поэтому, так велика её составляющая в стоимости… Далее »