Лазерне різання металу – переваги використання та особливості застосування

У процесі різання заготовки з металу піддаються високотемпературному впливу на максимально обмеженій площі. Метал на оброблюваній ділянці розплавляється і залежно від його фізико-механічних характеристик, випаровується або примусово видається струменем газу. Лазерне різання з ЧПУ виключає механічний вплив на заготівлю та зберігає основні експлуатаційні характеристики матеріалу.

Основні переваги та технічні обмеження

Лазерне різання металу на верстатах з ЧПУ має такі переваги:

• Мінімізація відходів. Площа впливу лазерного променя становить 0,5-2 мм, що знижує кількість відходів при обробці та дозволяє розташовувати деталі на аркуші максимально близько;
• Точність. Обладнання управляється за допомогою комп’ютера, що дозволяє дотримуватися мікронних допусків при обробці та виробляти деталі складної конфігурації;
• Гладкість місця обробки. При впливі лазера на заготівлю не утворюється задирок, що виключає необхідність додаткової обробки;
• Висока продуктивність. Швидкість розкрою залежить від теплопровідності та твердості металу, але вона у будь-якому випадку вища, ніж при механічній обробці;
• Універсальність. Даний критерій полягає не тільки у можливості обробляти більшість металів та сплавів, але й у простоті переналаштування обладнання.

Однак, розкрій металу лазером має й певні технічні обмеження:

• Максимально допустима товщина листа. Залежить від фізичних властивостей сплаву та самої установки, але переважно обмежується 25-30 мм;
• Низька ефективність при обробці сплавів і металів з високими характеристиками, що відображають, наприклад, алюмінію;
• Низький ККД. Тільки 15% енергії витрачається на розкрій. Це особливо помітно при обробці листів завтовшки понад 12 мм. Крім того, чим товщі заготівля, тим більше часу йде на її різання.

Варто зазначити, що обладнання для лазерного різання є вельми дорогим у порівнянні зі верстатами для механічної обробки.

Особливості лазерної обробки різних металів та сплавів

Різання листового металу лазером застосовується так:

Матеріал (метал чи сплав)

Товщина листа в мм

Високолеговані (нержавіючі) сталі

Розкриваємо суть технології: як працює лазерне різання металу

Лазерне різання металу може здатися трохи фантастичним — тонкий промінь легко розрізає метал, немов гарячий ніж масло. Проте ця технологія успішно працює вже 50 років, значно полегшуючи роботу у більшості сфер промисловості. В статті детально розкриємо принцип та особливості роботи технології лазерного різання металів.

Яким чином це працює?

Принцип лазерного різання металу ґрунтується на тому, що поверхня металу (лист, труба чи деталь іншої форми) піддається впливу потужного лазера, з визначеною довжиною хвилі. Такий спосіб різання металу можна назвати одним із точним, адже ширина лінії різу складає всього 0,1 мм. Лазерне різання дозволяє виготовляти вироби складних геометричних форм, вирізувати отвори в металі чи трубах.

Оскільки лазер нагріває метал лише в межах лінії різу, поруч не утворюється окалина, на краї деталі не налипають шматочки металу. Відтак, готові вироби відрізняються ідеальною точністю та рівністю, максимально точною відповідністю заданим розмірам.

Лазерна установка випускає дуже вузький промінь світла, в котрому накопичена величезна енергія, сфокусована в одній точці. Такої енергії достатньо, щоби зруйнувати метал в місці, куди потрапляє лазер. Температура в цій точці підвищується до понад 1000 градусів. Точна цифра залежить від типу металу, адже у сталі та латуні, наприклад, різна температура плавлення. Цю особливість обов’язково беруть до уваги в розрахунках, за якими обирається потужність та швидкість руху лазера.

При механічному впливі на метал на його поверхні виникає статична та динамічна напруга, тоді як при лазерному різанні вони відсутні. Оскільки промінь проходить поверхнею металу швидко, зайве не встигає розплавитися, тому на поверхні деталей немає оплавлених часточок. Важлива відмінність лазерного різання — разом із лазерним променем до місця різу подається потік газу, котрий видуває залишки розплавленого металу.

Практично весь процес різання металу автоматизовано. Координати задаються спеціальною програмою, котра керує лазерною установкою. Оператор лише завантажує в обладнання потрібну програму, встановлює лист чи трубу, натискає на кнопку старту. Далі всі процеси відбуваються в автоматичному режимі, що виключає ймовірність похибки.

Можливості технології лазерного різання металу

Лазерне обладнання може використовуватися для нарізання металів товщиною 15-20 мм. Проте найкращу якість роботи лазер показує при обробці заготовок товщиною 6 мм.

До ключових переваг лазерного різання можна віднести:

• обробка крихких чи деформованих металів;
• обробка твердих сплавів, вирізання з них деталей складної форми;
• можливість з високою швидкістю нарізати тонкі листи металу;
• вигідність використання технології при створенні невеликих партій заготовок;
• за рахунок тонкої лінії різу значно зменшується кількість відходів металу;
• відсутність етапів подальшої обробки деталей, оскільки немає потреби в шліфуванні, видаленні дефектів.

Лазерне різання може застосовуватися на таких різновидах металів: сталь (звичайна та нержавіюча), мідь, алюміній, латунь та навіть такий важкотопний метал, як титан.

Лазерне різання дозволяє створювати не лише фігурні лінії різу. За допомогою лазерного різання заготовкам можна надавати яскравого глянцевого блиску, фрезерувати деталі, робити в них пази чи різноманітні отвори.

Поєднання високої швидкості обробки, відсутності похибок, можливості створювати деталі з ідеальною геометрією, робить лазерне різання передовою технологією з обробки металів.

В компанії Gruar використовуються сучасні лазерні станки, на котрих оператори з великим досвідом роботи створюють найскладніші елементи. В компанії ви можете замовити виготовлення елементів меблів, вироби з профільних труб, інтер’єрний декор, фігурні вивіски, логотипи, елементи сувенірної продукції чи обладнання.

Як працює лазерна різка металу: знайомимося з технологією

Лазерне різання — найновіша технологія обробки металу, котра відрізняється високою точністю та ефективністю. Великий попит лазерного різання пояснюється просто — практично необмежені можливості створення деталей складної форми. Для розкрою і порізки металу використовується потужний лазер, котрий взаємодіє лише з невеликою ділянкою металу. В результаті лінія зрізу виходить рівною та охайною. Завдяки методиці лазерного різання можна створювати незвичайні, оригінальні форми з листового металу та труб.

Принцип лазерного різання металу

Технологія може виконуватися з використанням газу, котрий обирається залежно від типу металу. Може використовуватися кисень, суміш газів (аргон чи азот), стисле повітря. Застосування кисню дозволяє отримати максимально високі температури, аргон найкраще використовувати при різанні твердих сплавів.

Сучасні лазерні станки дозволяють різати листи металу товщиною від 0.2 до 40 мм. Суть технології полягає в тому, що промінь нагріває, плавить, випарю метал, а газовий струмінь видуває частину ділянки, куди був спрямований.

Розрізняють три типи лазерного устаткування:

Твердотілі верстати оснащені діодом і стержнем (складається з рубіна, граната та неодимового скла). Лампи високої потужності скеровують заряд енергії на оптичний стержень, котрий проектує її на робочу поверхню. Промінь фокусується за допомогою дзеркал і призми. Твердотілі станки призначені для розрізання міді, алюмінію, латуні.

Волоконне устаткування – в ньому промінь генерується оптоволокном. В таких станках є опція швидкого налаштування розміру променя, що підвищує продуктивність створення деталей з алюмінію, міді та сталі.

В газових установках генератором виступає звичайний газ — це може бути гелій, вуглекислий газ. Під дією тиску гази поступають до газорозрядної трубки, активуються електричними імпульсами. Перевага газових станків найперше полягає в тому, що їх можна застосувати для різання твердих сплавів.

Основні переваги лазерного різання металу:

• можливість автоматично виконувати розкрій за індивідуальними проектами;
• лінія зрізу виходить рівною, без деформацій та шорсткостей, тому деталь не потребує подальшої обробки;
• потужний лазерний промінь значно підвищує рівень продуктивності і швидкість різання;
• висока точність нарізання деталей складних форма та розмірів, різного рівня складності;
• оскільки лінія зрізу виходить дуже тоненькою, значно зменшується кількість відходів у процесі створення деталей;
• відсутність механічного впливу на лист металу дозволяє працювати з крихким металом, схильним до деформацій;
• можливість виконувати не лише рівний зріз, але й фігурні візерунки, отвори.

Використання лазерного різання значно заощаджує час, не тільки за рахунок пришвидшення самого робочого процесу. Готові деталі можна одразу передавати на наступний етап — фарбування, з’єднання, монтаж.

Яким чином відбувається програмування станка лазерного різання?

Верстат для обробки металу складається з лазерної голівки, системи керування, контура, котрий передає випромінювання в зону різання. На початку заготовка фіксується на робочому столі, далі в блок керування задаються параметри для майбутніх деталей. Обовязково вводяться тип та товщина листового металу.

Калібрування фокуса та вибір відстані від різака до поверхні, котру потрібно різати, верстак виконує автоматично. Для подачі газів передбачені спеціальні патрубки з клапанами.

На верстаку можливо виконувати різання металів:

• сталь звичайна — максимальна товщина листа до 20 мм;
• сталь нержавіюча — максимальна товщина заготовок до 16 мм (при такій товщині можна уникнути формування облою);
• латунь – можна використовувати листи товщиною не більше 12 мм, адже матеріал має великий опір;
• сплав алюмінію — підходить лист товщиною не більше 10 мм.

Технологія лазерного різання дозволяє втілити в життя будь-які ідеї, що стосуються металевих елементів.