Резка лазером осуществляется за счёт нагревания конкретной части металлической заготовки и его дальнейшем разрешение.
Особенности процесса
Лазерный луч достаточно просто зафиксировать на выбранную часть детали, направив на неё энергию достаточную для разрезания металла. Режущий луч имеет следующие характеристики:
- - монохроматичность – луч имеет фиксированную частоту и длину волны, что существенно облегчает его фиксацию на нужном участке за счёт технологии оптических линз;
- - направленность – позволяет сфокусировать луч на значительно небольшой зоне;
- - когерентность – мощность луча возрастает в большое количество раз благодаря резонансу, обусловленному когерентными колебаниями разных волновых процессов, происходящих во времени абсолютно согласованно.
В области работы лазера осуществляется нагрев детали до температуры плавления металла. По истечению определённого времени изделие плавится ещё сильней, за счёт чего фаза плавления переходит глубже в металл. При большем нагревание заготовки температура будет расти до той степени, пока не подойдёт к точке кипения и испарения металла. Таким образом, разрезание металла можно достичь либо плавлением, либо испарение.
Не сложно догадаться, что второй способ сопровождается большими энергозатратами, которые весьма нецелесообразны с финансовой стороны. Помимо этого, изделие большой толщены разрезать при помощи испарения проблематично, как следствие, данный способ применим только при работе с тонкими листами.
Исходя из вышесказанного, предпочтительным способом лазерной резки является плавление. Кроме того, ради снижения энергетических затрат, повышения скорости работы и толщины листа часто в обрабатываемую область вдувают дополнительный газовый состав (инертный газ, кислород, азот, воздух). В данном случае технология уже называется не просто к лазерной, а к газолазерной.
Вспомогательный газ осуществляет следующие функций:
- - позволяет металлу окислиться, что понижает его отражающие свойства;
- - обеспечивает дополнительную температуру;
- - удаляет с обрабатываемой части элементы сгорания металла и его мелкие частицы.
Плюсы и минусы лазерной резки
Преимущества:
- - возможна обработка стали небольшой и средней толщины, меди и латуни, алюминиевых сплавов, деталей из нержавеющий стали;
- - возможность обработки хрупких и легко деформирующихся листов по причине того, что лазер не соприкасается с изделием;
- - станки лазерной резки используют ЧПУ, что позволяет загрузить макет необходимого реза и запустить процесс;
- - осуществление обработки деталей на высокой скорости;
- - низкая себестоимость лазерной резки.
По мимо вышесказанного, станки для лазерной резки металла весьма универсальны, что позволяет получить изделие практически любой сложности.
Недостатки:
- - стоимость обработки одной заготовки лазерным лучом дороже, чем штамповка, но лишь в том случае, когда себестоимость последней не содержит расходы на подготовку штампа;
- - толщина листа, который необходимо разрезать, ограничена.
Виды станков лазерной резки
Выделяются три типа станков:
- 1. Газовые. Применяют поперечную или продольную прокачку смеси газа, выполняющего функцию рабочего инструмента. Механизм работы таких станков следующий: газ по специально приспособленной трубке прогоняется за счёт насоса, а электрический разряд для её накачки образуют атомы газа, которые расположены в энергетически активной фазе. Весьма мощными и в то же время компактными лазерами признаются углекислотные щелевидные станки, они наиболее лёгкие и эффективными в эксплуатации.
- 2. Твердотельные. Их неотъемлемым элементом является лампа накачки, которая направляет необходимое излучение на рабочее тело. Рабочим телом выступает рубиновый, гранитный или неодимовый стержень. Чаще такое оборудование работает в импульсном режиме, но при желание его можно перевести непрерывную работу.
- 3. Газодинамические. Напоминают газовые станки, но в данном случае газ следует нагревать до 2–3 тысяч градусов и прогонять через специальное сопло на сверхзвуковой скорости, после чего охлаждать. Вся работа из-за большого числа манипуляций выходит дорогостоящий и сложным, в связи с чем газодинамические станки очень непопулярны.
