Лазерная резка металла

С ростом производства высокоточных деталей возрастают и требования к качеству резки. Поэтому повсеместно в станках на смену механической резке металла приходит лазерная.

Плюсы резки металла лазером.

Среди многочисленных достоинств лазерных станков с ЧПУ, можно выделить следующие:
  1. Они могут работать с металлами разной толщины, от 0.2 до 20 миллиметров.
  2. Не имеет прямого контакта с поверхностью изделия, не оказывает давления или вибрации при разрезе. Поэтому лазерную резку можно использовать для сверхтонких и хрупких материалов, не опасаясь их разрушения.
  3. С точностью до 0.1 миллиметра воспроизводит заданные параметры детали, не оставляет неровностей, заусенцев или наплывов на месте реза.
  4. С высокой скоростью разрезает и тонкие материалы и толстые металлические листы.
  5. По качеству готовых деталей не уступает дорогостоящему литью и штамповке.
  6. Оставляет минимум отходов, исключает брак и не требует последующей доработки деталей.
  7. Использование лазера для резки металла снижает себестоимость производства деталей, увеличивает количество дневной выработки деталей и ощутимо снижает издержки.

Принцип работы лазера.

Для лазерной резке применяют специальное оборудование, которое позволяет концентрировать луч лазера, регулировать ширину и мощность пучка.
Для того, чтобы понять, как происходит сам процесс резки, нужно понимать, что лазерный луч:
  • Обладает монохроматичностью—то есть его длина и частота волны постоянны, в отличие от световых волн. Это позволяет с высокой точностью концентрировать луч в нужной точке с применением обыкновенных оптических линз.
  • Практически не рассеивается, то есть при воздействии на рабочую зону, соседние участки не затрагиваются.
  • Высоко когерентен, то есть все волновые процессы в лазерном луче согласованы и усилены резонансом, что позволяет многократно увеличивать мощность без дополнительных затрат.
  • Быстро нагревает поверхность металла с его последующим расплавлением или испарением.
 В лазерной резке используют два основных способа изготовления деталей. Тонкие листы металла разрезают методом испарения, нагревая заготовку в месте разреза до температуры парообразования металла. Этот способ требует колоссальных энергозатрат, поэтому его использование оправдано только при работе с металлом, чья толщина не превышает 1 мм.
Метод плавления используется в работе с деталями любой толщины. Суть в том, что металл нагревают лишь до вязкости.

Виды лазеров.

По принципу работы лазерные установки для резки металлов подразделяют на:
  • Лазеры первого поколения. Чаще всего их применяют на высокоточном производстве. Их чаще применяют в качестве испарителей для работы с хрупкими и мелкими деталями. В промышленном производстве использование таких установок не оправдано, слишком высокие энергозатраты чересчур увеличивают себестоимость изделий.
  • Газовые лазеры более активно используются в производстве. Принцип их работы в дополнении лазерного излучения специальными газами, подвергающимися воздействию электрического разряда. Газ начинает излучать монохромный свет, усиливая действие лазерного луча. В качестве расходных смесей применяют гелий-неоновые смеси или углекислый газ.
  • Твердотельный тип. Здесь рабочим элементом являются диэлектрические кристаллы из стекла, рубина или граната, активированные с помощью ионов редкоземельных металлов. Преимуществом установок является возможность резки неметаллических деталей, с которыми не может работать газовый лазер (он их просто не видит).