24artstroy.ru

Строительный журнал
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Технология лазерной резки металла – оборудование, особенности, видео

Лазерная резка металла, как понятно из ее названия, выполняется при помощи луча лазера, получаемого при помощи специальной установки. Свойства такого луча позволяют фокусировать его на поверхности небольшой площади, создавая при этом энергию, характеризующуюся высокой плотностью. Это приводит к тому, что любой материал начинает активно разрушаться (плавиться, сгорать, испаряться и т.д.).

Станок лазерной резки металла, к примеру, позволяет концентрировать на поверхности обрабатываемого изделия энергию, плотность которой составляет 10 8 Ватт на один квадратный сантиметр. Для того чтобы понять, как удается добиться такого эффекта, необходимо разобраться, какими свойствами обладает лазерный луч:

  • Лазерный луч, в отличие от световых волн, характеризуется постоянством длины и частоты волны (монохроматичность), что и позволяет легко фокусировать его на любой поверхности при помощи обычных оптических линз.
  • Исключительно высокая направленность лазерного луча и небольшой угол его расходимости. Благодаря такому свойству на оборудовании для лазерной резки можно получить луч, отличающийся высокой фокусировкой.
  • Лазерный луч обладает еще одним очень важным свойством – когерентностью. Это значит, что множество волновых процессов, протекающих в таком луче, полностью согласованы и находятся в резонансе друг с другом, что в разы увеличивает суммарную мощность излучения.

Процессы, происходящие при резке металла с использованием лазера, хорошо заметны на приведенных в статье видео. При воздействии луча на поверхность металла происходит быстрое нагревание и последующее расплавление подвергаемой обработке площади.

Быстрому распространению зоны плавления вглубь обрабатываемого изделия способствуют несколько факторов, в том числе и теплопроводность самого материала. Дальнейшее воздействие лазерного луча на поверхность изделия приводит к тому, что температура в зоне контакта доходит до точки кипения и обрабатываемый материал начинает испаряться.

Процесс лазерной резки в схематичной форме

Лазерную резку металла может выполняться двумя способами:

  • плавлением металла;
  • испарением обрабатываемого металла.

Для того чтобы выполнить резку металла методом испарения, требуется большая мощность оборудования и, как следствие, значительные энергозатраты, что не всегда целесообразно с экономической точки зрения. Ограничивают использование такого метода и строгие требования к толщине обрабатываемых изделий. Именно поэтому данный метод используют только для резки тонкостенных деталей.

Значительно большее распространение получила лазерная резка металла методом плавления. В последнее время лазерную резку методом плавления все чаще проводят с использованием газов (кислород, азот, воздух, инертные газы), которые с помощью специальных установок вдувают в зону реза (видео этого процесса можно легко найти в Сети).

Такая технология позволяет снизить энергозатраты, повысить скорость работы, использовать оборудование небольшой мощности для резки металла большой толщины. Конечно, это нельзя считать лазерной резкой в чистом виде, правильнее будет называть его газолазерной технологией.

Лазерная резка стали 10мм

Использование кислорода в качестве вспомогательного газа при выполнении лазерной резки позволяет одновременно решить такие важные задачи, как:

  • активизация процесса окисления металла (это позволяет снизить его отражающую способность);
  • повышение тепловой мощности в зоне реза (поскольку металл в среде кислорода горит более активно);
  • выдувание из зоны реза мелких частиц металла и продуктов сгорания кислородом, подаваемым под определенным давлением (это облегчает приток газа в зону обработки).

Как выбрать оптоволоконный лазерный станок для резки металла

Лазерные станки для резки металла на сегодняшний день не являются роскошью, и широко используются в различных отраслях промышленности. Сейчас, когда вы хотите купить оптоволоконный лазерный станок, будут десятки поставщиков и производителей, с различными уровнями цен и качества изготовления. Каждый производитель старается сделать свою продукцию лучше и выбрать надежного поставщика сегодня довольно трудно. Oree Laser, профессиональный производитель, занимающийся исследованиями и разработкой в области лазерной промышленности на протяжении многих лет, и делится с вами основными моментами которые нужно знать при выборе оптоволоконного лазерного станка.

Перед покупкой станка лазерной резки многие потребители могут задаваться различными вопросами. Какой источник выбрать? В чем разница между ними? Как выбрать оптоволоконный лазер, который соответствует вашим потребностям? Какие гарантии я получу?

Во-первых, вы должны знать, почему вы хотите выбрать оптоволоконный лазер.

Лазерная технология быстро развивалась в последние годы и стала основной технологией резания. В промышленном производстве лазерная резка составляет более 70% лазерной обработки и является наиболее важной технологией применения в лазерной обрабатывающей промышленности. С увеличением требований к точности обработки и ростом цен на сырье во всем мире внимание уделяется снижению энергозатрат, и высокоэффективным и высокоточным лазерным устройствам. Согласно различным лазерным генераторам, текущий рынок можно условно разделить на три типа: Лазерные станки для лазерной резки CO2, машина для лазерной резки YAG (сплошной), машина для оптоволоконной лазерной резки.

Преимущества машины оптоволоконной лазерной резки по сравнению с СО2

Преимущества волоконной лазерной резки по сравнению с твердотельной режущей машиной YAG:

Во-вторых, это понимание технологии оптоволоконной лазерной резки, чтобы выбрать подходящую машину.

Определение и принцип работы

Волоконно-лазерная резка — это лазерный генератор волокон в качестве источника света. Волоконный лазер — это новый тип волоконного лазера, который недавно был разработан в мире. Он выводит лазерный луч с высокой энергией плотности и накапливается на поверхности заготовки, так что площадь заготовки, которая освещена ультратонким пятном фокусировки, мгновенно расплавляется и испаряется, а пятно перемещается с помощью системы ЧПУ. По сравнению с твердотельными газовыми лазерами и твердотельными лазерами он имеет очевидные преимущества и постепенно становится важным кандидатом на высокоточную лазерную обработку, лазерные радиолокационные системы, космические технологии, лазерную медицину и другие области. По сравнению с обычной лазерной резкой углекислого газа, это экономит расход пространства и газа, имеет высокий коэффициент фотоэлектрического преобразования, является новым продуктом энергосбережения и защиты окружающей среды, а также является одной из ведущих в мире технологических продуктов.

Читать еще:  Резка плитки под углом

Отраслевое применение

Используется в обработке листового металла, авиации, аэрокосмической промышленности, электронике, электроприборах, частях метро, автомобилях, с/х оборудовании, текстильном оборудовании, машиностроении, прецизионных деталях, кораблях, металлургическом оборудовании, лифтах, бытовой технике, ремесленных дарах, обработке инструментов, реклама, металлообработка, и другие производственные и перерабатывающие отрасли.

Обрабатывающий материал

Нержавеющая сталь, углеродистая сталь, легированная сталь, кремниевая сталь, пружинная сталь, алюминий, алюминиевый сплав, оцинкованный лист, оцинкованный лист, медь, серебро, золото, титан и др. Обработка листового металла и труб.

Преимущества резки

7. Не зависит от формы заготовки: лазерная обработка является гибкой, может обрабатывать любую графику, разрезать трубы и другие профили.
8. Лазерные станки могут разрезать различные материалы: металлы, пластик, дерево, поливинилхлорид, текстиль, плексиглас и т. Д.
9. Отсутствие затрат на пресс-формы: лазерная обработка не требует пресс-форм, нет необходимости в ремонте пресс-форм, экономия времени замены пресс-формы, что позволяет экономить затраты на обработку и снижать издержки производства, особенно для обработки больших форматов.
10. Сохранение материала: компьютерное программирование может вырезать изделия разных форм, чтобы максимально использовать материал.
11. Повысьте скорость выполнения заказа: после формирования чертежей изделия лазерная обработка может быть выполнена немедленно, и новый продукт можно получить в кратчайшие сроки.
12. Безопасность и защита окружающей среды: меньше отходов обработки лазером, низкий уровень шума, безопасный и экологически чистый.

Теперь, вы можете смело выбирать станок, который соответствует вашим потребностям. Для вас мы подготовили 6 основных вопросов.

I. Ассортимент материалов

Прежде всего, мы должны рассмотреть возможности нашего бизнеса, толщину подлежащего разрезанию материала, типы материалов, которые необходимо разрезать, и т. д., а затем определить мощность оборудования и размер рабочего поля и технические данные станка, который будет приобретен. Текущая мощность лазерных источников на рынке составляет в среднем от 500W до 6000W. Компания ОРЕЛАЗЕР комплектует свои станки источниками мощностью до 12 000W.

II. Первоначальный выбор производителя

После определения с типом материалов и основными рабочими параметрами, вам необходимо отобрать несколько производителей оптоволоконных лазеров, которые подходят под ваши требования, и отвечают вашим потребностям. После чего мы можем продемонстрировать оборудование в работе и сделать сравнительный анализ технических преимуществ, ценовой политики и гарантийного и постгарантийного сопровождения.

III. Мощность лазера

При выборе производительности лазерной резки мы должны полностью учитывать окружающую среду. Это очень важно для мощности лазера. Например, мы часто разрезаем металлические листы ниже 6 мм, затем мы выбираем лазерную машину для резки 500 Вт-700 Вт для удовлетворения спроса на продукцию, если вы разрезаете более 6 мм материала, нам нужно рассмотреть машину с большей мощностью, что очень эффективно для снижения затрат предприятия.

Основные компоненты оптоволоконных лазерных станков

На некоторые важные части станков для лазерной резки металла, мы также должны обратить внимание при покупке. В частности, лазерные источники, лазерные режущие головки, серводвигатели, направляющие, чилеры и т.д.. Эти компоненты непосредственно влияют на скорость резания и точность лазерной резки. Многие производители используют аналоги, не оригинальные компоненты и комплектующие для снижения стоимости и введение в заблуждение заказчика.

V. Качество оборудования и стабильность использования также являются важными показателями

Цикл производства оборудования на заводах становится все более и более коротким. Многие компании не уделяют должного внимания на тестирование станков перед отправкой клиенту, не имеют никакого контроля качества оборудования. Поэтому выбирая производителя необходимо обращать внимание на наличие службы предпродажной подготовки и тестирования.

В качестве основы – необходимо выделять лазерные станки с литой и сварной технологией изготовления станины. А так же выделить компании которые способны обеспечить вас гарантийным и послепродажным обслуживанием.

Невозможно приобрести недорогие и качественные продукты без послепродажного обслуживания только по цене, потому что вы не можете себе представить, какие последствия могут последовать в ходе эксплуатации оборудования.

VI. Послепродажное обслуживание

Каждое предприятие имеет должно обращать внимание на гарантийное и послепродажное обслуживание, наличие технической и сервисной поддержки, а также наличие склада основных запасных частей и расходных материалов, для оперативного обслуживания своих заказчиков.

Не зависимо от того насколько эффективна технология оптоволоконной лазерной резки, пользователи будут сталкиваться с различными проблемами в процессе использования. В случае возникновения проблем, которые клиенты не могут решить самостоятельно, немаловажную роль играет наличие официального представительства завода на территории России. Одним словом, это важный фактор, который следует учитывать при покупке лазерной резки. Компания ЛИДЕРМАШ является авторизированным представителем компании ОРЕЕ ЛАЗЕР на территории РФ, и обеспечивает как поставки оборудования, так и гарантийное и послепродажное обслуживание станков OREE на территории Российской Федерации. Кроме того, сервисные инженеры завода OREE LASER имеют открытые постоянно действующие визы РФ, и готовы в любой момент оперативно вылететь на предприятие заказчика. В компании OREE LASER более 9 технических сотрудников владеют русским языком, и способны консультировать заказчиков дистанционно для оперативного решения вопросов.

Читать еще:  Резка профнастила ножом

Усиление самодельной установки

  • 2 «кондера» на 100 пФ и мФ;
  • Сопротивление на 2-5 Ом;
  • 3 аккумуляторные батарейки;
  • Коллиматор.

Ту установку, которую вы уже собрали можно усилить, чтобы в быту получить достаточно мощности для любых работ с металлом. При работе над усилением помните, что включить напрямую в розетку ваш резак будет для него самоубийством, поэтому следует позаботиться о том, чтобы ток сперва попадал на конденсаторы, после чего отдавался батарейкам.

При помощи добавления резисторов вы можете повысить мощность вашей установки. Чтобы еще больше увеличить КПД вашего устройства, используйте коллиматор, который монтируется для скапливания луча. Продается такая модель в любом магазине для электрика, а стоимость колеблется от 200 до 600 рублей, поэтому купить ее не сложно.

Дальше схема сборки выполняется так же, как было рассмотрено выше, только следует вокруг диода накрутить алюминиевую проволоку, чтобы убрать статичность. После этого вам предстоит измерить силу тока, для чего берется мультиметр. Оба конца прибора подключаются на оставшийся диод и измеряются. В зависимости от нужд вы можете урегулировать показатели от 300 мА до 500 мА.

После того, как калибровка тока выполнена, можно переходить к эстетическому декорированию вашего резака. Для корпуса вполне сойдет старый стальной фонарик на светодиодах. Он компактный и умещается в кармане. Чтобы линза не пачкалась, обязательно обзаведитесь чехлом.

Хранить готовый резак следует в коробке или чехле. Туда не должна попадать пыль или влага, иначе устройство будет выведено из строя.

Назначение и критерии выбора лазерной резки

Лазерную резку используют для обработки не только металлов, но и резины, линолеума, фанеры, полипропилена, искусственного камня и даже стекла. Она востребована при изготовлении деталей для различных приборов, электротехнических устройств, сельскохозяйственных машин, судов и автомобилей. Такой способ раскроя материала используют для получения жетонов, трафаретов, указателей, табличек, декоративных элементов интерьера и многого другого.

Основной критерий выбора вида лазерной резки – тип обрабатываемого материала. Так, углекислотные лазеры подходят для резки, гравировки, сварки разных материалов – металла, резины, пластика, стекла.

Твердотельные волоконные установки оптимальны при раскрое латунных, медных, серебряных или алюминиевых листов, но не подходят для неметаллов.

Какие лазеры используют для резки

Линейка лазерных установок достаточно велика. В основе классификации обычно лежит вид активной среды (лазеры могут быть твердотельными, газовыми, полупроводниковыми), тип подачи энергии (импульсные установки или имеющие постоянную мощность), размеры оборудования, мощность излучения, назначение и т. п.

Выбирая подходящий вид лазерной резки следует исходить из типа материала, который необходимо обработать. При помощи углекислотных лазеров можно выполнять многочисленные операции (резку, гравировку, сварку) с различными материалами (металлами, резиной, пластиком, стеклом).

При необходимости раскроя листов латуни, меди, серебра, алюминия лучшим выбором станет твердотельная волоконная установка. С ее помощью обрабатывают только металлы.

В зависимости от типа рабочей среды существует следующая классификация лазеров:

  • Твердотельные.

Основной элемент твердотельных лазерных установок – осветительная камера, в которой расположены источник энергии и твердое рабочее тело. В качестве источника энергии выступает мощная газоразрядная лампа-вспышка. Рабочее тело представляет собой стержень, выполненный из неодимового стекла, рубина или алюмоиттриевого граната, легированный неодимом или иттербием.

С обоих торцов стержня размещены зеркала, одно из которых является отражающим, второе – полупрозрачным. Рабочее тело создает лазерный луч, который, многократно отражаясь и при этом усиливаясь, проходит сквозь полупрозрачное зеркало.

Рекомендовано к прочтению

Волоконные установки также входят в число твердотельных. В качестве источника энергии в таком оборудовании выступает полупроводник, а для усиления излучения используется стекловолокно.

Чтобы понять принцип лазерной резки и работы установки в целом, обратимся к оборудованию, в котором рабочая среда представлена гранатовым стержнем, в качестве легирующего материала выступает неодим. Ионы неодима играют роль активных центров. За счет поглощения излучения газоразрядной лампы они возбуждаются, то есть получают излишнюю энергию.

При возвращении ионов в первоначальное состояние происходит отдача ими фотонной энергии, т. е. электромагнитного излучения (света). За счет фотонов в обычное состояние переходят и другие возбужденные ионы. Этот процесс носит лавинообразный характер. Благодаря зеркалам лазерный луч движется в заданном направлении. Отражаясь, фотоны много раз возвращаются в рабочее тело и вызывают образование новых фотонов, усиливая тем самым излучение. Отличительными чертами луча являются его узкая направленность и значительная концентрация энергии.

  • Газовые.

В качестве рабочего тела таких установок выступает углекислый газ в чистом виде либо в смеси с азотом и гелием. Посредством насоса газ поступает в газоразрядную трубку. Для возбуждения используются электрические разряды. Усилению отражения также способствуют зеркала – отражающее и полупрозрачное. В соответствии с конструктивными особенностями установки могут иметь продольную и поперечную прокачку или быть щелевыми.

  • Газодинамические.
Читать еще:  Как правильно настроить резак для резки металла?

Газодинамические лазеры относятся к самым мощным установкам. В качестве активной среды в них выступает углекислый газ, температура которого варьируется от 1 000 до 3 000 К (+726…+2726 °С). Для возбуждения используют вспомогательный маломощный лазер. Проходя со сверхзвуковой скоростью сквозь сопло Лаваля (канал с сильным сужением посередине), газ подвергается резкому расширению и охлаждению. Атомы газа, возвращаясь в первоначальное состояние, активируют излучение.

Общие принципы работы лазерного станка

Основной инструмент в лазерном станке — луч лазера. Именно он разрушает металлические поверхности при помощи высоких показателей плотности энергии. Лазерный луч в инструменте имеет свои нюансы, за счет которых достигается результат по резке металлических конструкций:

  1. Луч лазера монохроматичен — равные параметры длины и частоты волны.
  2. Лазерный луч легко сконцентрировать даже на небольшой точке обрабатываемой поверхности.
  3. Рассматриваемый луч способен увеличивать мощность за счет различных видов колебаний.

По сути, луч концентрируется на рабочей поверхности и нагревает место разреза до температуры плавления металла.

Важно. Резка металлических конструкций может происходить по двум разным схемам: при помощи плавления и при помощи испарения.

При помощи процесса испарения осуществляется разрезание тонкой стали. Для толстых листов крепкого металла такая процедура не целесообразно, за счет высокого уровня энергозатрат.

Использование метода плавления более распространенный метод, при котором используется особая технология.

Лазерный луч всегда идеально направлен, а потому работает с минимальными потерями. Результат всегда мощнее, чем от любого даже слишком сильного светового прожектора.

Что лучше — резка металла лазером или плазмой

Плазменная резка отличается от лазерной тем, что проплавление металла производится при помощи плазменной дуги, в то время как плазменная струя удаляет расплав. Резку плазмой применяют для обработки тонколистового металла, однако экономически целесообразно использовать для толстых поверхностей: меди (до 80 мм), чугуна (до 90 мм), алюминия (до 120 мм), сталей (до 150 мм). Хорошее качество отверстий гарантировано в случае, если их диаметр будет не меньше диаметра поверхности, разрезаемого плазмой. Нижние кромки отверстий, как правило, меньше верхних. Поверхность реза конусная и составляет от 3 до 10 градусов.

Про особенности плазменной сварки можно прочитать здесь.

Эксплуатация лазера имеет наибольшую эффективность при нарезке стали толщиной до 6 мм. Сфокусированное лазерное излучение производит качественные узкие резы, диаметр произведенных отверстий в нижней части имеют несколько больший размер, чем в верхней. Отклонение кромки реза от заданных параметров – около 0,5 градуса.

Выбирая между плазмой и лазером, стоит ориентироваться прежде всего на тип и толщину материала, подлежащего обработке. Кроме этого, стоит учесть, что лазерное оборудование имеет большую цену, однако при необходимости вырезания большого количества отверстий в детали часовая стоимость использования плазменного станка выше.

Виды твердотельных излучателей

В твердотельных лазерных станках Wattsan используются волоконные иттербиевые источники таких производителей как IPG, Raycus и MAX photonics, это известные и хорошо зарекомендовавшие себя на рынке производители.

Кстати в этой статье мы подготовили обзор-сравнение волоконных излучателей данных фирм.

Мощность таких излучателей варьируется от 350 Ватт до 25 кВатт. Все они имеют срок службы более пяти лет, высокую надёжность и эффективность. Их КПД, то есть соотношение потребляемой и результирующей энергии, достигает тридцати-пятидесяти процентов.

Зависимость толщины рамы станка от мощности излучателя

Чем мощнее излучатель, тем на большей скорости может резать лазерный станко. Соответственно, чем больше скорость передвижения лазерной головы, тем жесче должна быть рама станка, так как сила инерции

Станки Wattsan с рамой восемь-десять миллиметров, как правило, комплектуются излучателем до двух киловатт. Рамы десять-двенадцать миллиметров компонуются излучателями от полутора до шести киловатт, а рамы толщиной от двенадцати до шестнадцати миллиметров излучателями уже от четырёх киловатт и более.

Наши станки рассчитаны на работу на максимальных скоростях с излучателем до шести киловатт даже с тонколистовыми металлами. О нагрузках на корпус станка мы рассказывали в предыдущей статье нашей серии о лазерных станках по металлу, в которой мы рассмотрели взаимосвязь между максимальными скоростями и корпусом станка.

Чаще всего вам будет более чем достаточно шести киловатт для большинства толщин и материалов, поэтому нет смысла в более крутом станке. Более того по нашему опыту чаще всего клиенты берут металлорезы с излучателем мощностью от одного до двух киловатт. Какую толщину сможет резать такой лазерный станок по металлу?

Основные нюансы лазерной резки

Сделать это можно, когда вы выставляете слабое свечение в программе и глядя через очки на точку меняете фокусное расстояние с помощью линзы. Мы рекомендуем фокусировать на чёрную металлическую поверхность. В этом случае заметить, когда точка оказалась самой маленькой, довольно легко. Но обращаем внимание, что делать это нужно строго в защитных очках.

В целом, можно уверенно констатировать, что:

  • лазеры мощностью 3.5 Вт подходят для резки 1–2 мм фанеры, акрила.
  • лазеры мощностью 5.6 Вт подходят для резки 2–3 мм фанеры, акрила.
  • лазеры мощностью 8 Вт подходят для резки 3–5 мм фанеры, акрила.

Если есть вопросы, задавайте:

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector