24artstroy.ru

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

Как выбрать оптоволоконный лазерный станок для резки металла

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.

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:  Чем отличается плазменная резка от лазерной резки?

Особенности обработки лазером

Технология обработки лазером в корне отличается от контактного механического резания. При обработке заготовок фрезой или резцом острые клинья режущего инструмента отделяют пласты материала, отводимого в виде стружки. В результате поверхность заготовки приобретает нужную форму. В станках с ЧПУ режущий инструмент движется по запрограммированному маршруту, поэтому новая форма поверхности в точности соответствует цифровой модели изделия.

Лазерный станок с ЧПУ действует аналогично — перемещение головки вдоль маршрута обработки задаётся микрокомпьютером ЧПУ на базе загруженной программной модели. Только вместо фрезы, лазерный станок воздействует на материал заготовки высокоэнергетическим когерентным монохромным лучом — лазером. В результате термического воздействия материал заготовки испаряется. Соответственно, «обходя» лазером контур изделия, или двигаясь по плоскости «строка за строкой», станок может осуществлять резку или гравировку заготовок.

Благодаря особенностям физических процессов, обработка на лазерном станке происходит быстрее, чем на фрезерном. А качество шва и краёв реза оказывается выше — поскольку быстрый нагрев и испарение материала не позволяет теплу распространяться в тело заготовки (всё тепло от нагревания лазером отводится с отработавшими газами). Это даёт уникальную возможность работать с готовыми изделиями. И не просто сувенирными фигурками, или листами рекламных плакатов, а даже исправно функционирующими электронными устройствами, включая ноутбуки и iPhone’ы (для гравировки клавиатуры и корпусов соответственно).

Существенным достоинством лазерной обработки является очень тонкий шов реза и полное отсутствие твёрдых отходов. Ещё один плюс — низкий уровень шумов и меньший износ лазерного станка в процессе работы (по сравнению с фрезерным или токарным оборудованием).

Как устроен лазерный станок?

Сравнение лазерного оборудования с фрезерными станками далеко не случайно. Их конструктивные схемы очень похожи: прочный несущий корпус, горизонтальный рабочий стол для установки заготовки, инструментальный портал, перемещающийся над заготовкой в нескольких независимых плоскостях (трёх для лазерного станка), и управляющая электроника, контролирующая работу всего оборудования.

Относительно заготовки перемещение головки излучателя осуществляется благодаря силовым элементам — шаговым электродвигателям. Импульсы управления для них формирует система ЧПУ, благодаря чему лазерная головка занимает при обработке строго определённую программой позицию. Лазерное излучение генерируется специальным устройством — трубкой с активной средой (и встроенным оптическим резонатором). Для этого к трубке подводится электрическое напряжение (через специальный блок-трансформатор). Луч из лазерной трубки проходит через систему зеркал (частью подвижных — для обеспечения свободного перемещения головки излучателя) и «собирается» фокусирующей линзой на поверхности обрабатываемой заготовки. Получаемая лазерная «игла» и является тем режущим инструментом, которым «водит» система ЧПУ для получения готовых изделий из «сырой» заготовки.

В чём отличие «газового» лазера от «твердотельника»?

Как известно, для получения лазерного излучения требуется активная среда, энергия накачки и оптический резонатор, формирующий устойчивый поток фотонов нужной длины волны. Существующие модели станков с ЧПУ могут оснащаться газовыми или твердотельными лазерами. В газовых лазерах активной средой выступает смесь СО2, азота и гелия. В твердотельных для генерации лазера служат специальные монокристаллы. В первом случае энергией накачки выступает электрический ток (формирующий газовый разряд), во втором — поток света (от ламповой или светодиодной подсветки).

Принципиальным отличием этих типов лазеров является длина волны генерируемого излучения. Не каждый материал будет «прозрачен» для лазерных волн определённой энергии. Соответственно, эти типы лазеров предназначены, строго говоря, для работы с разными материалами. Для «газовых» лазеров это дерево, пластик, резина, кожа, бумага (и ряд прочих — исключая металлы). Для твердотельных — преимущественно только металлы (хотя другие материалы также можно гравировать — вопрос лишь в рентабельности такого процесса).

Таким образом, для СО2-лазера (в сравнении с твердотельным) можно выделить следующие особенности:

  • значительно меньшая стоимость;
  • большая простота в эксплуатации;
  • большая универсальность;
  • компактные размеры;
  • большее разнообразие площадей рабочего стола (для разных модельных линеек станков);
  • практически отсутствующая способность работы с металлами (за исключением гравировки – да и то с применением специальных паст или спреев);
  • меньший срок службы лазерной трубки;
  • и ряд других.

Вышеперечисленные «особенности» СО2-лазеров намеренно не разделены на достоинства и недостатки, поскольку «газовые» и «твердотельные» станки с ЧПУ не являются прямыми конкурентами. Там где требуется высокопроизводительная гравировка и маркировка металлических изделий (с возможностью сквозной резки металлов, толщиной до 0,5 мм, а также точечной сварки металлов) подойдёт твердотельный лазерный станок с ЧПУ. Во всех остальных случаях проще и дешевле применять станки с газовой лазерной трубкой.

Детальный видеообзор на профессиональный лазерный станок Wattsan 6040. Внутренее устройство и технические характеристики оборудования.

Побывали в гостях на производстве предприятия «АЛЬТАИР», которое успешно занимается производством деревянных игрушек и сувенирной продукции.

Видео с производства компании Пластфактория — наш уже постоянный клиент, который занимается POS-материалами и работает с крупными косметическими брендами.

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.

Мощность лазера для резки фанеры

Резка материала осуществляется за счет значительного разогрева при воздействии сконцентрированного светового луча. Температура должна быть достаточной для сгорания волокон. Она же в свою очередь зависит от энергии, которой обладает световой поток. Энергия, выделяемая источником за единицу времени, называется мощностью излучателя.

Читать еще:  Лазерно гравировальные станки для лазерной резки

Мощность лазера считается его важнейшей характеристикой. От нее зависят его функциональные способности. Только при определенном значении волокна начинают выгорать. При этом с повышением увеличивается и глубина резки. Так, при небольшом ее значении обеспечивается только поверхностная обработка — гравировка. Для разрезания материала необходимо, чтобы температуры хватило для выжигания волокон на всю толщину листа.

Мощность зависит, прежде всего, от его типа, т. е. активной среды, накачки и наличия резонатора. Выходная мощность зависит еще и от оптической системы. Повышенная мощность обеспечивается волоконным и твердотельным лазером, но у них высока стоимость. Для фанеры вполне подходит менее мощный, но более дешевый СО2-лазер.

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.

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.

Процесс изготовления простейшего лазерного резака

Основным рабочим элементом самодельного резака предложенной конструкции является лазерный элемент пишущего компьютерного дисковода. Выбирать именно пишущую модель дисковода следует потому, что лазер в таких устройствах отличается более высокой мощностью, позволяющей выжигать дорожки на поверхности установленного в них диска. В конструкции дисковода считывающего типа также присутствует лазерный излучатель, но его мощность, используемая лишь для подсвечивания диска, невысока.

Извлечение лазерного модуля из привода потребует аккуратности

Лазерный излучатель, которым оснащается пишущий дисковод, размещается на специальной каретке, способной передвигаться в двух направлениях. Чтобы снять излучатель с каретки, необходимо освободить его от большого количества крепежных элементов и разъемных устройств. Снимать их следует очень аккуратно, чтобы не повредить лазерный элемент. Кроме обычных инструментов, для извлечения красного лазерного диода (а для оснащения лазерного самодельного резака нужен именно он) потребуется паяльник, чтобы аккуратно освободить диод от имеющихся паяных соединений. Извлекая излучатель из посадочного места, следует соблюдать аккуратность и осторожность, чтобы не подвергать его сильному механическому воздействию, которое может стать причиной его выхода из строя.

Для резака нужен светодиод с красным свечением

Излучатель, извлеченный из пишущего компьютерного дисковода, необходимо установить вместо светодиода, которым изначально укомплектована лазерная указка. Для выполнения такой процедуры лазерную указку нужно разобрать, разделив ее корпус на две части. В верхней из них и находится светодиод, который следует извлечь и заменить на лазерный излучатель от пишущего компьютерного дисковода. Закрепляя такой излучатель в корпусе указки, можно использовать клей (важно только следить за тем, чтобы глазок излучателя располагался строго по центру отверстия, предназначенного для выхода луча).

Для контроля мощности нужно собрать простейшую электросхему, иначе светодиод может выйти из строя

Напряжения, которое вырабатывают источники питания в лазерной указке, недостаточно для того, чтобы обеспечить эффективность использования лазерного резака, поэтому применять их для оснащения такого устройства нецелесообразно. Для простейшего лазерного резака подойдут аккумуляторные батареи, используемые в обычном электрическом фонарике. Таким образом, совместив нижнюю часть фонарика, в которой размещаются его аккумуляторные батареи, с верхней частью лазерной указки, где уже находится излучатель от пишущего компьютерного дисковода, можно получить вполне работоспособный лазерный резак. Выполняя такое совмещение, очень важно соблюсти полярность аккумуляторных батарей, которые будут питать электроэнергией излучатель.

Схема резака на основе лазерной указки

Перед сборкой самодельного ручного лазерного резака предложенной конструкции из наконечника указки необходимо извлечь установленное в нем стекло, которое будет препятствовать прохождению лазерного луча. Кроме того, надо еще раз проверить правильность соединения излучателя с элементами питания, а также то, насколько точно располагается его глазок по отношению к выходному отверстию наконечника указки. После того как все элементы конструкции будут надежно соединены между собой, можно приступать к использованию резака.

В принципе для самодельного резака этой конструкции можно использовать любой подходящий корпус

Конечно, при помощи такого маломощного лазера не получится разрезать металлический лист, не подойдет он и для работ по дереву, но для решения несложных задач, связанных с резкой картона или тонких полимерных листов, он годится.

Проба резака. Изолента режется как ножом по маслу

Читать еще:  Резка листовой стали в размер

По описанному выше алгоритму можно изготовить и более мощный лазерный резак, несколько усовершенствовав предложенную конструкцию. В частности, такое устройство необходимо дополнительно оснастить такими элементами, как:

  • конденсаторы, емкость которых составляет 100 пФ и 100 мФ;
  • резисторы с параметрами 2–5 Ом;
  • коллиматор – устройство, которое используется для того, чтобы собрать проходящие через него световые лучи в узкий пучок;
  • светодиодный фонарик со стальным корпусом.

Конденсаторы и резисторы в конструкции такого лазерного резака необходимы для того, чтобы создать драйвер, через который электрическое питание будет поступать от аккумуляторных батарей к лазерному излучателю. Если не использовать драйвер и пустить ток на излучатель напрямую, последний может сразу выйти из строя. Несмотря на более высокую мощность, такой лазерный станок для резки фанеры, толстого пластика и тем более металла также не получится.

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 лазерной резки

Лазерные установки состоят из трех основных частей:

  1. Рабочей (активной) среды. Она является источником лазерного излучения.
  2. Источника энергии (системы накачки). Он создает условия, при которых начинается электромагнитное излучение.
  3. Оптического резонатора. Система зеркал, усиливающих лазерное излучение.

По типу рабочей среды лазеры для резки делят на три вида:

  1. Твердотельные. Их основным узлом является осветительная камера. В ней находятся источник энергии и твердое рабочее тело. Источником энергии служит мощная газоразрядная лампа-вспышка. В качестве рабочего тела используют стержень из неодимового стекла, рубина или алюмо-иттриевого граната, легированного неодимом или иттербием. По торцам стержня устанавливают два зеркала: отражающее и полупрозрачное. Лазерный луч, излучаемый рабочим телом, многократно отражается внутри него, усиливается в ходе отражений и выходит через полупрозрачное зеркало.

К твердотельному виду относятся и волоконные лазеры. В них излучение усиливается в стекловолокне, а источником энергии служит полупроводниковый лазер.

Так устроен твердотельный лазер

Для понимания механизма работы лазера можно рассмотреть установку с рабочим телом в виде стержня из граната, легированным неодимом. Ионы последнего и служат активными центрами. Поглощая излучение газоразрядной лампы, ионы переходят в возбужденное состояние, то есть у них появляется излишек энергии.

Ионы возвращаются в исходное состояние и отдают энергию в виде фотона – электромагнитного излучения или по-другому света. Фотон вызывает переход в обычное состояние других возбужденных ионов. В итоге процесс нарастает лавинообразно. Зеркала способствуют движению луча в определенном направлении. Многократно возвращая фотоны в рабочее тело при отражении, они способствуют образованию новых фотонов и усилению излучения. Его основные характеристики – малая расходимость луча и высокая концентрация энергии.

  1. Газовые. В них рабочим телом является углекислый газ или его смесь с азотом и гелием. Газ прокачивается насосом через газоразрядную трубку. Он возбуждается с помощью электрических разрядов. Для усиления излучения устанавливают отражающее и полупрозрачное зеркало. В зависимости от особенностей конструкции такие лазеры бывают с продольной и поперечной прокачкой, а также щелевые.

Так устроен газовый лазер с продольной прокачкой

  1. Газодинамические. Эти лазеры самые мощные. В них рабочим телом является углекислый газ, нагретый до 1 000–3 000 °К (726–2726 °С). Он возбуждается с помощью вспомогательного маломощного лазера. Газ со сверхзвуковой скоростью прокачивается через суженный посередине канал (сопло Лаваля), резко расширяется и охлаждается. В результате его атомы переходят из возбужденного в обычное состояние и газ становится источником излучения.

Схема работы газодинамического лазера

Какая мощность волоконного излучателя нужнадля резки металла?

Давайте посмотрим на конкретных примерах. Возьмём нержавейку и рассмотрим четыре варианта: 500 Ватт, 1.5, 3 и 6 киловатт на азоте.

Излучатель мощностью 500 Вт может резать 1 миллиметр со скоростью около двенадцати метров в минуту, но толще 3 миллиметров такой излучатель не возьмёт. Скорость на 3 миллиметрах будет около семи десятых.

Если взять полуторакиловаттник, то такой излучатель тот же миллиметр будет резать уже со скоростью около двадцати шести метров в минуту. Три миллиметра он порежет со скоростью четыре метра в минуту, а предельной толщиной для такого излучателя будет 6 миллиметров на скорости один метр в минуту.

Три киловатта будут резать один миллиметр со скоростью тридцать четыре метра в минуту, три миллиметра со скоростью восемь с половиной метров в минуту, шесть миллиметров со скоростью три метра в минуту, а предельной толщиной будет уже двенадцать миллиметров на скорости полметра в минуту.

Ну и шесть киловатт для сравнения порежет 1 миллиметр со скоростью уже около сорока одного метра в минуту, три миллиметра со скоростью около пятнадцати-шестнадцати метров в минуту, шесть миллиметров со скоростью около пяти метров в минуту, двенадцать миллиметров со скоростью один метр в минуту и максимальной толщиной будет шестнадцать миллиметров со скоростью шесть десятых.

Хочется отметить, что в зависимости от материала и газа, с которым вы работаете, показатели будут отличаться. Если пятьсот ватт на азоте режет один миллиметр нержавейки со скоростью двенадцать метров в минуту, то тот же излучатель порежет углеродистую сталь уже на восьми метрах в минуту с кислородом. Один миллиметр алюминия или меди на азоте на том же излучателе — это около пяти метров в минуту.

По ссылке в описании вы можете посмотреть таблицы, в которых указано, какая скорость реза будет с различными материалами разной толщины с использованием разных газов и излучателей разной мощности.

По необходимости мы готовы собрать для вас станок даже с более мощными излучателями, до двадцати пяти киловатт. Но скорее всего в таком случае для вас выгоднее всего было бы купить плазменный станок.

Здесь также нужно отметить, что для подобного оборудования нужна специальная усиленная станина, вы только представьте, какую толщину материала берут такие излучатели. Но если вы из тех редких людей, которым нужны такие специфические станки, обращайтесь.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector