Как работает лазерная резка
Специальная установка — лазерный станок с ЧПУ — испускает лазерный луч, который режет металл в соответствии с заданным чертежом. В этом и состоит суть процесса, названного «лазерной резкой». Лазерный луч имеет несколько свойств, которые позволяют сфокусировать его на обрабатываемой поверхности, а пучок несет энергетический заряд высокой плотности. Под его влиянием практически все материалы активно сгорают, плавают, испаряются и т.д. – в целом разрушаются.
Созданная лазерным лучом энергия концентрируется на металлической поверхности. Чтобы понять суть процесса, а особенно как получается этот эффект, нужно узнать все свойства лазера.
Лазерный луч, в отличие от световых волн, обладает постоянной длиной и частотой волны. Это свойство называется «монохроматичность», и само излучение — монохроматическое. Она позволяет легко фокусировать лучи на обработанной поверхности с помощью простых оптических линз.
Еще одно свойство лазера – очень высокое его направление и небольшой угол расходимости. Это свойство помогает аппарату создать высокоуровневый фокусированный луч лазера.
Следующим важным свойством лазера является его когерентность. Суть ее заключается в совокупности большого числа волновых процессов, которые происходят в лучах, и их соотношении друг с другом. Это способствует значительно увеличению суммарной мощности лучей.
Под воздействием луча поверхности металла нагреваются очень быстро, а затем плавятся, оставив ровный рез.
Благодаря нескольким факторам, в том числе теплопроводности, зона нагрева металла быстро продвигается вглубь заготовки. Лазерный луч работает на поверхности детали и приводит температуру точки резки к кипению, в этом моменте металл начинает испаряться.
Существует два вида лазерной резки металла:
- Плавление.
- Испарение.
Испаривание металла предусматривает работу большого мощного оборудования, что приводит к большим затратам на энергоресурсы. Не всегда это экономически целесообразно. Также этот метод не подходит к обработке толстых изделий, что свидетельствует о довольно строгом требовании к резкам. Таким образом, применение его ограничивается резким тонкостенным изделием.
Лазерная резка же для плавления металла используется гораздо чаще. В последние годы ее совершенствовали с помощью использования различных газов, например воздуха, кислорода, азота или инертных газов. Специализированные установки вводят их в область лазерного реза. Данное новшество позволило снизить энергозатраты, повысить скорость обработки и использовать малую мощность оборудования для более толстой обработки.