Преимущества лазерной резки металла
Лазерная резка — это одна из современных передовых технологий металлообработки, часто использующаяся наравне с плазменной и газовой обработкой. Назначение лазерной резки в том, чтобы вырезать заготовки различной сложности в соответствии с заданными параметрами.
Технология довольно универсальна и применяется для различных сфер деятельности, среди которых:
- промышленность (такие отрасли, как станкостроение, производство пищевого оборудования, радиоэлектроника, машиностроение и т.д.);
- оформление интерьера (изготовление мебельных деталей, элементов для декора, каминов, дверей, лестниц и т.д.);
- ландшафтный дизайн (производство окон, заборов, ворот, экранов, скамеек, столов и т.д.);
- реклама (особенно наружная: для нее производятся указатели, таблички, логотипы и т.д.);
- изготовление сувенирной продукции (например, номерков, жетонов и т.д.);
- строительство (производство составляющих, нужных на разных этапах строительных работ).
Принцип работы лазерной резки металла
Как работает лазерная резка? Принцип, лежащий в основе технологии, довольно прост: листовой металл прожигается высокотемпературным и точно сконцентрированным лазером.
На производствах, где занимаются раскроем металла, применяют разные способы обработки, но самый оптимальный из них — это использование лазерной установки, поскольку она способна обеспечить максимальную точность раскроя и минимизировать отходы в отличие от ручных методов, которые и не отличаются высокой производительностью, и не обеспечивают достаточную точность.
Как работает станок лазерной резки? По сути это стол, который служит рабочей площадкой для обработки листового материала, с лазерной головкой, которая движется по двум осям в зависимости от направления раскроя. Направление движения задается с помощью установки специальных настроек.
Луч лазера — это источник энергии, достаточной для того, чтобы проникнуть в поверхность материала, изменяя его структуру. Это похоже на механическую резку, но разница в том, что вместо режущего инструмента луч, а отходы в процессе резки не превращаются в стружку, а как бы «испаряются».
Режимы резки на лазерном станке
Для каждой задачи и каждого материала настройки режима будут индивидуальными, но в целом есть два вида воздействия на материал:- непосредственно резка;
- гравировка (здесь мощность лазерного луча будет меньше).
Виды лазерной резки металла
Выделяют несколько видов обработки:
Лазерно-кислородная
При этом типе обработки в качестве рабочей среды используется кислород, который взаимодействует с раскаленным материалом и приводит к реакции окисления. Лазерно-кислородная резка отличается такими особенностями:
- ширина линии реза зависит от диаметра луча, толщины металлического листа и скорости обработки;
- чем толще лист для обработки, тем меньше будет давление в струе;
- большая толщина может замедлять скорость обработки, что не очень хорошо сказывается на качестве готовых деталей.
Кислородная с поддержкой лазерным лучом
Суть обработки таким способом можно описать следующим образом: материал предварительно прогревают до температуры приблизительно в +1000 градусов по Цельсию, а затем на уже прогретую поверхность направляют сверхзвуковую струю кислорода. Кислородная резка с поддержкой лучом лазера отличается:- высоким давлением сверхзвуковой струи кислорода;
- шириной реза, которая совпадает с диаметром луча лазера;
- меньшей скоростью обработки листового металла;
- совместимостью с металлами толщиной до 10 см.
Лазерная в инертном газе
Этот вид обработки помогает предотвратить окисление срезов и используется главным образом для резки титана, алюминия или нержавейки. В процессе металл не нагревается, поэтому такой тип обработки не настолько эффективен, как остальные. Данный тип резки отличается:
- использованием азота (чаще всего) или аргона (например, для обработки титана) в качестве основной рабочей среды;
- фокусировкой лазерного луча на нижней поверхности металлического листа;
- довольно низкой скоростью резки.
Испарительная (сублимационная)
В этом случае лазер способствует испарению материала с минимальным количеством расплава. При этом газ предотвращает окисление разрезов под воздействием окружающей среды. Испарительный вид резки отличается:
- относительно низким КПД;
- низкой скоростью резки относительно других способов;
- требованием большого количества энергии (поэтому для него подходят только лазеры высокой мощности).
Преимущества и недостатки лазерной резки
Хотя обработка лазером считается самым качественным и современным способом среди всех остальных, она имеет как преимущества, так и недостатки. Начнем с преимуществ. Технологию стоит выбрать, потому что она:- не воздействует на металл механически — благодаря этому технологию можно применять практически для любых металлов независимо от их твердости, в том числе хрупких, а в процессе они не будут деформироваться;
- гарантирует отсутствие дефектов в процессе — это возможно потому, что для резки используется оборудование, позволяющее раскроить металл с высочайшей точностью до миллиметра, регулируя глубину воздействия лазерного луча;
- не требует дополнительной обработки полученных деталей — срезы заготовок получаются практически идеально ровными и гладкими, и сразу после резки они готовы к дальнейшему использованию;
- дает возможность выполнить работу любой сложности и объема — современное оборудование позволяет справиться в том числе и со сложными художественными задачами, добиться любой необходимой формы изделия;
- обеспечивает высокую производительность и эффективность в сравнении с альтернативными способами обработки металла — резка выполняется с высокой скоростью, а на одном листе можно компактно разместить сразу несколько деталей;
- экономически выгодна — в процессе обработки образуется минимальное количество отходов, технология позволяет экономить рабочее время и ресурсы, а также требует в 2 раза меньше сырья по сравнению с другими способами обработки.
Но есть у технологии и некоторые минусы.
Среди них можно назвать:
- дорогое оборудование — но это минус, релевантный только для компаний, оказывающих такую услугу; для клиентов это скорее плюс, поскольку это будет для них своеобразной гарантией того, что на качественном оборудовании работа будет сделана хорошо;
- несовместимость с отдельными видами металлов — к ним относятся, например, те, что имеют повышенную отражательную способность (например, медь: луч будет отражаться от ее поверхности и не сможет разрезать даже очень тонкий лист);
- ограничения по толщине обрабатываемого металла — она не должна превышать 2 см.
Для чего подходит лазерная резка металла
Эта передовая технология будет оптимальным выбором для изготовления не очень крупных партий какой-либо продукции. Поскольку это означает отсутствие расходов на создание специальных форм для обработки материалов: резать с помощью лазера можно металлы любого качества.Что касается конкретных металлов, то чаще всего технология используется для нержавейки, титана, алюминия, латуни, бронзы и т.д. Некоторые из этих материалов (например, нержавейка и алюминий) имеют высокую отражающую способность, и это накладывает некоторые ограничения на их резку: толщина листов должна быть не больше 6 мм, и в процессе лучше использовать азот в качестве инертного газа. Отдельно нужно сказать и про сплавы металлов. Чем толще листы для обработки, тем хуже будет итоговый результат заготовок, поэтому лучше всего придерживаться следующих параметров:
- алюминий — до 2 см;
- нержавейка — до 1,5 см;
- сплавы на основе меди — до 0,5 см;
- черная сталь — до 2 см.
- толщина листа — чем толще материал, тем дороже будет стоить его раскрой;
- степень сложности выполняемой работы, которая зависит от необходимой конфигурации и точности исполнения;
- количество требуемых заготовок;
- срочность исполнения — за срочность изготовления деталей, конечно, придется доплатить.