Лазерная резка металла: основы технологии и главные преимущества
Лазерная резка листового металла представляет собой процесс светового излучения, вызванного в результате атаки фотонов рабочей среды, сопровождающееся усилением ответной реакции. Такая технология позволяет довольно быстро придать металлическому листу желаемые формы, даже самые сложные. Данным способом изготавливают детали как для бытовых, так и для промышленных целей и сейчас мы узнаем в чем же ее главные преимущества.
Виды лазеров для резки металлов
На сегодняшний день существует три типа установок для лазерной нарезки металла:
- Твердотельные на основе драгоценных камней (кристаллов) или соединений редкоземельных элементов. Импульсные лампы или лазерные диоды используются для накачки фотонов.
- Газовые с применением инертных газов в качестве активатора и источником возбуждения в виде направленного химического процесса, либо электрических разрядов.
- Волоконные — активная среда и резонатор полностью представлены оптическим волокном или в совокупности с другими элементами.
Для цветных металлов и антикоррозийной стали с высокой отражающей способностью разработаны лазеры с резонатором из оптико-волоконной трубки. Световой луч в таких установках имеет улучшенную концентрацию и фокусировку, за счет чего не рассеивается на зеркальной поверхности металлов. Также, в зависимости от способа подачи энергии устройства лазерной резки могут быть как импульсными, так и с постоянной мощностью.
Технологический процесс
Металлическая заготовка в момент лазерной нарезки проходит через три ключевых этапа:
- Нагревание вещества за счет действия лазера на металл в точке начала отреза. Появляется усадочная раковина путем прогревания до температуры плавления.
- Кипение и испарение металла благодаря воздействию энергии излучения.
- После проплавления заготовки детали происходит движения рабочего элемента по заданной траектории.
Следует отметить, что испарение возникает лишь у тонких заготовок. При средней или большой толщине стенки удаление остатков осуществляется за счет выдувания их газом.
Преимущества и недостатки лазерной резки
Среди плюсов данной технологии можно отметить:
- Отсутствие механического контакта с поверхностью металла, благодаря чему можно работать даже с тонкостенными хрупкими деталями.
- Возможность работы с металлическими листами разной толщины от 0,2 до 1,5 мм.
- Высокая скорость нарезки при конфигурациях любой сложности.
- Низкое количество отходов и чистая кромка на месте отреза, благодаря чему не нужно будет выполнять дополнительной шлифовки.
- Точность производимых работ до 0,1 мм при отсутствии механического воздействия и нагрузок на отдельные участки, что полностью исключает деформацию.
- Нагревание происходит только в рабочей зоне, что повышает уровень безопасности работы с устройством.
- Плотная раскладка деталей на листе металла позволяет экономить материал.
- Полная автоматизация процесса нарезки металла, что увеличивает производительность и снижает человеческий фактор.
Главными недостатками, пожалуй, являются высокие энергозатраты метода и довольно большая цена на само оборудование. Поэтому, решение об использовании лазерной резки металла должно приниматься исходя из расчета окупаемости и масштабах расходов на эксплуатацию. В основном, такой технологией сегодня пользуются крупные предприятия.
