ЛАЗЕРНАЯ РЕЗКА НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ
Принцип лазерной резки металла
Простыми словами принцип напоминает использование лупы, когда без соприкосновения поверхностей преломленный поток солнечного луча воздействует на объект. С научной точки зрения лазерная резка представляет собой концентрированный поток фотонов, воздействующих на поверхность металлического изделия с усилением за счет ответной реакции.
Лазерная установка состоит из следующих механизмов:
- рабочая (активная) среда, необходимая для создания излучения;
- источник энергии, создающий электромагнитное излучение;
- оптический резонатор, состоящий из системы зеркал, благодаря которым луч лазера усиливает свое излучение.
За счет лазера, направленного на одну точку, происходит нагрев поверхности, доводя ее до температуры плавления, а затем до температуры кипения. В результате материал начинает испаряться. Таким образом, регулируя мощность потока фотонов и перемещая луч по поверхности, осуществляется разрез металла.
Виды лазеров
Лазеры можно разделить на виды:
Твердотельные, источником которых является мощная газоразрядная лампа-вспышка. Рабочим телом служит стержень из стекла, рубина, граната или неодима. Тело излучает луч, усиливающийся за счет множественных отражений от зеркал, и выходит на поверхность металла.
Газовые, рабочим телом в которых является углекислый газ или его смесь с азотом и гелием. Происходит возбуждение газа посредством электрических разрядов и подача его на выход через отражающее и полупрозрачное зеркало.
Волокнистые. Являются разновидностью твердотельных, источником энергии в котором служит полупроводниковый лазер, усиливающий свое излучение в стекловолокне.
Уникальность станков лазерной резки
Станочная индустрия широко шагает со временем, а лазерная резка металла стала востребованной. На замену старых станков приходит новое оборудование, оснащенное автоматикой и числовым программным управлением (ЧПУ). Такая модернизация позволяет обрабатывать металл с точностью до 0,005 мм.
Поверхности современных лазерных станков позволяют работать с металлом большой площадью обработки, достигающей нескольких квадратных метров. Процесс работы автоматизирован максимально, исключая человеческий фактор. Все параметры задаются в программный блок управления, осуществляющий самостоятельное управление лазерной установкой. Программное обеспечение позволяет оптимизировать раскрой материала и менять режимы относительно типа и толщины металла. В связи с отсутствием механического контакта между материалом и режущим элементом, возможно проводить одновременно резку изделий с разными толщинами.
Следует отметить, что качество получаемой продукции в процессе лазерной резки намного зависит от вида металла. Большинство предприятий могут предложить резку изделий из обычной стали, но не каждый сможет работать с цветными металлами, которые пользуются большим рыночным спросом. Например, лазерная резка нержавеющей стали требует к себе особого внимания, потому что нержавейка капризный в плане обработки материал по сравнению с обычной сталью.
Сравнение лазерной и плазменной резки
Помимо лазерной резки существуют иные виды обработки листового металла, такие как плазменная и гидроабразивная резка. Все они имеют свои преимущества и недостатки относительно друг друга. Однако основным конкурентом лазера является технология плазменной резки.
Преимущества лазерной резки относительно плазменной заключаются в следующем:
- перпендикулярность кромки;
- небольшая ширина реза;
- полное отсутствие окалины;
- работа с мелкими деталями до 1 мм и обработка тонкого металла, а также изготовление деталей сложной конфигурации;
- низкое термическое воздействие на кромку изделия;
- обработка легкодеформируемых и хрупких металлов;
- недорогие расходники;
- высокая скорость резки;
- отсутствие необходимости дополнительной обработки готового изделия после резки.
Все технологии имеют преимущества и недостатки. На выбор способа резки напрямую зависит вид выпускаемой продукции, а также характеристики и свойства металла, используемого при изготовлении. В случае с нержавеющей сталью идеально подойдет именно лазерная резка.
Дефекты лазерной резки и причины их появления
Любое производство подразумевает под собой наличие брака, особенно если используется промышленное оборудование. Это технические неполадки, сбой программ, низкий профессиональный уровень работников, несоблюдении технологии, а также элементарное загрязнение составляющих станка.
Основные виды брака при раскрое металла лазерной резкой:
- нарушение фокусного расстояния, регулируемого соплом по высоте;
- неправильная настройка оптического тракта лазерного луча, вследствие чего может происходит падение мощности, раздвоение луча, увеличение толщины реза, снижение способности к прорезанию;
- отсутствие компрессора, необходимого для удаления грязи и охлаждения линзы;
- неправильная регулировка ремней;
- слабое закрепление линзы, что приводит к неровному резу лазера;
- неверно заданные параметры резки в программное оборудование;
- На наличие брака может повлиять незнание характеристик, свойств самого сплава
Обработка металла является достаточно сложным технологическим процессом где задействовано множество аспектов, требующих внимания. Это уровень специалистов, которые занимаются настройкой, обслуживанием оборудования и программным обеспечением и т.д.
Бракованное изделие в результате может иметь непрезентабельный внешний вид. Например, лазерная резка используется для изготовления изделий декоративного творчества и внешний вид готовой продукции имеет важное значение. Учитывая большие объемы партий выпускаемой продукции однозначно нанесет ущерб финансовой составляющей при наличии дефектных изделий.
Кроме того, наличие брака приведет к изменениям, влияющим на предполагаемые свойства и функции изделия. Это отразится на его эксплуатации, а также может стать причиной выведению из строя механизмов и агрегатов, что в свою очередь не безопасно для жизни и здоровья людей.
Поэтому для предотвращения возникновения дефектов следует обращаться к профессионалам, обладающих опытом, оборудованием, высококвалифицированными специалистами в области лазерной резки металла.
Видео с сайта npf-specmash.ru