Технологии лазерной резки металла

Все о технологии лазерной резки металла

Существует ли инструмент, который с филигранной точностью и невероятной скоростью превращает листы металла в готовые изделия? Да, это лазер. Давайте разберемся, какие виды лазерной резки металла в Минске завоевали наибольшую популярность и почему.

Особенности резки металла лазером

Метод предполагает использование специальных станков, которые фокусируют на поверхности заготовки мощный лазерный луч и режут им материал. Благодаря хорошей теплопроводности он быстро нагревается, плавится и испаряется. Конструкция станка позволяет сформировать очень узкий луч, работающий даже с тонкими листами металла толщиной 1–5 мм.

Особенности лазерной резки листового металла:

• Универсальность — подходит для работы с различными металлами и сплавами толщиной не более 30 мм: нержавеющей сталью, алюминием, медью, бронзой, латунью.
• Автоматизированность — устройства для резки можно подключать к промышленным АСУ для увеличения эффективности производства.
• Экономичность — благодаря высокой точности резки характеризуется минимальным количеством отходов.
• Безопасность — в процессе работы не образовывается металлическая стружка, которая может быть опасна для оператора. Также не используются химические реагенты и масла.
• Возможность модернизации — внедрение искусственного интеллекта (ИИ) в технологию обработки металла обеспечивает более высокое качество готовых изделий.
• Высокая скорость — лазерный луч быстро перемещается, что значительно сокращает сроки выполнения заказов.

Лазер оказывает минимальное тепловое воздействие на металл, так как работает только в месте разреза, не касаясь остальной поверхности. Поэтому исключен риск деформации, порчи заготовок от действия высоких температур. При работе с лазером края изделий получаются ровными, гладкими и не требуют дополнительной обработки, в отличие от резки на механических станках.

Виды лазерной резки

В зависимости от типа и толщины металла применяют различные технологии лазерной резки. Наиболее популярными являются лазеры CO2, Nd:YAG и волоконные. Они имеют свои особенности — отличаются по мощности и работают на разной частоте.

CO-2

Лазерный луч генерируется в специальной герметичной трубке, заполненной углекислым газом. В качестве оптического резонатора используют зеркала, расположенные на концах газовой колбы, которые направляют лазер. Он отличается особой точностью, поэтому готовые изделия полностью совпадают с виртуальными моделями. Рабочая длина волны составляет 9,6–10,6 мкм. Подходят для резки фигур сложной формы из металла.

В отличие от твердотельных моделей, лазеры CO-2 характеризуются ограниченной глубиной реза, поэтому не способны справиться с толстыми металлическими листами за один проход. Для работы лазерных углекислотных станков необходимо значительное количества электроэнергии. При массовом производстве это может привести к дополнительным финансовым расходам.

Волоконный

Относится к твердотельному типу лазеров, в качестве активной среды для усиления луча используется оптическое волокно. Свет от лазерных диодов поглощается силикатным или фосфорным стеклом, легированным различными редкоземельными элементами, и преобразуется в луч с длиной волны 1,06–1,55 мкм.

Волоконные лазеры характеризуются:

• высоким коэффициентом полезного действия — больше 30 %;
• возможностью адаптации под различные проекты — с помощью АСУ и ЧПУ можно менять настройки параметров станка;
• экономичным потреблением электроэнергии — на 50 % меньше, чем аналогичное газовое оборудование.

Волоконным лазером можно обрабатывать небольшие изделия сложной формы из цветных металлов: алюминия, меди, золота, серебра.

Nd:YAG

Использование Nd:YAG позволяет изготавливать детали для автомобилей, вертолетов, самолетов. Технология используется для обработки алюминия, титана, стали. Длина волн составляет 1,6 мкм.

По сравнению с волоконными, станки Nd:YAG требуют более частого обслуживания, но обладают своими преимуществами:

• подходят для резки толстого металла;
• имеют высокую выходную мощность;
• работают в непрерывном и импульсном режиме.

В качестве активной среды в лазерах Nd:YAG применяют кристалл алюмо-иттриевого граната, которой характеризуется хорошей оптической прозрачностью.

Для чего подходит лазерная резка

С помощью лазера создают изделия из металла сложной геометрической формы. Его также применяют для гравировки и маркировки изделий, что позволяет наносить высокодетализированные надписи и рисунки.

Услуги лазерной резки используют в машиностроении при создании различных элементов кузова, в строительстве стальных конструкций, отделке фасадов зданий, а также при изготовлении элементов систем водоотведения из нержавеющей стали.

Особую популярность они получили в сфере рекламы при производстве предметов интерьера и искусства, сувенирной и рекламной продукции из металла — художественных фигур, вывесок, табличек.