Rezanie laserom ...
05/12/2019

Rezanie laserom ...

Laserové rezanie je technológia na rezanie materiálov pomocou vysokovýkonného lasera bežne používaného v priemyselných výrobných linkách. Zaostrený laserový lúč, bežne riadený počítačom riadeným CNC, poskytuje vysokú koncentráciu energie a umožňuje rezanie takmer všetkých skupín materiálov bez ohľadu na ich termofyzikálne vlastnosti.

Počas procesu rezania sa materiál rezaného materiálu pod vplyvom laserového lúča topí, zapaľuje, vyparuje alebo je fúkaný prúdom plynu. To umožňuje presné rezy s minimálnou tepelnou zónou vplyvu. Rezanie laserom sa vyznačuje neprítomnosťou mechanických vplyvov na spracovávaný materiál, minimálne deformácie nastávajú dočasne počas procesu rezania, ako aj po úplnom ochladení. Výsledkom je, že laserové rezanie rovnako ľahko deformovateľných a nepružných obrobkov a častí môže byť uskutočňované s vysokou presnosťou. Obrovská sila laserového žiarenia zaisťuje značnú produktivitu pracovného procesu a súčasne slušný stav rezaných povrchov. Presné a ľahké ovládanie laserového žiarenia umožňuje rezanie laserom po zložitom obryse plochých a objemných častí a obrobkov s vysokým stupňom automatizácie procesu.

Proces

Pre kovy rezajúce laser sa používajú technické systémy založené na tuhých látkových, vláknových a plynových CO2 laseroch, ktoré pracujú v impulznom periodickom aj kontinuálnom režime žiarenia. Priemyselné využitie rezania plynovým laserom sa zvyšuje z roka na rok, ale tento proces nemôže úplne nahradiť tradičné metódy separácie kovov. V porovnaní s mnohými zariadeniami používanými vo výrobe sú náklady na laserové rezacie zariadenia stále vysoké. Aj keď v poslednej dobe existuje tendencia znižovať náklady. V tomto ohľade je proces rezania laserom účinný iba vtedy, keď existuje rozumný výber aplikácie alebo keď je použitie konvenčných techník ťažkopádne alebo nemožné.

výhody

Rezanie laserom sa vykonáva spaľovaním obrobkov laserovým lúčom. Táto technika ponúka mnoho zjavných výhod oproti mnohým iným metódam rezania:

Spracované materiály

Na laserové rezanie sú vhodné všetky ocele všetkých štátov, hliník a jeho zliatiny, ako aj iné neželezné kovy. Bežne používané plechy z týchto kovov:

Oceľ od 0,2 mm do 30 mm
Nerezová oceľ od 0,2 mm do 40 mm
Hliníkové zliatiny od 0,2 mm do 25 mm
Mosadz 0,2 mm až 12,5 mm
Meď od 0,2 mm do 16 mm

Pre rôzne materiály sa používajú rôzne typy laserov.

Kovy s nízkou tepelnou vodivosťou fungujú najlepšie, pretože laserová energia sa koncentruje v minimálnom objeme kovu. Naopak, pri laserovom rezaní kovových zliatin s vysokou tepelnou vodivosťou môže dôjsť k otriasaniu. Môže sa tiež spracovať veľa nekovov, ako je drevo.

chladný

Laser a jeho optika (vrátane zaostrovacích šošoviek) sa musia chladiť. V závislosti od veľkosti a konfigurácie systému môžu byť prebytočné teplo odvádzané nosičmi tepla alebo vzduchovými dúchadlami. Voda, ktorá sa často používa ako chladivo, bežne cirkuluje cez výmenník tepla alebo chladiacu jednotku.

vstup

Účinnosť priemyselných laserov sa môže meniť medzi 3% a 65%. Spotreba energie a účinnosť závisí od výstupného výkonu lasera, jeho prevádzkových parametrov a vhodnosti lasera pre konkrétnu úlohu. Pri určovaní vhodnosti použitia tohto alebo tohto typu lasera sa berú do úvahy náklady na laser v spojitosti s jeho vybavením a náklady na údržbu a údržbu lasera. V 10 rokoch 21. Storočia, prevádzkové náklady na vláknový laser asi polovicu prevádzkových nákladov na oxid uhličitý laser. Sila potrebná na rezanie závisí od typu materiálu, jeho hrúbky, prostredia spracovania a rýchlosti spracovania.

Rezanie laserom sa uskutočňuje spálením listov laserovým lúčom. Stlačený sústredený svetelný lúč ponúka vysokú koncentráciu energie a umožňuje spracovanie takmer všetkých materiálov - kovu, plastu, dreva - termofyzikálne vlastnosti sú druhoradé.

Detailné rezanie laserom

Laserové rezanie je základný spôsob spracovania kovov, ktorý sa vyznačuje extrémne vysokou presnosťou a vynikajúcim výkonom. Laserové rezacie stroje spôsobili revolúciu vo svete kovoobrábania, čím zjednodušujú, zrýchľujú a zlacňujú proces zložitých kovových štruktúr. Tento druh rezania v súčasnosti neustále nahrádza iné typy spracovania kovov.

Laserové rezanie kovov je jedinečný spôsob, ako získať požadovanú konfiguráciu produktu pre všetky tlačové procesy s nízkymi nákladmi. Tento proces nevyžaduje výrobu drahých foriem a konfigurácia výrobkov je špecifikovaná v programe a môže byť okamžite editovaná. Vďaka laserovému rezaniu majú výrobné spoločnosti jedinečnú príležitosť rýchlo vyrobiť požadované výrobky a vykonať potrebné opravy.

Podstata rezania laserom

Laserové rezanie kovu sa vykonáva, ako už názov napovedá, laserovým lúčom, ktorý sa vyrába pomocou špeciálneho systému. Vlastnosti takého lúča mu umožňujú zamerať sa na povrch malej oblasti, čím sa vytvára energia charakterizovaná vysokou hustotou. To spôsobuje, že sa každý materiál aktívne zrúti (topí, horí, vyparuje, atď.).

Napríklad s laserovým zariadením alebo laserovými rezacími strojmi môžete sústrediť energiu s hustotou 108 wattov na štvorcový centimeter na povrch obrobku. Aby sme pochopili, ako dosiahnuť takýto účinok, musíme vedieť, aké vlastnosti má laserový lúč:


+ Na rozdiel od svetelných vĺn sa laserový lúč vyznačuje stálosťou vlnovej dĺžky a frekvencie (monochromatickosť), vďaka čomu je možné zaostriť na akýkoľvek povrch pomocou konvenčných optických šošoviek.
+ Výnimočne vysoká smerovateľnosť laserového lúča a nízky uhol divergencie. Vďaka tejto vlastnosti môžu laserové zaostrovacie zariadenia vytvárať lúč s obrovským zaostrovacím účinkom.
+ Laserový lúč má ďalšiu veľmi dôležitú konzistenciu - súdržnosť. To znamená, že mnoho vlnových procesov, ktoré sa vyskytujú v takomto lúči, sú úplne konzistentné a rezonujú navzájom, čo niekedy zvyšuje celkovú energiu žiarenia.

Keď sa svetelný lúč aplikuje na kovový povrch, nastane rýchle zahriatie a následné roztavenie ošetrovanej oblasti. K rýchlemu rozšíreniu roztavenej zóny hlboko v obrobku prispieva niekoľko faktorov, vrátane tepelnej vodivosti samotného materiálu .. Ďalšie vystavenie povrchu produktu laserovému lúču spôsobuje, že teplota v kontaktnej zóne dosiahne bod varu a začne odparovať spracovávaný materiál.


Použitie kyslíka ako pomocného plynu pri rezaní laserom umožňuje súčasné riešenie takých dôležitých úloh, ako sú:

de German
X