Лазерная резка металла подходит для резки листового металла толщиной до 80 мм, а также труб различного сечения. Лазерная резка металла активно вытесняет с рынка другие методы резки, поскольку технология быстро развивается, а скорость лазерной резки металла, максимально возможная толщина среза и эффективность станков для лазерной резки металла растут год от года. Кстати, лазерная резка металла доступна в специализированном источнике.
В этой статье мы объясним основные принципы работы станков для лазерной резки металла, в чем их преимущества перед другими технологиями резки металла, какие металлы можно резать и что можно изготовить с помощью лазерной резки металла, и чем отличаются различные модели станков для лазерной резки металла.
Принципы работы лазерной резки металла
Современные станки для лазерной резки металла используют волоконно-оптический лазерный источник в качестве излучателя. Процесс генерации происходит в диодах накачки посредством резонатора, а затем лазерный луч подается по оптическому волокну на лазерную головку станка для лазерной резки металла, где расположены коллиматор и фокусирующая линза.
Сфокусированный лазерный луч обладает высокой плотностью мощности благодаря своей монохроматичности и когерентности.
Монохроматичность означает, что спектр излучаемых длин волн настолько узок, что можно сказать, что фотоны лазерного излучения имеют одинаковую или близкую к ней длину волны.
Когерентность относится к согласованности волновых движений лазера. Временная когерентность обеспечивает постоянство колебаний в одной и той же точке пространства в разное время, в то время как пространственная когерентность гарантирует однонаправленность лазерного излучения и достижение предела дифракции, т.е. минимального значения пятна лазерного луча, испускаемого станком для лазерной резки металла.
Именно благодаря этому лазерный резак по металлу способен фокусироваться в точке диаметром 0,01 мм с плотностью мощности 1013 Вт или более, что позволяет лазерному излучению нагревать металл до температуры плавления на площади, в 8 раз меньшей человеческого волоса, за доли секунды.
Лазерная резка металла подразделяется на два основных метода: плавление и сублимационная резка.
Лазерная резка металлов плавлением
Высокая плотность мощности лазерного луча мгновенно расплавляет металл, в то время как в зону резки подается вспомогательный газ, который уносит расплавленный материал, а также может охлаждать область вокруг зоны резки.
Лазерная сублимационная резка металлов
Этот метод чаще всего используется в микротехнике для лазерной резки тонких металлов. Это очень энергоемкий процесс, поскольку для испарения материала без деформации используются мощные наносекундные лазеры. Эффективность в 5-8 раз ниже, чем при лазерной резке металлов плавлением.
Преимущества лазерной резки перед другими методами резки металла
Лазерная резка металла является одним из самых молодых, но наиболее передовых методов резки листового металла и труб. Она обладает следующими преимуществами:
- При использовании гидроабразивной резкинет отходов в виде стружки, металлической пыли или режущих средств, таких как песок;
- Простая и безопасная эксплуатация станка для лазерной резки металла. Нет необходимости в специально оборудованном помещении и защитных костюмах;
- Высокоточная лазерная резка металла. Диаметр лазера до 0,01 мм, точность перемещения — 0,02 мм;
- Материал не деформируется. Зона термического воздействия настолько мала, что при лазерной резке металл не успевает достаточно нагреться;
- Идеально чистый срез. После лазерной резки металл не нуждается в какой-либо последующей обработке, на режущей поверхности не остается заусенцев или окалины, и готовое изделие часто поступает в работу без какой-либо последующей обработки;
- Лазерная резка металла сложных конструкций. В отличие, например, от резки ленточной пилой, лазер может вырезать контуры любой сложности;
- Скорость работы. Станки для лазерной резки металла Wattsan достигают скорости до 60 м/мин при лазерной резке металлов, особенно тонколистового металла. И скорость холостого хода до 140 м/мин;
- Срок службы. Ожидаемый срок службы станка для лазерной резки металла составляет более 11 лет;
- Компьютерное числовое управление. Система управления станка выполняет большую часть лазерной резки металла, и это обеспечивает полную однородность продукта и сводит к минимуму неточности и брак;
- Прост в освоении. Основные принципы лазерной резки металла и работы с лазерным станком для резки металла можно освоить за один рабочий день.
- Универсальность станка. Время запуска нового изделия может занимать минуты; во время работы конфигурация изделия может быть изменена оператором в соответствии с поставленной задачей.
- Никаких расходных материалов. При эксплуатации станка для лазерной резки металла расходные материалы либо отсутствуют, либо имеют низкую стоимость. Основной расход — это материал и вспомогательные газы.