Řezání laserem ...
05 / 12 / 2019

Řezání laserem ...

Laserové řezání je technologie pro řezání materiálů pomocí vysoce výkonného laseru běžně používaného v průmyslových výrobních linkách. Zaostřený laserový paprsek, normálně řízený počítačem řízeným CNC, poskytuje vysokou koncentraci energie a umožňuje řezání téměř všech skupin materiálů, bez ohledu na jejich termofyzikální vlastnosti.

Během procesu řezání se materiál materiálu, který má být řezán, roztaví pod vlivem laserového paprsku, zapálí se, vypařuje se nebo je foukán proudem plynu. To umožňuje provádět přesné řezy s minimální tepelnou zónou vlivu. Laserové řezání se vyznačuje nepřítomností mechanických vlivů na zpracovávaný materiál, minimální deformace nastávají jak dočasně během řezacího procesu, tak i po úplném ochlazení. Výsledkem je, že laserové řezání stejně snadno deformovatelných a nehybných obrobků a dílů může být prováděno s vysokou přesností. Obrovská síla laserového záření zajišťuje značnou produktivitu pracovního procesu a současně slušný stav řezaných povrchů. Přesné a snadné ovládání laserového záření umožňuje laserové řezání podél složitého obrysu plochých a objemných dílů a obrobků s vysokým stupněm automatizace procesu.

Proces

Pro laserové řezání kovů se používají technické systémy založené na laserech CO2 v pevném stavu, vláknech a plynech, které pracují v pulzním periodickém i kontinuálním režimu záření. Průmyslové použití řezání plynovým laserem se rok od roku zvyšuje, ale tento proces nemůže zcela nahradit tradiční metody separace kovů. Ve srovnání s mnoha zařízeními používanými ve výrobě jsou náklady na laserové řezací zařízení stále vysoké. I když v poslední době existuje tendence snižovat náklady. V tomto ohledu je proces řezání laserem účinný pouze tehdy, existuje-li rozumná volba aplikace nebo je-li použití konvenčních technik těžkopádné nebo nemožné.

Výhody

Řezání laserem se provádí vypalováním obrobků laserovým paprskem. Tato technika nabízí mnoho zjevných výhod oproti mnoha jiným metodám řezání:

Zpracované materiály

Pro laserové řezání jsou vhodné všechny oceli všech států, hliník a jeho slitiny, jakož i jiné neželezné kovy. Běžně používané plechy z těchto kovů:

Ocel od 0,2 mm do 30 mm
Nerezová ocel od 0,2 mm do 40 mm
Hliníkové slitiny od 0,2 mm do 25 mm
Mosaz 0,2 mm až 12,5 mm
Měď od 0,2 mm do 16 mm

Pro různé materiály se používají různé typy laserů.

Kovy s nízkou tepelnou vodivostí fungují nejlépe, protože laserová energie se koncentruje v minimálním objemu kovu. Naopak, při laserovém řezání kovových slitin s vysokou tepelnou vodivostí může dojít k otřepům. Může být také zpracováno mnoho nekovů, jako je dřevo.

chladný

Laser a jeho optika (včetně zaostřovacích čoček) musí být chlazeny. V závislosti na velikosti a konfiguraci systému může přebytečné teplo odvádět teplonosné látky nebo vzduchové dmychadla. Voda, která se často používá jako chladicí kapalina, obvykle cirkuluje výměníkem tepla nebo chladicí jednotkou.

vstup

Účinnost průmyslových laserů se může lišit mezi 3% a 65%. Spotřeba energie a účinnost závisí na výkonu laseru, jeho provozních parametrech a vhodnosti laseru pro konkrétní práci. Při určování vhodnosti použití tohoto nebo tohoto typu laseru se berou v úvahu náklady laseru ve spojení s jeho zařízením a náklady na údržbu a údržbu laseru. V 10 letech 21. Století, provozní náklady na vláknový laser asi polovina provozních nákladů na oxid uhličitý laser. Síla potřebná k řezání závisí na druhu materiálu, jeho tloušťce, prostředí zpracování a rychlosti zpracování.

Řezání laserem se provádí spálením listů laserovým paprskem. Stlačený soustředěný světelný paprsek nabízí vysokou koncentraci energie a umožňuje zpracování téměř všech materiálů - kovu, plastu, dřeva - termofyzikální vlastnosti jsou druhořadé.

Laserové řezání v detailu

Laserové řezání je základní způsob zpracování kovů, který se vyznačuje extrémně vysokou přesností a vynikajícím výkonem. Laserové řezací stroje revolucionizovaly svět kovoobrábění, což zjednodušuje, zrychluje a zpřístupňuje složité kovové struktury. V dnešní době tento typ řezání nepřetržitě nahrazuje jiné typy zpracování kovů.

Laserové řezání kovů je jedinečný způsob, jak získat požadovanou konfiguraci produktu pro všechny tiskové běhy za nízkou cenu. Tento proces nevyžaduje výrobu drahých forem a konfigurace produktů je specifikována v programu a může být kdykoli rychle upravena. Díky laserovému řezání mají výrobní společnosti jedinečnou příležitost rychle vyrobit požadované produkty a provést potřebné opravy.

Podstata řezání laserem

Laserové řezání kovu je, jak napovídá název, prováděno laserovým paprskem, který je vyráběn se zvláštním systémem. Vlastnosti takového paprsku umožňují, aby se zaměřil na povrch malé oblasti, čímž vytváří energii charakterizovanou vysokou hustotou. To způsobí, že se každý materiál aktivně zhroutí (tání, pálení, odpařování atd.).

Například pomocí laserového zařízení nebo laserových řezacích strojů můžete soustředit energii na hustotu 108 wattů na čtvereční centimetr na povrch obrobku. Abychom pochopili, jak dosáhnout takového účinku, musíme vědět, jaké vlastnosti má laserový paprsek:


+ Na rozdíl od světelných vln se laserový paprsek vyznačuje stálostí vlnové délky a frekvence (monochromatičnost), což umožňuje zaostření na jakýkoli povrch pomocí konvenčních optických čoček.
+ Výjimečně vysoká směrovost laserového paprsku a nízký úhel divergence. Díky této vlastnosti mohou laserová zaostřovací zařízení produkovat paprsek s velkým efektem zaostření.
+ Laserový paprsek má další velmi důležitou konzistenci - koherenci. To znamená, že mnoho vlnových procesů, které se vyskytují v takovém paprsku, jsou zcela konzistentní a rezonují spolu, což někdy zvyšuje celkovou energii záření.

Když je světelný paprsek aplikován na kovový povrch, dochází k rychlému zahřívání a následnému roztavení ošetřované oblasti. K rychlému šíření roztavené zóny hluboko uvnitř obrobku přispívá několik faktorů, včetně tepelné vodivosti materiálu samotného .. Další vystavení povrchu produktu laserovému paprsku způsobí, že teplota v kontaktní zóně dosáhne bodu varu a začne těkat zpracovaný materiál.


Použití kyslíku jako pomocného plynu při laserovém řezání umožňuje současné řešení takových důležitých úkolů, jako jsou:

de German
X