Лазерная резка металла: принципы работы и преимущества

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.

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 http://www.m-laser.kz используют в качестве излучателя волоконно-оптический лазерный источник. Процесс генерации происходит в диодах накачки с помощью 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 согласованность колебаний в одной и той же точке пространства в разное время, в то время как пространственная когерентность гарантирует, что лазерное излучение является однонаправленным и что достигнут предел дифракции, т.е. минимальное значение 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.

В импульсном режиме длительность каждого отдельного импульса может достигать 10‾ 1⁵ 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 микроинженерии для лазерной резки тонких металлов. Это очень энергоемко, поскольку для испарения материала без деформации используются мощные наносекундные лазеры. Эффективность в 5-8 раз ниже, чем при лазерной плавильной резке металлов.

Преимущества лазерной резки перед другими методами резки металла

Лазерная резка металла — один из самых молодых, но наиболее передовых методов резки листового металла и труб. Он обладает следующими преимуществами:

  • При использовании гидроабразивной резки отсутствуют отходы 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. 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. Основным принципам лазерной резки металла и работе со станком для лазерной резки металла можно научиться за один рабочий день.
  • Универсальность станка. Время запуска нового изделия может занимать минуты; в процессе эксплуатации 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.