Лазерна різка металу – типи, плюси, призначення та технологія

Різка лазером – це сучасна технологія обробки та поділу металів, її використовують коли потрібна висока точність робіт при мінімальній механічній напрузі. Процес порізки лазером передбачає швидке локальне нагрівання поверхні сфокусованим променем лазера, викликаючи плавлення та випаровування матеріалу.

Роботи проводяться без механічного контакту інструменту з матеріалом. При цьому створюється висока концентрація енергії, що дозволяє обробляти вироби будь-якої твердості. Також лазерною різкою свердлять отвори, роблять риски, пази та доріжки.

Принцип роботи

Технологія лазерного різання металу полягає в нагріванні поверхні в заданому місці вище за температуру його плавлення. Робочий привід генерує сфокусований промінь, який проникає через систему лінз та посилюється.

В результаті розпечений промінь світла впливає на поверхню деталі та починає її плавити. Рухаючись по направляючих, робоча головка виконує різання заданого розміру та форми.

Покроково це виглядає так:

1. Попередньо сфокусований Лазерний промінь виходить із Лазерної головки через Сопло та потрапляє на поверхню Металу.
2. За рахунок високої концентрації енергії в області променя метал починає активно плавитись.
3. Для видалення розплавленого металу, в зону різання під тиском подається ріжучий газ, який «видує» розплавлений метал вниз, за межі листа. Газ виходить із того ж Сопла, що й Лазерний промінь. Але з іншого «кільцевого» каналу.
4. Подача Лазерного променя та Ріжучого газу відбувається одночасно.
5. Також одночасно з описаними вище процесами Лазерна головка переміщається вздовж певної траєкторії. Формується контур майбутньої деталі.

Види металів, що обробляються

Метал є віддзеркалюючим (відбивним) і теплопровідним матеріалом, тому лазер повинен піддавати меншу площу інтенсивнішому впливу світла, щоб розрізати її. Різні метали мають різні властивості, які впливають на те, як їх можна різати.

Метали, придатні для лазерного різання на ПВКП «Матрица»:

• Вуглецева сталь;
• Оцинкована сталь;
• Нержавіюча сталь;
• Легована сталь;
• Жаростійка сталь;
• Конструкційна сталь;
• Бронева сталь;
• Алюміній та алюмінієві сплави;
• Мідь;
• Латунь.

Переваги лазерної порізки

1. Відсутність механічного контакту ріжучого інструменту з поверхнею, що дає можливість обробляти легко деформовані і крихкі матеріали;
2. Технологія лазерного різання підходить для роботи з металами різної товщини. Сталеві заготовки можуть мати товщину від 0,2 до 30 мм, алюмінієві сплави – від 0,2 до 20 мм, мідні та латунні деталі – від 0,2 до 15 мм;
3. Швидкість виконання лазерної різки металу дуже висока.
4. Цей метод дозволяє працювати із заготовками, що мають будь-яку конфігурацію;
5. Після лазерної обробки краї матеріалу виходять чистими;
6. Різання характеризується високою точністю – до 0,1 мм;
7. Витрата листового металу більш економічна за рахунок щільного розташування заготовок на листі.

Параметри якості лазерної різки металу

Система порізки лазером на ПВКП «Матрица» – це точність та висока якість виконання робіт на високих швидкостях. Параметри процесу різання лазером залежать від таких критеріїв:

• марка сталі;
• товщина виробу;
• потужність випромінювання лазера;
• вимоги до чистоти різання;
• газ, який використовується в роботі.

Ці параметри нормуються. Найчастіше місце пропалювання виноситься за межі вектора різання у програмі верстата, яка наділена підвищеною гнучкістю налаштувань. При неправильному підборі швидкості процесу, некоректно виставленій фокусній відстані, неправильній швидкості та потужності джерела випромінювання якість робіт помітно знизиться.

Сфери застосування

Лазерна різка металу знаходить своє застосування в різних галузях промисловості та виробництва. Завдяки своїм унікальним властивостям та високій ефективності, вона з кожним днем стає кращим методом для багатьох запланованих завдань.

Машинобудування: Лазерне різання ідеально підходить для створення комплектуючих, деталей та інших елементів з високою точністю.

Будівництво: Лазерні технології використовуються для різання арматурних сіток, профільних виробів та інших будівельних матеріалів.

Авіаційна та космічна промисловость: У цих галузях потрібна максимальна точність та якість деталей, що й забезпечує лазерне різання.

Електроніка: Розробка та виробництво мікросхем, друкованих плат та інших елементів електроніки з використанням лазерів.

Ювелірне виробництво: Створення прикрас та інших виробів із високою деталізацією.

Виробництво меблів: Лазери допомагають у різанні декоративних елементів, фурнітури та ін.

Загалом можливості лазерного різання металу величезні, і щороку вони знаходять все нові і нові застосування.

Технологія лазерного різання металу

• Випаровування.
• Плавлення.
• Термічне розколювання.
• Термохімічна дія.

Випаровування

Характеризується поглинанням лазерного випромінювання, унаслідок чого його енергія передається поверхні. Локальне підвищення температури до точки кипіння відбувається настільки швидко, що рідкий матеріал не встигає накопичитися.

Один із етапів випаровування – утворення ерозійного факела. Струмінь, який подається зі швидкістю близької до звукової, видаляє пари з поверхні металу. Цей потік також захоплює краплі, що сконденсувалися, продукти ерозії зі стінок і дна каналів. В результаті цього процесу, що супроводжується підвищенням температури, виникає термомеханічна напруга і хвилі тиску, які викликають руйнування матеріалу.

Наступний етап – екранування поверхні. Вихід пару з зони обробки призведе до зниження плазмоутворення, що спричинить зменшення інтенсивності випромінювання. Також воно буде розсіюватися на твердих частинках та конденсаті. Якщо збігається частота коливань молекул газу та лазерного променя, спостерігатиметься резонансне поглинання. Завдання екранування полягає у забезпеченні оптимальної потужність потоку. Таку потужність, за якої питомий викид маси буде максимальним.

У результаті встановлюється автоколивальний режим випаровування, що носить самоузгоджений пульсуючий характер. Цей процес супроводжується високими питомими енерговитратами. Застосовується для свердління отворів, скрайбування та гравірування.

Плавлення

Процес методом плавлення відбувається так:

1. Поверхня поглинає промінь, що призводить до випаровування матеріалу в зоні обробки. Внаслідок цього утворюється парогазовий канал.
2. Рідкий розплав накопичується на стінках каналів. Процес аналогічний лазерному зварюванню з глибоким проплавленням.
3. Розплав видаляється із зони обробки за допомогою виплеску, видування допоміжним газом або фонтанування.

Використовуючи лазери для різання за цією технологією обробляють метали, гірські породи, кераміку, скло та ін.

Термічне розколювання

Термохімічна дія

Також лазерне випромінювання може мати на матеріал і термохімічний вплив. Це зумовлено:

• локальним нагріванням, що супроводжується утворенням частинок із внутрішньою енергією, що перевищує ту, що активізує хімічні реакції;
• поглинання фотонів молекулою з її подальшим дисоціюванням до рівня вступу в реакцію з іншою молекулою (температура середовища практично не змінюється);
• появою радіаційно-хімічних процесів з утворенням іонів, збуджених частинок та радикалів;
• макроскопічним розігрівом поверхні.

Приклади наших робіт

Лазерне різання металу на замовлення в Україні

ПВКП «Матрица» на протязі 25 років виконує повний спектр металообробних операцій під замовлення для клієнтів зі всієї України. Лазерна порізка металу, фрезерні, токарні, свердлильні, довбіжні, координатно-розточувальні, шліфувальні роботи та термообробка (ТВЧ, цементація, об’ємна калка).

Ви можете звернутись до нас за консультацією або прорахунком за контактами на сайті або нижче.

Порядок виконання Вашого замовлення щодо порізки лазером:

1. Ви надсилаєте креслення у форматі .dxf або .dwg. Якщо ви не маєте креслення – надаємо послуги нашого конструктора, який може зробити креслення вашої бажаної або існуючої деталі. Ми уточнюємо з вами деякі нюанси (умови експлуатації та ін.), прораховуємо вартість виготовлення деталі чи операції та узгоджуємо її.
2. Вносите передплату та ми виготовляємо ваші деталі у період 1-3 повних робочі дні.
3. Відправляємо Вам деталь Новою поштою по всій Україні. За бажанням можете приїхати до нас на виробництво.

Виготовляємо закладні, сита (решета) до дробарок, шестерні, зірочки, редуктори, шнеки, корпуси, вали, вал-шестерні, ножі промислові, шківи, муфти, турнікети для магазинів та багато іншого.

Працюємо з будь-якими видами сталі:

• Чорні види сталей;
• Кольорові сталі;
• Бронза, латунь;
• Нержавіючі сталі;
• Чавун.

Ми надаємо повний спектр послуг з металообробки на сучасному, точному обладнанні за допомогою якісного різального інструменту, що дозволяє нашим фахівцям забезпечувати максимальну точність деталі з кресленням, ескізом, зразком чи фото замовника.

Якщо Ви не знайшли потрібної моделі на сайті – зв’яжіться з нами, ми виготовимо новий виріб або відновимо існуючий (якщо можливо). Фахівці ПВКП «МАТРИЦА» проконсультують та допоможуть Вам знайти найбільш оптимальне вирішення вашого питання.

Зв’яжіться з нами для консультації та прорахунку:

+38 (095) 371 78 44 (Viber, Telegram)

e-mail: metmatrix2000@gmail.com

Або заповніть форму на сайті – менеджер зв’яжеться з Вами найближчим часом.