От толщины листа металла зависит и давление в кислородной струе, причем в обратную сторону – чем меньше толщина, тем больше давление. Во время резки тонкого листа металла давление составляет от 3-х до 4-х атмосфер, а во время резки металлического листа толщиной 25 мм и более давление составляет всего лишь около 0.3 атмосферы.

От толщины обрабатывающего листа также напрямую зависит и зазор, между срезом сопла формирующий струю – от 0.5 мм (тонкий мет. лист) и до 3 мм (толстый мет. лист). Лазер мощностью в 6 кВт способен качественно разрезать металлический лист толщиной в 30 мм, однако стоит учесть, что эта толщина для лазерно-кислородного раскроя является максимальной. При максимальной толщине листа скорость раскроя составляет 0.5 м/мин. Но также стоит учесть, что при снижении этой скорости резки существенно падает качество реза.

Кислородная резка с поддержкой лазерным лучом

Для раскроя стальных листов большой толщины применение данной технологии является самым правильным решением. Эта технология представляет собой лазерный луч, задача которого в процессе резки только «нагревать» стальную поверхность до температуры приблизительно в 1000оС, затем на нагретый участок поверхности подается с невероятной (сверхзвуковой) скоростью струя кислорода. В результате получается идеальный раскрой толстого стального листа. Данная технология позволяет существенно увеличить глубину реза, если сравнивать с технологией лазерно-кислородной резки.

Для создания сверхзвуковой струи необходимо давление кислорода не меньше 6-ти – 10-ти атмосфер. Ширина реза, как правило, равна диаметру самой кислородной струи, что составляет 3 и более миллиметра. Во время раскроя необходимо учесть, что срез сопла обязательно должен быть отведен от обрабатываемой поверхности не менее чем на 7 мм. Конечно, при резке стали по этой технологии скорость реза значительно снижается до 0.2 м/мин. Соответственно в скорости резки эта технология уступает лазерно-кислородной. Однако это неудобство компенсируется возможностью разрезать материал до 100 мм, потому как при мощности лазера в 6 кВт достичь такую глубину реза вполне реально, что является неоспоримым фактом и, конечно же, преимуществом.

Лазерная резка в инертном газе

Данную технологию лазерного раскроя целесообразно применять в случаях, когда окисление кромок при резке металлических материалов крайне нежелательно, например, при резке: алюминиевых сплавов, титана или нержавеющей стали. Однако следует заметить, что при применении этого способа лазерной резки полностью отсутствует дополнительный источник прогрева, что естественно снижает эффективность самой резки.

Обычно в инертном газе используется – азот, а при раскрое титана – аргон. Но нужно учесть, что скорость резки сравнительно с другими технологиями низка. Также необходимо большое давление режущего газа в 10 и более атмосфер. Ширина разрезаемого материала напрямую влияет на диаметр сопла, что в свою очередь ощутимо сказывается на расходе режущего газа и соответственно стоимости конечного результата. Однако благодаря тому, что эти металлы относятся к дорогим по себестоимости материалам – окупаемость технологии лазерной резки в инертном газе весьма скоротечна и оправдана.

Лазерное термораскалывание

Эта лазерная технология применяется для идеально-ровного раскроя хрупких материалов, например – стекла. Лазерным лучом выполняется неравномерное нагревание обрабатываемого материала, который после этой процедуры охлаждается струей инертного газа. Данное действие приводит к появлению и формированию трещины. Благодаря тому, что источник нагрева по поверхности стекла передвигается, направление, и распространение трещин поддается управлению, что является несомненным плюсом этой технологии. В результате получается весьма и весьма гладкая и ровная грань раскроя.

Лазерная сублимационная (испарительная) резка

Данный метод лазерной резки преимущественно применяется в микротехнологии. Когда необходимо минимальное термическое влияние на материал подложки – этот метод лазерной технологии как нельзя кстати. Осуществляется это исключительно на очень высоких интенсивностях лазерного излучения, так сказать: (режим весьма коротких лазерных импульсов – пикосекундная и наносекундная длительность). При этом длина волны излучения этих лазеров, как правило, не менее 1 мкм. Такие же показатели имеют и эксимерные, твердотельные и лазеры на металлических парах. Процесс характеризуется минимальным коэффициентом полезного действия, то есть – КПД.

Как видно из выше всего перечисленного, технологические характеристики лазерных технологий имеют каждая свое предназначение. К примеру, лазерно-кислородная резка является самым распространенным методом раскроя. Другие же методы резки имеют каждый свой определенный специфический характер, который применяется в самых разных областях производства. С уверенностью можно добавить, что за лазерной технологий – будущее, ведь уже сейчас есть такие производственные проблемы, которые способны решить исключительно лазерные технологии.

interlaser.ru

Лазерный раскрой металла » ЛазерКМ

Лазерный раскрой металла: основные достоинства метода

Для обработки металла существует множество способов, лазерная резка металла и углеродистых сталей отнюдь не единственный способ, существуют методы штамповки, кислородно-ацетиленовый способ, микроплазменный и множество других.

Однако наряду с остальными методами, лазерный раскрой металлических сплавов обладает рядом преимуществ, на которых стоит остановиться подробней:

• Воздействие лазерного пучка не является механическим действием, что исключает возникновение деформации, неровностей и зазубрин.
• Лазерная резка отличается огромной точностью, что позволяет получить более качественное изделие.
• Лазерная резка позволяет работать с очень хрупкими и чувствительными к повышению температуры заготовками, так как практически не дает термального эффекта.
• Малый размер луча лазера позволяет производить точные надрезы и отверстия диаметром от 0,5 мм, что в свою очередь говорит о возможности «ювелирных» заказов
• Практически полное отсутствие термального эффекта позволяет проводить работы с хрупкими и чувствительными к перепаду температур материалами.
• Высокая скорость работы, ювелирная точность, в совокупности с огромной мощностью на выходе дают высокую производительность работ, что существенно экономит финансовые затраты и затраты по времени.
• Лазерная резка – лучший вариант при необходимости разрезать материалы по достаточно сложным чертежам. Для повышения точности обработки материала используются координатные столы

Лазерная резка – это передовые технологии в сфере металлообработки, высокая скорость обработки, удобство работы и высокая точность. Используя данный метод, вы забудете о большом количестве отходов, деформации изделий и возможном браке связанным с неточностью деталей. Лазерный раскрой заслуженно имеет право считаться одним из самых передовых и эффективных видов обработки металла.

laserkm.ru

Лазерный раскрой ткани | Статьи компании «ЮСТО»

Новые изобретения постоянно приходят в нашу жизнь. В первую очередь они появляются в сфере производства, чтобы максимально упростить и ускорить производственные процессы. Никакие отрасли не обходят стремительно появляющиеся новшества, а потом и еще более совершенные инновационные технологии.

Рассмотрим такую сферу как лёгкая промышленность. В пошиве одежды из тканей постоянно возникает что-то новое. Необычные материалы и новые фасоны, ведь эта отрасль напрямую зависит от постоянно капризно меняющейся моды. Следовательно, и в самой лёгкой промышленности должны появляться новые технологии.

Одной из новинок, постепенно завоевавшей многие сферы деятельности, стало применение лазерного оборудования. Оно во многом универсально и применимо для многих производств, в частности, и в лёгкой промышленности. С помощью лазерного оборудования процесс раскроя тканей стал гораздо быстрее и проще. Кто-то, очевидно, может задаться вопросом, почему в этом деле стали применять лазерное оборудование, если процесс раскроя всегда осуществлялся механическим контактным способом?

Но преимуществ у лазерного оборудования гораздо больше, чем у каких-либо других способов. Лазерный луч позволяет разрезать материалы быстро, качественно и максимально ровно. Края тканей после такого раскроя не осыпаются, потому что посредством лазерного луча происходит их оплавление. Также при помощи лазерного оборудования можно сплавить ткани в несколько слоёв, если это требуется.

Процесс раскроя тканей, если оно производится на лазерном оборудовании, управляется на компьютере (в комплекте с лазерным станком поставляется специальное программное обеспечение для него, кроме того, можно использовать графические редакторы). Поэтому при работе на лазерном станке в раскрое тканей достигается такая точность (погрешность края составляет примерно 0,01мм), какая, к сожалению, не может получиться при раскрое тканей обычным способом. Даже при использовании сложных тканей раскрой получается точным и экономичным.

Также удобно применять лазерные станки вместе с вышивальным оборудованием. Благодаря этому, упрощается процесс создания аппликаций и улучшается качество продукции с одновременным ростом производительности персонала. Это является большим плюсом, повышающим экономическую отдачу от использования оборудования.

Помимо уже известных всем тканей, постоянно появляются новые ткани. Некоторые из них возникли именно с появлением в лёгкой промышленности лазерных технологий. Эти полимерные материалы достаточно практичны, мало загрязняются и легко очищаются, а, кроме того, весьма долговечны. Использование такого рода тканей представляет большой простор для фантазии.

Несмотря на то, что использование лазерного оборудования для раскроя тканей является новинкой, многие дизайнеры уже успешно применяют эту технологию. Ведь лазерное оборудование, а также изобретение новых тканей открывают неограниченные возможности для творчества в лёгкой промышленности.

www.yusto.ru

Лазерная резка и лазерный раскрой

Лазерная резка – технология резки и раскроя материалов, использующая лазер высокой мощности и обычно применяемая на промышленных производственных предприятиях. Сфокусированный лазерный луч, обычно управляемый компьютером, обеспечивает высокую концентрацию энергии и позволяет разрезать практически любые материалы независимо от их теплофизических свойств.

В процессе резки, под воздействием лазерного луча материал разрезаемого участка плавится, возгорается, испаряется или выдувается струей газа. При этом можно получить узкие резы с минимальной зоной термического влияния.

Лазерная резка отличается отсутствием механического воздействия на обрабатываемый материал, возникают минимальные деформации, как временные в процессе резки, так и остаточные после полного остывания. Вследствие этого лазерную резку, даже легкодеформируемых и нежестких заготовок и деталей, можно осуществлять с высокой степенью точности.

Благодаря большой мощности лазерного излучения обеспечивается высокая производительность процесса в сочетании с высоким качеством поверхностей реза. Легкое и сравнительно простое управление лазерным излучением позволяет осуществлять лазерную резку по сложному контуру плоских и объемных деталей и заготовок с высокой степенью автоматизации процесса.

Процесс лазерного раскроя

Для лазерной резки металлов применяют технологические установки на основе твердотельных, волоконных лазеров и газовых CO2-лазеров, работающих как в непрерывном, так и в импульсно-периодическом режимах излучения. Промышленное применение газолазерной резки с каждым годом увеличивается, но этот процесс не может полностью заменить традиционные способы разделения металлов.

В сопоставлении со многими из применяемых на производстве установок стоимость лазерного оборудования для резки ещё достаточно высока, хотя в последнее время наметилась тенденция к её снижению. В связи с этим процесс лазерной резки становится эффективным только при условии обоснованного и разумного выбора области применения, когда использование традиционных способов трудоемко или вообще невозможно.

Лазерная резка осуществляется путём сквозного прожига листовых металлов лучом лазера. Такая технология имеет ряд очевидных преимуществ перед многими другими способами раскроя:

• Отсутствие механического контакта позволяет обрабатывать хрупкие и деформирующиеся материалы;
• Обработке поддаются материалы из твердых сплавов;
• Возможна высокоскоростная резка тонколистовой стали;
• При выпуске небольших партий продукции целесообразнее провести лазерный раскрой материала, чем изготавливать для этого дорогостоящие пресс-формы или формы для литья;
• Для автоматического раскроя материала достаточно подготовить файл рисунка в любой чертежной программе и перенести файл на компьютер установки, которая выдержит погрешности в очень малых величинах;

Разновидности лазеров

Твердоте́льный ла́зер — лазер, в котором в качестве активной среды используется вещество, находящееся в твёрдом состоянии (в отличие от газов в газовых лазерах и жидкостей в лазерах на красителях).

Разновидностями твердотельного лазера являются волоконный лазер и полупроводниковый лазер. К твердотельным относятся также лазеры, в которых в качестве активной среды используются различные стекла и кристаллы, активированные редкоземельными элементами. Самым первым твердотельным лазером был излучатель на рубине, накачка осуществлялась газоразрядной лампой.

Волоко́нный ла́зер — лазер, активная среда и, возможно, резонатор которого являются элементами оптического волокна. При полностью волоконной реализации такой лазер называется цельноволоконным, при комбинированном использовании волоконных и других элементов в конструкции лазера он называется волоконно-дискретным или гибридным.

Волоконные лазеры применяются в промышленности для резки металлов и маркировки продукции, сварке и микрообработке металлов, линиях волоконно-оптической связи.  Их основными преимуществами являются высокое оптическое качество излучения, небольшие габариты и возможность встраивания в волоконные линии.

Существует большое разнообразие конструкций волоконных лазеров, обусловленное спецификой их применения. Для их изготовления широко применяются как резонаторы типа Фабри — Перо, так и кольцевые резонаторы. Специальными методиками можно создать однополяризационные лазеры, лазеры сверхкоротких импульсов и другие. Во всех волоконных лазерах применяются специальные типы оптических волокон, в которые встроены один или несколько волноводов для осуществления оптической накачки.

Углекислотный лазер (CO₂ лазер) — один из первых видов газовых лазеров (изобретен в 1964 году). Самые мощные лазеры с непрерывным излучением на начало 21 века. Их КПД может достигать 20%. Используются для гравировки резины и пластика, резки стекла и металлов, сварки металлов, в том числе с очень высокой теплопроводностью, таких как алюминий и латунь.

Углекислотные лазеры излучают в инфракрасном диапазоне, с длиной волны около 9.4-10.6 мкм.

Устройство CO₂ лазера. Активной средой углекислотных лазеров является газообразная смесь CO₂, N₂, He. Иногда также добавляется H₂ или Xe. Точное соотношение зависит от реализации, но CO₂ и N₂ типично составляют 5-20%. Инверсия населённостей достигается с помощью газового разряда, причем сначала возбуждается вибрация в молекулах азота, затем путем столкновений часть энергии передается молекулам CO₂. Дальнейшее охлаждение газа в активной среде производится гелием, а трубка, в которой заключена активная среда, охлаждается газом или водой (в мощных лазерах).

Так как CO₂ лазеры генерируют ИК-излучение, для них используются специальные материалы. Зеркала используют серебряное покрытие, а линзы и окна делают из германия или селенида цинка. Для мощных лазеров предпочтительны позолоченные зеркала и селенид цинка для прозрачных элементов. Иногда используют дорогие алмазные окна и линзы. Первые CO2 лазеры могли использовать оптику из солей (NaCl, KCl).

Обрабатываемые материалы

Для лазерной резки подходит любая сталь любого состояния, алюминий и его сплавы и другие цветные металлы. Обычно применяют листы из таких металлов:

• Сталь от 0.2 мм до 30 мм
• Нержавеющая сталь от 0.2 мм до 30 мм
• Алюминиевые сплавы от 0.2 мм до 20 мм
• Латунь от 0.2 мм до 12 мм
• Медь от 0.2 мм до 15 мм

Для разных материалов применяют различные типы лазеров.

Охлаждение

Лазер и его оптика (включая фокусирующие линзы) нуждаются в охлаждении. В зависимости от размеров и конфигурации установки, избыток тепла может быть отведен теплоносителем или воздушным обдувом. Вода, часто применяемая в качестве теплоносителя обычно циркулирует через теплообменник или холодильную установку.

Энергопотребление

Эффективность промышленных лазеров может варьироваться от 5% до 15%. Энергопотребление и эффективность будут зависеть от выходной мощности лазера, его рабочих параметров и того, насколько хорошо лазер подходит для конкретной работы. Величина необходимой затрачиваемой мощности, необходимой для резки, зависит от типа материала, его толщины, среды обработки, скорости обработки.

Литература

• С. А. Астапчик, В. С. Голубев, А. Г. Маклаков Лазерные технологии в машиностроении и металлообработке. — Белорусская наука. — ISBN 978-985-08-0920-9
• Черпаков Б.И., Альперович Т.А. Металлорежущие станки. — ISBN 5-7695-1141-9
• Colin E. Webb, Julian D.C. Jones Handbook Of Laser Technology And Applications (Справочник по лазерным технологиям и их применению) book 1. — IOP. — ISBN 0-7503-0960-1
• Colin E. Webb, Julian D.C. Jones Handbook Of Laser Technology And Applications (Справочник по лазерным технологиям и их применению) book 2. — IOP. — ISBN 0-7503-0963-6
• Steen Wlliam M. Laser Material Processing. — 2nd edition. — Great Britain: Springer-Verlag. — ISBN 3-540-76174-8

С услугами по лазерной резке можно ознакомиться на страницах нашего сайта

Назад

www.stm-factory.ru

Лазерный раскрой листовых материалов

Наш технологический центр оснащен двумя станками для лазерной резки серии МЛ35 с волоконными лазерами и одним – с Nd:YAG лазером. В зависимости от требований по размеру деталей, типа материала, качества реза, толщины и объемов, мы производим резку на одном трех станков.

Мы осуществляем лазерную резку следующих толщин и типов материалов:

Некоторые материалы есть в наличии, возможна резка материала Заказчика.

Для расчета стоимости резки – направьте нам чертеж.

Серия комплексов для лазерной резки и раскроя включает в себя широкий спектр моделей: как для резки металлов, так и органических материалов (дерева, фанеры, пластика и т.п.). Диапазон размеров рабочей зоны – от стандартного листа 1500*3000 мм до вариантов для  работы с заготовками размером до 1250*1250 мм.

В зависимости от спектра обрабатываемых материалов в станках для лазерного раскроя и резки могут использоваться различные лазерные источники:

 – волоконные иттербиевые для производительной резки и раскроя металлов, в т.ч. резки латуни и меди

 – Nd:YAG с ламповой накачкой – для резки металлов (в т.ч. резки латуни, меди и др. цветных) на установках с компактным столом для небольших производств, 

 – СО₂ для обработки органических материалов и для обработки черной и нержавеющей стали, алюминия.
 

Для задач резки и раскроя листового материала используются комплексы “Лазеры и аппаратура”:

laserapr.txldev.ru

станок для лазерного и плазменного раскроя

Раскрой листового металла – это очень ответственная технологическая операция. Ведь от качества заготовок зависит и качество, и сама возможность сборки какого-либо узла или механизма. Поэтому в современном машиностроении, а равно и в других отраслях, нуждающихся в сложных или простых металлоконструкциях, используют только высокотехнологичные схемы раскроя.

И в данной статье мы расскажем нашим читателям о таких схемах, затронув и технологии точной резки, и типы оборудования, позволяющего реализовать такую обработку.

Сверхточная резка: обзор технологий

В современном производстве высокоточная резка реализуется в формате технологий термической или термомеханической обработки металла.  И к таким технологиям можно причислить лазерную резку и плазменный раскрой.

Оба процесса предполагают генерацию в произвольной точке на заготовке высокотемпературной зоны, создаваемой  узконаправленным воздействием плазменного или лазерного луча.

Эта зона является катализатором процесса термического окисления металла, который поддерживается обдувкой зоны «горения» кислородом.

Перемещая форсунку нагнетательной системы можно не только контролировать процесс термического окисления, но и управлять, перемещая высокотемпературную зону вдоль контура будущей заготовки.

В итоге, с помощью инициируемого лазером или плазмой термического окисления можно добиться проплавления листа металла вдоль всего периметра заготовки. Кроме того, с помощью этих же технологий можно вырезать отверстие в теле заготовки или полуфабриката.

Указанные операции выполняются на специальном оборудовании, которому доступны и раскрой и гибка листового металла. Однако подобные комплексы присутствуют в станочном парке далеко не всех производителей. И большинство заводов и фабрик заказывает подобную резку на стороне. Причем класс точности и производительность процесса резки зависит от типа «генератора» высокотемпературной зоны. Поэтому далее по тексту мы присмотримся к лазерным и плазменным станкам более подробно.

Лазерный раскрой листового металла

С помощью лазерной резки можно раскраивать не только металлические, но и полимерные или деревянные листы. При этом лазерный станок гарантирует не только высокое качество среза, но и обеспечивает высокую производительность (за счет хорошей скорости и высокой степени мобильности режущей головки).

Ограничение по толщине раскраиваемого металла практически отсутствуют (с учетом нормированной толщины листового проката). А сложность формы заготовки определяет только программа для раскроя листового металла, вводимая в блок числового программного управления станка.

Сам станок состоит из «режущего» узла и рабочего стола. При этом определенной подвижностью обладают и столы, и режущие головки. Такая схема позволяет обрабатывать на станке не только плоские, но и объемные детали – уголки, швеллеры, трубы, кронштейны и прочую продукцию.

В основе классификации лазерных станков лежит тип и мощность главного «режущего» инструмента – лазера.

И по этому признаку станки разделяют на:

• Аппараты, оборудованные импульсным лазером с мощностью до 300 Ватт. Такие устройства используют для обработки металлов и сплавов.
• Станки, оборудованные непрерывным лазером мощностью до 250 Ватт. Такие аппараты «кроят» полимерные, резиновые или деревянные заготовки.

Главное достоинство лазерных станков – отсутствие механических напряжений в зоне деформации, поэтому такое оборудование используется в процессе резания очень хрупких материалов. Кроме того, с помощью лазерного станка можно вырезать отверстия с толщиной менее одного миллиметра.

К прочим положительным чертам этой технологии можно отнести отсутствие заусенцев на срезе, быструю окупаемость, возможность обрабатывать нестандартные детали.

Плазменный раскрой листового металла

Резание металлов плазмой реализуется с помощью ручных резаков на основе сварочного выпрямителя  или стационарных аппаратов портального типа с реечным приводом. Последний вариант обеспечивает максимальную точность и качество среза.

Ручной вариант, соответственно, славится высокой мобильностью. Хотя и не гарантирует той точности среза, которую может обеспечить стационарный станок для раскроя листового металла.

Компоновка ручного аппарата предполагает наличие всего трех узлов – сварочного выпрямителя, горелки и резервуара с кислородом. Выпрямитель генерирует разницу потенциалов, горелка удерживает неплавкий электрод и направляет, с помощью форсунки, струю кислорода в зону «резания» металла. Резервуар (обычный баллон) используется для хранения порции кислорода под давлением.

Стационарный агрегат использует все эти компоненты, добавляя к ним еще и рабочий стол, на котором закреплена разделываемая заготовка и механизм реечной подачи, перемещающий рабочий орган – газовую горелку.

Ручной аппарат можно приобрести в любом магазине сварочного оборудования. Стационарные станки покупают только крупные заводы или компании реализующие услуги на рынке мелкосерийного изготовления деталей неординарной формы. Поскольку такое оборудование стоит намного дороже ручного резака.

Однако за большие деньги можно приобрести устройство со следующим перечнем достоинств:

• Высокой точностью обработки.
• Хорошей производительностью.
• Возможностью скоростного резания достаточно сложных профилей.
• Возможностью работать с материалами любого типа: от конструкционных сталей до высоколегированных сплавов.

Поэтому стационарные аппараты плазменной резки пользуются у заинтересованной аудитории не меньшим спросом, чем дешевые ручные аналоги.

steelguide.ru