Чпу лазерная резка металла – Станок лазерной резки металла с ЧПУ
alexxlab | 23.11.2020 | 0 | Вопросы и ответы
устройство, особенности, сборка своими руками
ЛазерныйКачественные лазерные ЧПУ станки: как сделать своими руками в домашних условиях, тонкости настройки и правильная работа на готовом агрегате.
Лазерные ЧПУ станки используются для производства мебели, рекламной продукции и сувениров из дерева или пластика. В комплекс действий гравера входит резка, выжигание, гравировка. Рабочий процесс осуществляется быстро и легко. Лазером можно наносить картинки, эмблемы и логотипы на деревянные и пластиковые поверхности.
Аппарат для гравировки можно приобрести в магазине или собрать своими руками. Лазер для резки фанеры своими руками изготовить не так уж сложно. У самодельного аппарата будет ниже мощность и, все же, на нем можно создавать полноценные гравюры.
Устройство станка
Первые лазерные станки имели очень высокую стоимость и были доступны не для всех. В настоящее время можно приобрести аппарат по доступной цене. В продаже представлены разные типы станков лазерной резки, оснащенных высокоэффективным лазером. Современные станки для гравировок оснащены программным управлением и могут работать по заданной программе. Управляющая система контролирует мощность лазеров.
Лазерный станок состоит из следующих основных компонентов:
- монолитной станины;
- рабочего стола, уровень столешницы можно регулировать за счет направляющих элементов;
- портал с инструментами;
- лазер для резки;
- указатель, представлен в виде индикатора, показывающего место обработки.
Работа лазера происходит за счет электрического мотора, его функции осуществляются с помощью программного управления. ЧПУ задает работу прочим элементам аппарата. Сам лазер представлен лазерной трубкой, излучательной головкой, зеркалами, которые выполняют функцию отражателей, фокусирующими линзами. Оптическая система концентрирует и направляет луч, который будет резать обрабатываемую поверхность.
Лазерная трубка на станках наполняется смесью азота, гелия, диоксида углерода. Газовая среда способствует формированию лазерного луча, с помощью линз и зеркал он направляется на рабочую поверхность. Сконцентрированная энергия в лазере позволяет проникать внутрь заготовки, так осуществляется резка.
При гравировке происходит охлаждение трубки за счет жидкости, которая поступает из насоса, иначе под действием лазерного луча будет происходить воспламенение или плавление обрабатываемого материала.
Основу всех лазерных станков составляет корпус, как правило, он имеет разборную конструкцию. Это удобно в тех случаях, когда аппарат приходится транспортировать с одного места на другое. Также разборный корпус позволяет получать доступ к механизму.
Прибор можно снабдить ротором, который позволит работать с цилиндрическими формами. Ротор будет осуществлять вращение, позволяя обрабатывать заготовку со всех сторон. Есть варианты с вытяжкой, благодаря чему, дым и газ, появляющийся в ходе работы, будет устранен.
Что представляет собой лазерный ЧПУ гравер, можно увидеть на фото. Просмотрев имеющиеся варианты, можно выбрать нужное изделие, отдав предпочтение тому или иному типу лазерного станка.
Особенности лазерных станков
Качественный лазерный гравер с ЧПУ отличается высокой точностью производимых работ и разнообразием опций. Числовое программное управление позволяет автоматизировать рабочий процесс, снизить риск возникновение брака, повысить производительность.
К преимуществам лазерных станков с ЧПУ относят следующие факторы:
- точность резки и обработки;
- прочный корпус;
- безопасность при резке материала;
- возможность создавать самые разные картинки с ювелирной точностью;
- разнообразие функций;
- можно обрабатывать материалы разной степени прочности;
- оперативность.
Действие лазерного ЧПУ станка осуществляется за счет прожигания обрабатываемой поверхности. Чем выше мощность лазера, тем более прочный материал можно обрабатывать на станке.
Станок своими руками
Лазерный станок ЧПУ своими руками создать не так уж сложно, для этого потребуется запастись соответствующим материалом. Прибор будет отличаться от промышленных станков мощностью. Самодельный лазерный аппарат будет иметь мощность около 2Вт, тогда, как промышленные станки используют лазеры мощностью 50 Вт. С помощью такой аппаратуры можно будет обрабатывать картон, древесину, фанеру.
Чтобы собрать гравер своими руками, необходимо приобрести программируемую плату. В магазине они представлены в широком ассортименте, на их основе можно собрать любой механизм. Самоделки отличаются от заводских станков, но и за станком такого типа можно проводить широкий спектр работ. Не стоит забывать, что лазеры должны охлаждаться, для этих целей создают специальную охлаждающую систему с использованием насоса и жидкости.
Корпус лазерного аппарата можно изготовить из МДФ. Детали для прибора имеют невысокую стоимость, их можно приобрести в специализированном магазине. Лазерный ЧПУ станок своими руками собрать не так уж сложно, для этого нужно разбираться в лазерном устройстве и иметь на руках все необходимые компоненты. Следует снабдить аппарат программным обеспечением, чтобы автоматизировать процесс.
Перед тем, как приступить к созданию самодельных станков, нужно спроектировать аппарат, начертить чертежи. На видео можно увидеть, какие бывают самодельные лазерные станки. Те, кто собрал лазерный станок с ЧПУ своими руками, делятся на формах собственным опытом, там можно найти много полезной информации.
vseochpu.ru
Cтанок лазерной резки металла с ЧПУ
Размеры рабочего стола могут быть различными в зависимости от пожеланий покупателя: 1250х2500мм, 1500х3000мм, 2000х6000 мм.
Мощность лазера различная в зависимости от вашего выбора.
Важно добавить, что в дополнении к станку можно приобрести модуль трубореза, что позволит обрабатывать трубы диаметром до 426 мм и массой до 500 кг.
Тех. характеристики
Рабочее поле. размер | на выбор | |||
вид лазера | оптоволоконный | |||
Производство источника лазерной резки | IPG | |||
Лазер, мощность источника | на выбор | |||
Длина волны лазера | 1070 nm | |||
Срок эксплуатации лазера | 110 000 410 000 часов | |||
Направляющие станка | Hiwin 25мм | |||
Тип передачи по X Y | зубчатая рейка/шестерня через планетарный редуктор APEX | |||
Тип передачи по Z | шарико-винтовая пара | |||
Двигатели | Серво двигатель и серво драйвер | |||
Сервоприводы | DELTA electronics, 700Вт | |||
Контроль высоты | автоматический | |||
Система управления | промышленная стойка с ЧПУ на чипе ARM7 | |||
Подача металла для обработки | выдвижной стол | |||
Смазка | Есть, с помощью таотницы | |||
Max. толщина резки
| 0.2-3мм Углеродистая сталь | |||
0.2-1.5 мм Нержавеющая сталь | ||||
Макс. скорость резки | 50 м/минуту | |||
Точность позиционирования | +/- 0.03 мм | |||
Точность повт. позиционирования | +/- 0.01 мм | |||
Мин.ширина реза | 0.14 мм | |||
Напряжение, В Частота тока, Гц | 220 , 50 / 380 , 50 | |||
Гарантия | 36 месяцев года на лазер IPG и 18 месяцев на станок | |||
Габариты длина/ширина/высота, | 4100х2350х17500 мм | |||
Масса станка | 1550 кг | |||
Преимущества модели
– Станок лазерной резки металла с ЧПУ может не только производить резку металла, но и делать маркировку.
-благодаря контроллеру высоты исключается столкновение движущейся головки с заготовкой. Контроль высоты обеспечивает и высокую скорость отклика.
-точность позиционирования и точность фокусировки.
– оператор имеет доступ к регулятору мощности лазера и за счет этого значительно улучшается обработка заготовок в местах где есть углы и скругления.
– после выполнения реза на установке не требуется производить дополнительные операции с деталью.
– станок лазерной резки металла с ЧПУ просто и быстро устанавливается, легко эксплуатируется и обслуживается.
-оборудование собрано из качественных комплектующих, что существенно увеличивает время его работы.
-внедрена эффективная система удаления дыма, поэтому он не загрязняет окружающую среду и не вредит здоровью работников.
Также установка наделена некоторыми другими необходимыми и полезными функциями:
– компенсации ширины реза;
– возможна обратная резка, за счет чего головка может вернуться к не прорезанному участку заготовки при нарушении в процессе работы;
– линейной и круговой интерполяции;
– ручного или автоматического комбинирования;
– поиска краев, благодаря чему можно более точно регулировать положение головки на заготовке. Она размещается у ее краев. При этом система автоматически контролирует положение головки, направление ее движения.
Наш станок лазерной резки металла с ЧПУ имеет цельносварную станину. Направляющие прошли шлифовку для достижения необходимых показателей точности. Корпус наделен механической прочностью, жесткий и надежный.
Под рабочим столом смонтирована удобная в работе система сбора отходов, шлака. Безопасность эксплуатации обеспечивает высокотехнологичный охладитель. Он наделен защитой от перелива жидкости и повышенного давления. Система сконструирована таким образом, чтобы было невозможно произвести неправильное подключение электрического питания. Есть защита от перегрузок и падения напряжения. Охладитель произведен из высококачественных комплектующих, поэтому отличается стабильной работоспособностью.
Компоненты
Лазерная головка. преимущества:
– малый вес, небольшие габариты, за счет чего достигнута высокая скорость резки;
– отсутствие заноса, быстрое взаимодействие, точно выверенное расстояние;
– оптика надежно защищена от попадания инородных предметов, пыли, за счет установки специального зеркала;
– давление в головке и сопле контролируется;
– движение по Z оси точное и стабильное.
Лазерная головка в своей конструкции имеет бесконтактный датчик. Он управляется специальным контроллером. С помощью головки обеспечивается отличное качество выполнения сложных задач и удешевление эксплуатации.
Станок лазерной резки металла с ЧПУ нашего производства по осям оснащен квадратными направляющими. Используем каретки производства Hiwin. Направляющие имеют 25 миллиметровое сечение. Они, вместе с линейными подшипниками, обеспечивают хорошую грузоподъемность и точность перемещений. За счет хорошей степени жесткости станины, портала, установка имеет длительный ресурс и может эксплуатироваться много лет.
Передача шестерня рейка компании ATLANTA. Зубчатая рейка соответствует высокому классу точности DIN5. Шестерни прошли термическую обработку, поэтому они могут длительно работать в самых тяжелых условиях эксплуатации, обеспечивая при этом высокое качество и отличную точность.
Установка наделена автоматическим чиллером охлаждения лазера. Он позволяет регулировать температуру воды с точностью до одного градуса. Наружная система жидкостного охлаждения состоит из:
– фильтра;
– деионизатора;
– регулятора температуры.
Отличается экономным расходом воды, позволяет снизить частоту ее замены. Контроллер температуры может работать в двух режимах и позволяет производить настройку разных параметров, может оповещать о появлении каких-либо неполадок. Устройство надежно защищено от неисправности компрессора, от перегрузок напряжения, протечки хладагента, перепадов температуры.
Система охлаждения проста в эксплуатации. Она гарантированно проработает много лет, не требуя ремонта.
Станок лазерной резки металла с ЧПУ оснащен сервоприводами APEX с планетраными редукторами. Характеризуются надежностью, точностью позиционирования и высокой скоростью с подавлением вибрации.
Максимально возможная скорость резки достигает 50 метров в минуту. Точность повторного позиционирования 0,03 миллиметра. Станок может резать шов шириной всего 0,1 миллиметра.
Система ЧПУ
Управление обеспечивается с отдельной стойки ЧПУ. Оператор также может использовать дистанционный пульт. Управление простое и понятное. Все установленные компоненты проверены в работе в сложных условиях эксплуатации. Стойка в пыле и влагозащищенном корпусе, специально предназначенном для промышленной эксплуатации. Зарекомендовала себя как высококачественная и надежная.
Программное обеспечение позволяет управлять станком на английском или русском языке. Инструкция по использованию на русском языке. Систему управления можно быстро освоить.
Управляющая программа позволяет проектировать самые разные детали и изделия. С ее помощью можно контролировать всевозможные параметры работы, выполнять раскрой листа. Оператор сможет получать доступ к очень большому числу самых разных настроек графических объектов. Также есть функция симуляции резки. Можно работать со слоями, редактировать маршрут лазера.
Характеристики источника
На оборудование мы устанавливаем оптоволоконный лазер производства компании IPG. Он давно себя зарекомендовал, отличаются надежностью и долговечностью. Важно добавить что на него дается гарантия в три года. IPG известен как лидирующая компания в сфере разработки и изготовления оптоволоконных лазеров. Лазер может проработать до 400 000 часов.
Скорость раскроя на станке зависит от нескольких факторов – один из них это мощность источника. Также свою роль играют обрабатываемый металл и его толщина. В качестве вспомогательных газов идут кислород и азот.
Станок лазерной резки металла с ЧПУ имеет повышенную гарантию в 18 месяцев.
Контроль качества.
Все направляющие выставляются при помощи специального прибора, коллиматором. Винты закручиваются со строго определенным усилием, согласно установленным стандартам. Точность подгонки находящихся рядом направляющих достигает 0,01 миллиметра. Все шестерни проверяются, при этом контролируется качество плоскости их поверхности, точность геометрии зубцов, соосность отверстий.
Сварные швы проверяются и шлифуются. Такой подход позволяет создать максимально ровные плоскости.
Точность работы установленных систем позиционирования также контролируется. Для этого используется лазерная измерительная установка.
Пускно наладка и обучение операторов.
После монтажа станка, предназначенного для лазерной резки, наши специалисты проведут обучение. Система управления очень простая, поэтому достаточно одного дня. В программе обучения:
– принципы безопасной эксплуатации;
– способы диагностики и исправления неполадок;
– взаимодействие с программами;
– эксплуатация панели управления;
– правильное включение и отключение станка;
– правила обслуживания и уборки.
Условия эксплуатации
Станок лазерной резки металла с ЧПУ не должен работать в чересчур пыльных помещениях. Для безопасного обслуживания оборудования требуется создать заземление. Питание станка осуществляется от сети в 220 и 380 вольт.
Допустимое отклонение в параметрах питания не должно превышать ±3%. А лучше использовать стабилизатор напряжения. Рекомендуется устанавливать устройство, защищающее от обрыва фазы, и выполнить другие мероприятия, обеспечивающие защиту дорогостоящего оборудования.
Пол для размещения должен быть ровным. Необходимо исключить размещение рядом вибрирующего оборудования. Все это важно учесть при монтаже. В помещении не должно быть и оборудования создающего большую концентрацию пыли или газа в воздухе, например, шлифовального.
Система охлаждения должна заполняться только качественной, специально подготовленной водой. Она должна быть хорошо очищена. Отлично походит дистиллированная или деионизированная вода. Это важно учесть при эксплуатации установки. Запрещается применять простую воду из обычного водопровода, минеральную и любую другую, содержащую в своем составе ионы металлов, какие-либо примеси.
При соблюдении всех условий эксплуатации станок гарантированно проработает, не требуя ремонта не один год. Все это важно учесть при монтаже и выборе помещения..
Обрабатываемые металлы и сфера применения
На сегодня современный станок лазерной резки металла с ЧПУ используется повсеместно на предприятиях металлообработки. Предназначен для работы с нержавейкой, углеродистыми сталями, цветными металлами. Мы предлагаем станки разной мощности. Станок позволяет обрабатывать:
– медь и алюминий;
– титан и электрическую сталь;
– золото и серебро.
sovstan.ru
Принцип действия и основные типы лазерных станков с ЧПУ
Лазерным лучом (или просто «лазером») называется узконаправленное монохроматическое когерентное вынужденное излучение, инициируемое в активной среде под действием внешнего энергетического фактора (электрического, оптического, химического и пр.). Физически, явление основано на способности вещества излучать фотон определённой энергии (длины волны) при столкновении атома с другим когерентным («точной копией») фотоном без его поглощения. Образующиеся при этом «лишние» фотоны являются носителями лазерного луча.
Таким образом, принципиальная схема лазерного излучателя включает в себя:
- активную среду;
- источник внешней энергии;
- оптический усилитель (резонатор).
Упрощённо, генерацию лазерного луча можно описать так: источник энергии служит для «накачки» активной среды (например, рубинового кристалла) извне фотонами определённой энергии. Эти фотоны «вырывают» из атомов вещества активной среды своих «близнецов», но сами при этом не поглощаются. Оптический резонатор (в простейшем случае — два параллельных зеркала) дополнительно насыщает активную среду, заставляя фотоны-«близнецы» (с одинаковой энергией) многократно сталкиваться с атомами и поддерживать возникновение новых фотонов. Одно из зеркал резонатора обычно выполняется полупрозрачным оно и пропускает фотоны в направлении оптической оси в виде узконаправленного лазерного луча.
Конструктивное разнообразие лазеров довольно обширно. Чаще всего лазеры классифицируются по виду активной среды (твердотельные, газовые, полупроводниковые), по типу энергии накачки (с постоянной мощностью или импульсные), по размерам и мощности излучения, по назначению и т. д.
Технология лазерной обработки
Сфокусированный лазерный луч несёт в себе достаточную концентрацию энергии для проникновения в материал заготовки. Под действием луча материал в зоне обработки может расплавляться, испаряться, воспламеняться или иным образом изменять свою структуру, фактически исчезая. В этом случае процесс обработки напоминает механическое резание с той лишь разницей, что режущий инструмент заменён лучом, а отходы материала не отводятся в виде стружки, а «испаряются». При достаточной мощности (и/или небольшой толщине материала), лазерный луч способен осуществлять сквозную резку. При меньшей мощности — оставлять на поверхности чёткий след (узор гравировки).
Достоинством лазерной обработки является очень тонкий срез при малой «области вмешательства» в материал (в том числе с минимальной температурной нагрузкой и деформацией), благодаря чему обработка заготовки осуществляется с очень высоким качеством. Кроме того, лазер способен обрабатывать практически любые конструкционные материалы и заготовки различных форм и габаритных размеров (в том числе тончайшие или мягкие, не поддающиеся из-за этого обработке фрезой — например, бумагу, резину, полиэтилен и пр.).
Лазерно-гравировальные станки
Преимущества технологии лазерной обработки перед обработкой резанием привели к появлению лазерно-гравировальных станков. По принципу действия эти машины очень схожи с фрезерными станками с ЧПУ. Лазерный станок также имеет монолитный корпус, горизонтальный рабочий стол, размещённый над ним подвижный инструментальный портал с головкой лазерного излучателя (аналога шпинделя с фрезой). Движение портала (и соответственно, головки излучателя) обеспечивается шаговыми электродвигателями под воздействием управляющих импульсов, генерируемых системой ЧПУ (в соответствие с заложенной в память станка программой обработки). Процессор ЧПУ также управляет мощностью лазерного луча и обеспечивает функционирование прочих узлов станка.
Оптическая система станка состоит из лазерной трубки, отражающих зеркал и головки излучателя с фокусирующей линзой. Трубка имеет сложную «многослойную» конструкцию и заключает в себе активную среду (для современных станков — газовую смесь СО2, азота и гелия). При подаче внешнего напряжения (через повышающий трансформатор) в газовой среде инициируется лазерный луч. Система зеркал и фокусирующая линза головки излучателя направляет луч на поверхность материала. Движение головки излучателя над заготовкой позволяет вести обработку согласно заданному алгоритму по самым сложным (двух- или трёхмерным) траекториям. Для охлаждения лазерной трубки предусмотрена циркуляция жидкости (воды) в специальных магистралях под действием внешнего насоса.
Виды и особенности лазерных машин
Современные лазерные машины с ЧПУ успешно справляются с обработкой заготовок из практически любых материалов (дерева, металла, пластика, стекла, кожи, резины, бумаги, полиэтилена, камня и т. д.). Но, несмотря на значительную универсальность, каждая модель (или линейка моделей) имеет свою «специализацию».
Настольные лазерные граверы. Как правило, небольших размеров, не требуют установки в производственном помещении (подойдут для офиса или даже квартиры — если имеется такая потребность). Граверы оснащены хорошей оптической системой, однако её мощность сравнительно невелика. Тем не менее, гравер способен выполнять высококачественную гравировку (нанесение плоских и объёмных изображений на поверхность), а также сквозную резку заготовок небольшой толщины из большинства материалов (за исключением металлов) лишь незначительно уступая в производительности раскроя и резки «старшим» моделям лазерных станков.
Лазерно-гравировальные станки бывают как в настольном исполнении, так и в «напольном», и представлены очень большим разнообразием габаритов рабочих столов — от полуметра до полутора-двух и выше. Станки рассчитаны на установку в специальном помещении и предназначены для напряжённой работы в условиях производства. Каждый станок имеет монолитный корпус, обеспечивающий устойчивость конструкции и эффективно гасящий вибрации, возникающие при работе. Основным назначением таких моделей является лазерная резка и раскрой материалов (в том числе широкоформатных на большой скорости) и высококачественная гравировка поверхностей заготовок. Для повышения производительности и качества обработки, лазерные станки имеют специальные конструктивные решения. Например, параллельную установку двух лазерных трубок — для одновременной обработки двух заготовок, или размещение лазерной трубки на подвижном портале — для исключения потерь мощности луча при его рассеивании «на пути» к излучателю, и т. д.
Компактные лазерные маркеры предназначены для гравировки изображений высокого качества с большой скоростью. Маркеры способны наносить гравировку на объёмные изделия (украшения, брелоки, ручки и пр.), при этом даже мельчайшие детали узора получаются чётко различимыми, а сам рисунок отличается долговечностью. Это достигается благодаря особой (т. н. «двухосной») конструкции оптической системы маркера. Отдельные линзы имеют возможность взаимного перемещения, поэтому лазерный луч, генерируемый трубкой, формируется в двухмерной плоскости и направляется в любую точку обрабатываемой заготовки под нужным углом. При этом головка излучателя фокусирует луч не плоской линзой, а специальным объективом, поддерживающим стабильность лазера при любых условиях обработки.
Лазерные маркеры имеют сравнительно малую рабочую область, но, как правило, уже в базовой комплектации оснащены встроенным микрокомпьютером со всем необходимым для работы программным обеспечением. Благодаря этому достигается высокая мобильность станка — дополнительные внешние подключения (исключая электропитание) не требуются.
infolaser.ru
S-1390B лазерный станок для резки металла и неметалла–Фрезерные и Лазерные станки с ЧПУ
1.Данный станок S-1390B 180вт может резать на металле до 2мм и на неметалле как акрил до 30мм, дерево до 18мм и т.д.
2. Изпользуется СО2 лазер Reci 180вт с высокой точностью и скоростью.
3. Со сервомотора и ШВП повышается эффективность работы.
Характеристика
| Модель | S-1390 |
| Мощность лазера | 180вт |
| Тип лазера | СО2 Reci S8 180вт |
| Рабочее поле | 1300*900мм |
| Вид охлаждения | Водяное охлаждение |
| Скорость гравировки | 0-60000мм/мин. |
| Скорость резки | 0-45000мм/мин |
| Контроль мощности лазера | 1-100% регулирует внутри программы |
| Минимальный символ | Английский 1,0*1,0мм |
| Максимальное разрешение | 2500 DPI |
| Точность позиционирования | ≤±0.01мм |
| Поддерживаемый формат файла | PLT, AI, BMP, DST, DXF |
| Поддерживаемое программное обеспечение | CorelDraw, Photoshop, Autocad, Tajima |
| Обработка файлов по разным цветам | Есть |
| Габаритные размеры с упаковкой | 2810mm*1630mm*1600mm |
| Вес нетто | 700kg |
| Вес брутто | 800кg |
| Гарантия | 12месяцев |
Подходящие материалы:
Неметаллические материалы как акрил, дерево, MDФ, и металл как нержавейка, железний лист т.д.
Рабочее поле и ШВП по всем осям
Сервоприводы и Электроник
cnc-laser.ru
оборудование для художественной порезки, цена
Один из самых прогрессивных методов металлообработки — лазерная резка металла, которая на сегодняшний день применяется в различных отраслях производства и промышленности.
Лазерное излучение имеет достаточно высокую мощность, которая может быть сконцентрировано на минимальной площади поверхности (всего несколько микрон) обрабатываемой детали. Именно благодаря этому и осуществляется тепловое воздействие, обеспечивающее резку различных материалов, в том числе и металлов.
Физика процесса
В отличие от обычного светового излучения луч лазера имеет несколько другие физические свойства, что позволяет применять его для резки.
К таким особенностям следует отнести:
- Монохроматичность — луч лазера обладает «одноцветностью», то есть он обладает статичной (постоянной) частотой и длиной волны. Благодаря этому появляется сфокусировать его наиболее точно.
- Направленность — благодаря этому качеству лазерное излучение выходит из установки пучком с низким коэффициентом рассеивания, что и позволяет сконцентрировать луч на минимальной площади поверхности детали.
- Когерентность — согласованное протекание волновых процессов в луче лазера приводит к появлению эффекта резонанса, который и обеспечивает существенное повышение мощности излучения.
Благодаря всем этим физическим свойствам появилась возможность сконцентрировать огромную энергию на малой площади детали (до 10 МВт/см2), чем и обеспечивается лазерная резка по металлу и другим материалам.
Существующие технологии резки лазером
На сегодняшний день широко применяются два способа лазерной резки — плавлением и испарением. При этом второй способ отличается большей чистотой и качеством, но требует значительных энергозатрат. Учитывая то, что КПД многих установок недостаточно высок, то испарение применяется в основном при обработке заготовок с минимальной толщиной, например, художественная лазерная резка металлов в ювелирном деле.
Рассмотрим обе эти технологии более детально:
- При резке испарением происходят следующие процессы. Первоначально до температуры плавления нагреваются поверхностные слои металла. При проникновении луча вглубь заготовки, зона плавления также смещается, а верхние слои в этот же время нагреваются до температуры кипения, благодаря чему и происходит испарение материала. Повторимся еще раз, данная технология требует значительных затрат энергии, поэтому широкого применения она не получила.
- Чаще всего применяется оборудование для резки металла по газолазерной технологии. В чем-то данный метод сходен со стандартной газовой резки с применением кислорода, разница заключается только в источнике разогрева до температуры плавления.
При достижении температуры плавления на поверхности обрабатываемой детали, в зону резки подается струя газа, которой и производится удаление расплавленного металла из рабочей зоны. В качестве рабочего газа может применяться кислород, различные инертные вещества или их смеси.
Виды лазерного оборудования
В промышленных устройствах применяют различные типы лазеров, которые отличаются мощностью и другими параметрами излучения. Основное отличие заключается в различных материалах, применяемых в качестве активного тела, увеличивающего мощность светового излучения.
Подробнее о различиях и видах лазерного оборудования:
- Твердотельные лазеры. Активный стержень может быть сделан из рубина, алюмоиттриевого граната или неодимового стекла. Создаваемые лампой накачки импульсы светового излучения приводят к возбуждению атомов активного тела, в результате чего происходит значительное увеличение мощности излучения. После многократного отражения лазерного луча он фокусируется и выходит из установки через зеркало, отличающееся полупрозрачностью.
Такие лазерные установки отличаются невысокой мощностью, которая чаще всего не превышает 5-6 кВт. Они способны работать в различных режимах (непрерывном или импульсном).
Таким оборудованием осуществляется лазерная порезка металла (алюминий, медь, латунь), применять его для работы с неметаллическими материалами нецелесообразно. - Газовые лазеры. В этом оборудовании роль активного тела играет газ, который может прокачиваться в продольном или поперечном направлении, при этом вторые модификации применяются в более мощных устройствах (до 20 кВт).
Энергетическое возбуждение атомов газа осуществляется при помощи электрического разряда. - Большим спросом пользуются и щелевые газы, с поперечной прокачкой углекислым газом. Мощность таких устройств в принципе невысока (до 8 кВт), но они отличаются небольшими габаритными размерами, что позволяет их применять в различных сферах.
Однородность и устойчивость разряда обеспечена высокочастотной прокачкой активного газа, а надежность устройства обеспечивается небольшой щелью между питающими электродами, что позволяет улучшить отвод тепла из рабочей зоны.
Такие установки могут применяться для работы с различными материалами (металлами и неметаллами), кроме того, их отличает минимальный коэффициент расхождения (рассеивания) луча, благодаря чему появилась возможность увеличить расстояние от обрабатываемой детали до лазерного аппарата. - Одни из самых мощных существующих лазерных установок — газодинамические (до 150 кВт и более). Такая мощность обеспечена прокачкой нагретого газа со сверхзвуковой скоростью. Такие установки используются в промышленных условиях, ЧПУ лазерная резка металла на таком оборудовании отличается высокой производительностью и точностью.
Но стоит сказать о том, что такое оборудование отличается сложностью и высокой стоимостью, поэтому встретить его можно на редких предприятиях.
steelguide.ru