Что собой представляет лазерная резка

Применение данного способа основывается на тепловом действии луча лазера на исходный материал. Металлическая деталь прогревается до вначале температуры своего плавления, затем кипения, в результате чего начинается процесс испарения. При этом обработка испарением предполагает весьма большие энергозатраты, потому она используется при резке тонких металлов.

Более же толстые металлические листы разрезаются при температуре своего плавления. Для облегчения процесса в область обработки подают определенный газ: кислород либо азот, гелий либо аргон (иногда просто воздух). Функция его — удалить расплавившиеся частицы металла вместе с продуктами сгорания, а также поддерживать горение, при этом охлаждая окружающие зоны. Более эффективен в этом плане кислород, который заметно повышает скорость резки и ее глубину.

Наша компания предоставляет широкий ряд оборудования для лазерной резки металла от европейских производителей.

Особенности резки отдельных металлов

Скорость резки обусловлена мощностью лазера, толщиной металлического листа, а кроме того, его теплопроводностью. При этом чем выше этот показатель, тем быстрее уходит тепло из области резки, поэтому процесс приобретает высокую энергозатратность. К примеру, если лазерное устройство мощностью 600 Вт без труда обрабатывает титан, черные металлы, то разрезать медь либо алюминий, которые обладают высокой теплопроводностью, будет уже проблематичнее. Средние показатели для резки определенных металлов будут такими:

Разновидности резки лазером

Лазерная установка представлена тремя частями:

• Рабочей (или активной) средой. Это непосредственно источник излучения.
• Источником энергии (или системой накачивания). Формирует условия, способствующие появлению электромагнитного луча.
• Оптическим резонатором. Это система зеркал для усиления излучения.

По типу же активной среды установки бывают трех видов:

Твердотельные. Ключевым узлом в них будет осветительная камера, где располагается источник энергии вместе с твердым рабочим телом. В роли первого применяется мощная лампа-вспышка, работающая с помощью газового разряда. Функции рабочего тела выполняет стержень, изготовленный из неодимового стекла (как вариант рубина либо алюмоиттриевого граната, свойства которого усиливаются иттербием либо неодимом). По торцевым сторонам стержня помещаются два зеркала (одно — отражающее, другое — полупрозрачное. Когда рабочее тело излучает лазерный луч, он отражается и усиливается, а затем выходит посредством полупрозрачного зеркала.

К твердотельному виду принадлежат также волоконные лазеры. Здесь уже источником энергии будет полупроводниковый лазер, а усиливается лазерный луч стекловолокном.

Чтобы понять принцип функционирования лазерного устройства, стоит изучить установку с гранатовым стержнем, усиленным неодимом. Ионы неодима будут активными центрами. При поглощении излучения лампы они возбуждаются, при этом образуется лишняя энергия.

Возвращаясь в прежнее состояние, энергия ионов превращается в фотоны (это электромагнитное излучение, иначе говоря, свет). Они стимулируют остальные возбудившиеся ионы также вернуться в прежний вид. Процесс становится лавинообразным, а зеркала задают лучу конкретный вектор. При многократном возвращении светового луча в рабочее тело образуются новые фотоны, то есть излучение усиливается. При этом оно отличается высокой концентрацией, а значит, обладает высокой энергией.

Газовые. Здесь рабочим телом выступает углекислый газ (как вариант его соединение с гелием, азотом. Посредством специальной газоразрядной трубки газ прокачивается с помощью насоса, а возбуждают его электрические разряды. Аналогично применяются зеркала (они усиливают отражение). Согласно конструктивным отличиям данные лазерные приборы различают с поперечной или продольной прокачкой (могут быть и щелевые).

Газодинамические. Это самые мощные лазеры. Рабочим телом здесь также служит окись углерода, нагретая до высокой температуры (вплоть до 3 000 К, то есть 2726 С). Газ возбуждается посредством дополнительного лазера меньшей мощности. Со огромной скоростью (свыше звуковой) газ проходит сквозь сопло Лаваля (это суженный в центре канал), он резко расширяется, а затем охлаждается. В итоге его атомы из возбужденного состояния трансформируются в обычное, делая углекислоту источником излучения.

Плюсы и минусы резки лазером

Данная резка имеет многочисленные преимущества:

• отсутствует механическое взаимодействие с металлической поверхностью, что актуально для обработки хрупких либо материалов, легко поддающихся деформации;
• подходит для металлов самой разной толщины: стали, меди, латуни, сплавов алюминия в среднем диапазоне от 0,» до 30 мм;
• высокоскоростная резка;
• можно изготавливать изделия различной конфигурации;
• у материала получается чистая кромка, остается мало отходов;
• процесс получается высокоточным (вплоть до 0,1 мм);
• благодаря особой раскладке (очень плотной) металлических листов экономится расходный материал.

К недостаткам же данного типа резки относят дорогостоящее оборудование, большие затраты энергии.

Применение лазерной резки

Лазерная резка актуальна как для обработки металлических элементов, так и прочих материалов: резиновых, стеклянных деталей, линолеума, искусственного камня, полипропилена. Этот метод требуется при изготовлении самых разных приборов, электротехники, сельскохозяйственного оборудования, автомобилей, морских судов. Данный способ раскроя материала уместен для изготовления трафаретов и жетонов, табличек и указателей, декоративных деталей интерьера.

Ключевой критерий для выбора конкретного варианта резки лазером — это вид материала, который нужно обработать. Например, твердотельные волоконные устройства — оптимальное решение для раскроя металлов. А углекислотные установки будут уместны для пластика, резины и стекла (хотя металлы ими также можно резать).