Принцип работы лазерной резки металла

Технология лазерной резки металла появилась недавно, но быстро завоевала популярность. С ее помощью можно изготавливать сложные детали с фигурным краем, разрезать заготовки на фрагменты заданной формы с минимальными потерями металла. Бесконтактная резка направленным потомок энергии не предполагает механического воздействия на материал, поэтому кромка не требует дальнейшей обработки. Рассмотрим подробнее, как работает лазерная резка металла.

Устройство и принцип действия станка

Лазерная резка металла основана на принципе сфокусированного воздействия луча на материал. Направленный поток энергии в заданной точке попадает на поверхность и оказывает на нее интенсивное воздействие. Материал нагревается до очень высокой температуры, в результате он начинает плавиться и испаряться. Принцип лазерной резки металла можно назвать плавлением в заданной точке, размер которой не превышает 0,2 мм. В результате испарения материала по запрограммированной линии заготовка разделяется на фрагменты требуемой формы.

Лазерный резчик для металла состоит из следующих ключевых элементов:

• Лазерный резонатор, представляющий собой систему зеркал. С их помощью излучение концентрируется для придания ему необходимой мощности.
• Режущая головка с фокусирующей линзой. С ее помощью толщин получаемого луча уменьшается до микронных значений, в результате он становится достаточно мощным для испарения и разрезания металла.
• XY-портал, на который устанавливается режущая головка. Он перемещается по заданной траектории, в результате луч двигается по рабочей поверхности и разрезает объект на фрагменты заданной величины.
• Процессор, обрабатывающий данные по работе станка. Установленное программное обеспечение позволяет настраивать траекторию и контролировать перемещение режущей головки.

Возможности станка ограничиваются размером рабочего поля, по которому перемещается головка. В этом один из минусов метода: рабочее пространство у большинства станков не превышает 3х1,5 м. Из-за этого невозможно обрабатывать заготовки большей величины.

Принцип работы лазерной резки металла не предполагает механического воздействия на материал. Головка работает по бесконтактному принципу: металл подвергается контакту с лучом, плавится, испаряется, при этом рабочий инструмент не повреждается и не изнашивается. Это продлевает срок эксплуатации головки, она не требует частой замены или обслуживания.

Разновидности лазерных станков для резки металлов

Чтобы разобраться, как работает станок лазерной резки металла, стоит ознакомиться с существующими разновидностями такого оборудования. В промышленности и домашних мастерских используются следующие типы резаков:

• Твердотельные. Максимальная мощность таких устройств достигает 6 кВт. В качестве рабочего тела в них используется твердый кристалл – рубин, позволяющий сфокусировать луч до нужной толщины. Твердотельные лазеры применяются для работы с тонкими заготовками и хрупкими материалами, риск повреждения заготовки сводится к минимуму.
• Газовые. В качестве агрегатно-активной среды с таких устройствах используется специальный газ. Проходящий через него электрический импульс образует направленный высокотемпературный луч. Мощность таких устройств может составлять от 6 до 20 кВт, что позволяет использовать их в различных направлениях промышленности.
• Газодинамические. Это устройства наиболее высокой мощности, она достигает 100 кВт. С их помощью можно разрезать наиболее толстые заготовки и работать с объемными фигурами. В качестве активной среды также используется газ, температурный импульс от него передается на лучевую трубку, с помощью которой разрезается металл.

У каждого типа резаков свои возможности использования. С их помощью можно разрезать не только металла, но и дерево, кожу, ткань, различные виды пластика и другие материалы.

Где применяются лазерные резаки?

Технология лазерной резки применяется при производстве металлоконструкций, при изготовлении различных фигурных изделий из листового металла, деталей механизмов, компонентов приборов. Она востребована при мелкосерийном и штучном производстве, так как с ее помощью можно изготавливать детали с высокой точностью и быстро менять параметры работы станка и траекторию режущей головки.

Покупка оборудования требует вложений, однако они быстро окупаются результатом. Лазерная резка будет намного экономичнее обычной механической обработки металла, она позволяет минимизировать количество отходов и избавляет от дополнительных трудозатрат на обработку кромки. Производители выпускают все более удобные в использовании многофункциональные станки с простым программным обеспечением.