Преглед на лазерните машини за рязане на метал и техния избор

Оборудването за лазерно рязане на метал се използва в голямо разнообразие от индустрии: машиностроене, металургия и производство на мебели. Тази популярност се дължи на факта, че ви позволява да създавате части със сложна форма с повишено ниво на точност. Такова оборудване ще бъде разгледано в нашата статия.

Металните лазерни резачки имат три основни функции:

• гравиране: рисуване на картина, текст и дори снимка върху метална повърхност;
• лазерно рязане;
• криволинейно рязане.

Във всички случаи се формира шаблон, според който модулът за цифрово управление задава параметрите на рязане. Резултатът е идеално точен продукт.

Дизайнът на всеки лазерен нож включва няколко блока:

• излъчвател - отговорен за генериране на поток от фотони или тясно фокусиран лазерен импулс;
• устройство за движение на газ - предназначено за издухване на горещ метал от работната зона и охлаждане на радиатора;
• задвижване - използва се за преместване на емитера върху третираната повърхност;
• работна маса за рязане - върху нея се поставя детайлът, докато масата може да бъде сменяема;
• CNC / ACS модул.

Принципът на работа на такива машини се основава на генериране на тесен лъч от лазерна тръба, която извършва обработка на метал. В резултат на контакта на лъча с повърхността на обработвания материал се получава високотемпературен ефект, който позволява гравиране или рязане на метал. В този случай потокът от газовата смес издухва слоя от разтопен материал, което осигурява висококачествен рязане. Тези машини могат да се използват за работа с всички видове листова стомана, както и с цветни метали и техните сплави.

Същността на работата на всеки лазерен нож е да фокусира тясно насочен лъч, в резултат на което енергията се концентрира върху повърхността на обработвания материал. Диаметърът на такъв лъч не надвишава десети от милиметъра, което осигурява минималната дебелина на рязане. Ходът на топене и последващата трансформация на металната структура се случват в резултат на привеждане на мощностните характеристики на лазерния лъч до определени параметри. В зависимост от механизма на работа има четири основни типа такива машини.

Лазерното рязане на метал може да се извърши в кислородна или азотна среда, като изборът зависи от характеристиките на метала, който ще се обработва. Така че в резултат на излагане на кислород се задействат екзотермични реакции, чиято топлинна енергия позволява да се режат доста дебели листове от нисколегирана и въглеродна стомана.

Не се препоръчва рязане на поцинковани или поцинковани повърхности в кислород. В този случай разрезът е неравномерен, освен това рискът от образуване на шлака се увеличава. При рязане на неръждаема или високолегирана стомана е нежелателно да се допуска окисляване на точката на рязане. Ето защо при работа с такива метали се търсят инертни газове, най-често азот.

За рязане на алуминий може да се използва всякаква газова среда. Но за работа с титаниеви сплави не могат да се използват нито едното, нито другото, тъй като и двата газа започват да се абсорбират от металната повърхност и образуват крехък слой. За този материал трябва да се даде предпочитание на лазерни устройства, работещи в хелий или аргон с висока чистота.

По принцип всички газови лазерни резачки дават максимална радиационна вълна, така че са търсени при обработка на ламарина с максимална дебелина.

Високата ефективност и производителност на оборудването се осигурява от оптични лазерни устройства, те често се изпълняват под формата на мини-машини. Те имат следните предимства.

• Високо качество на лъча. Линията на рязане е по-тънка и петното е по-малко, което като цяло подобрява ефективността на работа.
• Висока скорост на рязане. В сравнение с газа е два пъти повече.
• Издръжливост. Използването на професионален оптичен лазер осигурява стабилна работа до 100 хиляди часа работа на оборудването.
• Повишена ефективност. Ефективността на фотоелектричното преобразуване при рязане с оптични влакна съответства на 30%, което е 2-3 пъти повече, отколкото при лазерно рязане в газова среда.
• Ниска цена на използване. Консумацията на енергия на оптичните инсталации не надвишава 30% от лазерното рязане в газова атмосфера.
• Минимални разходи за поддръжка. Липсата на нужда от отразяващи лещи спестява много пари за поддръжка на машината.
• Работата на такова оборудване не е особено трудна. Поради предаването на оптичното влакно, не е необходимо да се регулират параметрите на оптичния път.

Основният работен елемент на диоден лазерен резачка е емитер под формата на полупроводников кристал, оформен като оптичен резонатор. В допълнение към диода, такъв лазер включва специализирано устройство за захранване от мрежа с променлив ток. Това ви позволява да променяте параметрите на изходното излъчване.

Въпреки това, лазерът от диоден тип е значително по-нисък от газовите и оптичните по отношение на параметрите на кохерентност. Фокусирането дава голяма дивергенция, така че е невъзможно да се концентрира енергията в максималния обем. Единственото предимство на такова оборудване е неговата относителна евтиност спрямо всички останали модели.

Принципът на действие на твърдотелния лазер е подобен на газовия. Но има и свои собствени характеристики. За разлика от газообразната среда тук се използва активна среда с твърди форми. По правило това са кристали и различни стъкла, които се активират при контакт с редкоземни елементи. Такива лазери се характеризират с повишена ефективност, докато редица модели са доста компактни по размер. Тези факли произвеждат лъчи с дължини на вълната, които могат да се справят с голямо разнообразие от метали и дебелини.

Днес на пазара има лазерни резачки за метал от различни производители. Сред чуждестранните компании на вътрешния пазар продуктите на фабрики, разположени в европейски страни, САЩ, както и в Япония и Тайван са много популярни:

• Trumpf (Германия);
• Шулер (Германия);
• Trotec (Австрия);
• Farley Laserlab (Австралия);
• GCC (Тайван).

Освен това продуктите, произведени в Китай, заемат голям пазарен дял. Мнението за него е двусмислено, мнозина се съмняват в качеството му.Въпреки това, някои марки с производствени мощности в Китай работят по швейцарска технология и под строг контрол от страна на клиента. Произвеждат машини за лазерно рязане с изключително високи технически и експлоатационни характеристики. Тези компании включват:

• Заек;
• Wattsan;
• Бодор.

В Русия лазерните резачки се произвеждат от промишлените предприятия Semiconductor Devices, LOMO, Plasma и Inversion. Всеки от тях предлага определени видове лазерни системи. У нас няма предприятия, занимаващи се едновременно с производство на всички видове лазерни машини.

Когато избирате лазерен нож за метал, трябва да обърнете внимание на следните характеристики.

• Асортимент от материали. На първо място е необходимо да се вземе предвид спецификата на предприятието. Важно е да се изясни от какво са изработени частите, които ще се изрязват и каква е тяхната дебелина. Тези фактори трябва да се сравняват с техническите данни на машината, размера на работната площ и работните параметри на оборудването.
• Мощност. Средната мощност на всички лазерни машини днес варира от 500 до 6000 вата. Ако планирате да режете метални листове с дебелина по-малка от 6 мм, 500-700 W лазерен нож ще бъде достатъчен. За да работите с по-дебел материал, трябва да изберете машините с максимална мощност.
• Такелаж. Когато става въпрос за машини с оптични влакна, трябва да обърнете внимание на консумативите: серводвигатели, водачи, режещи глави, химери и други. Качеството и функционалността на тези компоненти оказват влияние върху прецизността и скоростта на лазерното рязане. Някои недобросъвестни производители комплектоват оборудването не с оригинални компоненти, а със своите колеги, за да намалят разходите. Това може да бъде объркващо за купувача. Следователно информацията за произхода на консумативите трябва да бъде изяснена предварително.
• Качество на оборудването. През последните години се наблюдава тенденция към намаляване на производствения цикъл в повечето предприятия. Много фирми, особено тези, които наскоро навлязоха на пазара, не обръщат достатъчно внимание на тестването на своите лазерни резачки преди доставка на клиента и не извършват контрол на качеството на оборудването. Ето защо при избора на машина е много важно да се обърне внимание на наличието на тестови услуги и подготовка за предпродажба при производителя.
• Сервизна поддръжка. При избора на оборудване е по-добре да се даде предимство на машините на тези производители, чиито сервизни услуги са представени в региона на употреба. В противен случай всякакви недостатъци в хода на експлоатация ще доведат до дългосрочни ремонти и съответно до прекъсване на производството.

Машините за лазерно рязане на метал са универсални. И това се отнася както за използваните материали, така и за широчината на производствените възможности. По-специално, те могат да се използват за рязане и гравиране на метали.

Най-често използваното лазерно оборудване е рязането на материали. В металообработването са широко разпространени машини, при които основният режещ инструмент е лазер. Те ви позволяват да направите:

• отделни елементи на вътрешни и външни рекламни конструкции;
• метални конструктори и пъзели;
• елементи за декорация;
• части за автомобило- и авиомоделизъм;
• сувенири.

Лазерното гравиране на метални изделия може да превърне най-простото нещо в безценен подарък. Най-ясното гравиране се получава с помощта на лазерен лъч. Изображенията, приложени в тази техника, имат неограничен срок на годност, не се страхуват от абразия, въздействието на киселинно-алкални разтвори, вода, ултравиолетова радиация и температурни крайности.

С помощта на компютърно управляван лазер можете да получите изображение с максимална детайлност. Често върху метални повърхности се създават сложни шарки и дори се възпроизвеждат снимки.

С лазерния лъч могат да се гравират не само плоски, но и изпъкнали повърхности. В този случай към двигателя на машината е свързан специализиран механизъм за фиксиране на детайла. Въртенето на двигателя се прехвърля върху детайла, той започва да се движи с определена скорост и лазерният лъч нанася изображение от всички страни.