Применяемая на производстве лазерная резка разделяет материал без деформации заготовок. Происходит это благодаря тому, что подаваемый луч не воздействует механическим способом на деталь.
Основы процесса
С помощью специального оборудования формируется тепловой луч, который целенаправленно воздействует на обрабатываемый материал. При этом в месте реза наблюдаются следующие физические процессы:
- 1. Тепловой луч нагревает зону реза металла.
- 2. Материал плавится, а затем закипает.
- 3. На последней стадии происходит его испарение.
Особенность такого процесса связана с глубоким проникновением внутрь материала лазерного луча. Одновременно в зону реза подается газ, в качестве которого выступает аргон, гелий, азот или кислород. Газообразное вещество удаляет продукты сгорания с места реза, а также отводит тепло от прилегающих к месту нагрева детали зон.
Положительные и отрицательные стороны
Преимущества лазерной резки состоят в следующем:
- 1. Возможность обрабатывать материал разной толщины.
- 2. Материал в процессе резания не деформируется и сохраняет свою первоначальную форму.
- 3. Отсутствие нагрева материала в процессе резания.
- 4. Благодаря автоматизации процесса отсутствует большая погрешность при разрезке заготовок.
- 5. Операция ведётся с большой скоростью.
- 6. Высокая производительность оборудования.
Среди недостатков лазерной резки стоит отметить следующие моменты:
- 1. Лист не должен иметь толщину свыше 40 мм.
- 2. Сравнительно высокая стоимость реза.
- 3. Чтобы совершить очередную операцию, необходимо заново настраивать оборудование.
С учётом наблюдаемых преимуществ недостатки имеют незначительный характер.
Разновидности оборудования
Для лазерной резки применяются следующие типы установок:
1. Газовые. Здесь основным элементом является углекислый газ, который может быть смешан с гелием или азотом. Закачивается он в разрядную трубку с помощью насоса. За счёт электрических разрядов идёт его возбуждение. Такие устройства имеют простую конструкцию и удобны в эксплуатации.
2. Твердотельные. Луч формируется в осветительной камере, где присутствуют источник энергии и твердое рабочее тело. В качестве излучателя энергии выступает газоразрядная лампа-вспышка. Рабочим телом является стержень, изготавливаемый из рубина или неодимового стекла. В камере присутствуют зеркала: отражающее и полупрозрачное. Луч перемещается внутри осветительной камеры, многократно усиливается и выходит через полупрозрачное стекло.
3. Газодинамические. Это оборудование является наиболее мощным. Здесь используется углекислый газ, разогретый до температуры 726-2726°. Для возбуждения атомов газ прокачивается со сверхзвуковой скоростью через узкое сопло. Через непродолжительное время газовое вещество расширяется и охлаждается. В итоге формируется источник энергии.
Лазерная резка используется не только для работы с металлом. Обработка может вестись резины, линолеума, стекла или камня. Она нашла применение во многих отраслях промышленности. К ним относятся судостроение и автомобилестроение.
