Технология лазерной резки позволяет резать металлические и неметаллические материалы с превосходными результатами с точки зрения качества и производительности.
Лазер представляет собой когерентный луч света , который характеризуется излучениями, имеющими одинаковую длину волны, одно и то же направление и одну и ту же фазу. Этот луч фокусируется линзой на поверхности разрезаемого листа. Когда луч попадает на поверхность, световая энергия быстро преобразуется в тепло, в результате чего металл плавится или испаряется. Как только лазерный луч полностью проникает в материал в определенной точке, начинается фактический процесс резки . Поток газа, соосный с лазерным лучом, воздействует на область резки и удаляет все еще расплавленные остатки, создавая канавку для резки.
Преимущества лазерной резки по сравнению с другими технологиями резки многочисленны:
- Обрабатываемые материалы : как металлы, так и полимеры и органические материалы;
- Качество кромки: кромки обрезаются очень чисто, аккуратно и без заусенцев;
- Обрабатываемые геометрические формы : в зависимости от типа станка можно резать листы (наиболее распространенный 2D-декартовский лазер), трубы (на станке, похожем на токарный станок с подвижной головкой ) , произвольные геометрические формы (лазерами с 3 или больше осей).
Классификация станков лазерной резки.
Существуют различные типы станков для лазерной резки, классифицируемые по разным категориям. Ниже мы подробно рассмотрим каждый из них.
Принятый тип газа
Классификация, основанная на газе , может в основном иметь две макрокатегории: инертные газы (в основном азот, гелий или аргон) и активные газы (кислород).
Лазер на инертном газе (азот) . Как уже упоминалось, это наиболее часто используемая система в промышленном секторе, в которой используются баллоны с азотом. Инертный газ помогает удалить расплавленный металл из зоны резки. Это наиболее экономичное решение, учитывая простоту извлечения азота.
Активный газ (кислород) - этот тип технологии быстрее из-за большего выделения энергии во время физической реакции с рассматриваемым металлом (окисление). Большая часть тепла обеспечивается кислородом, а не самим лазером, который используется только для функции предварительного нагрева. По этой причине он подходит для больших толщин. С другой стороны, срез будет менее четким, а места срезов будут покрыты окисленной патиной.
Тип лазерного источника
Вместо этого классификация, основанная на источнике, предусматривает, что лазерные машины делятся на:
Лазер на углекислом газе - это технология, характеризующаяся использованием газовой смеси электрически возбужденного углекислого газа (CO 2 ). Полученный лазер имеет длину волны 10 микрометров. Лазер CO 2 хорошо работает и гарантирует превосходное качество лазерной резки даже на толстых стальных листах.
Волоконный лазер - Резка волокна осуществляется с помощью так называемого "лазерного затравки" и усиливается через стеклянные волокна, на которые направляется энергия с помощью специальных диодов накачки. Полученный лазер имеет длину волны 1 микрометр. По сравнению с CO 2 -лазером, он имеет то преимущество, что может резать непроводящие металлы, такие как латунь и медь, имеет более высокую скорость и требует меньше обслуживания.
Диодный лазер - Диодная лазерная резка , с другой стороны, сочетает в себе преимущества двух предыдущих категорий, поскольку обеспечивает более низкое потребление энергии и большую режущую способность, как по сравнению с двуокисью углерода, так и с волоконной резкой, если используется на отражающих материалах. Эффективность процесса (называемая «коэффициентом преобразования», т. е. потребляемая мощность и мощность, используемая при резке) составляет приблизительно 50%. Диодный лазер также обеспечивает высокую скорость обработки, в среднем на 15% выше, чем у волоконного лазера.
Классификация по типу изделия
Станки для лазерной резки могут принимать различные конфигурации в зависимости от обрабатываемой детали. В любом случае, все они объединены режущей головкой , системой осей (как линейных, так и поворотных, если они есть), относительной системой CN, управляющей положением осей и координирующей включение/выключение лазерного источника и внешняя обшивка, используемая для ограничения области резки и предотвращения попадания частей луча в окружающих людей. Три семейства лазеров в этом случае:
2D плоскостной лазер — плоскостной лазер является наиболее распространенным и позволяет обрабатывать листы, которые впоследствии подвергаются таким процессам, как гибка , волочение и сварка TIG . Даже если рез фактически выполняется на плоскости (от двух перпендикулярных осей x и y), головка оснащена третьей осью z, которая позволяет выполнять небольшие корректировки на правильном расстоянии от листа в зависимости от толщины заготовки. . Эти машины также могут быть оборудованы системой загрузки необработанных листов, снятых непосредственно с поддонов, выгрузки отходов и системами автоматической разгрузки с помощью присосок с относительным укладыванием в места разгрузки с поддонами.
3D трехмерный лазер - Трехмерный лазер полезен для обработки предварительно нарисованных и/или сложенных листов. Эти станки оснащены тремя линейными осями и, в дополнение к ним, одной или несколькими осями вращения , позволяющими вращать лазерную головку в пространстве. Объем работы этих машин может быть весьма существенным.
Другая конфигурация трехмерного лазера предполагает использование антропоморфных роботов , на конце которых установлена режущая головка.
Лазерная резка труб. При лазерной резке труб трубы зажимаются в оправке. Лазерная головка перемещается радиально. Осевое движение может быть как детали (как в токарно- винторезных станках ), так и самой головки. Деталь, зажатая в самоцентрирующемся шпинделе, вращается сама по себе, координируя осевое и угловое движение шпинделя. Возможна также обработка труб с некруглым поперечным сечением (например, труб с квадратным поперечным сечением).
Комбинированный лазерный пробивной станок
Вариантом плоских лазеров является комбинированный лазер/пробивной станок. Этот станок, как следует из названия, использует эффективность штамповки и гибкость лазера.
Фактически, с помощью пробивного станка можно выполнить несколько небольших отверстий, которые в противном случае потребовали бы более длительного времени выполнения лазером. Кроме того, пробивная головка позволяет выполнять даже небольшой рисунок.
С другой стороны, с помощью лазерной головки выполняются все другие процессы резки, для которых лазер является наиболее подходящей технологией.
Подготовка к лазерной резке
Чтобы приступить к фактической лазерной резке, важна начальная подготовка. Чтобы уменьшить количество отходов, полезно попытаться оптимизировать расположение деталей, чтобы уменьшить массу лома. Операция размещения деталей на листе называется вложением , и обычно компьютер помогает найти оптимальное расположение деталей, сводящее к минимуму количество отходов. Следует отметить, что не всегда возможно сориентировать детали общим образом, потому что в случае атласных листов часто детали должны иметь четко выраженное ощущение атласной отделки.
Кроме того, в неатласных листах (например, с отделкой 2B ) изменение ориентации детали для одной и той же производственной партии создает серьезные проблемы на последующем этапе гибки , поскольку направление ламинирования также меняется, и, следовательно, изгибы будут иметь различное поведение в зависимости от параллельны или перпендикулярны направлению прокатки. Поэтому важно, чтобы в производстве было единообразие , чтобы облегчить последующие этапы лазерной резки.
С помощью современной лазерной резки также можно выполнять:
- Испарение защитной пленки: характерно для атласных листов (которые затем удаляются оператором). Таким образом, этапы сборки или сварки будут более облегчены за счет непосредственного наличия голого металла. Испарение сжигает только защитную пленку, не повреждая нижнюю пластину.
- Отслеживание : при отслеживании лазер действует с пониженной мощностью, чтобы слегка зачернить лист, но не царапая металл. Маркировка используется либо для обозначения размещения электросварных шпилек, либо для сообщения записи на листе.
- Микрозамки : широко используются для открытия отверстий вручную только при определенных условиях. В этом случае при сборке используется киянка и ломается микростык, удаляя лом.
