Лазерная резка

Лазерная резка – это способ обработки и раскроя металла при помощи лазерного станка. Впервые лазер в промышленных целях для обработки металла использовали в 1970-м году.

Сейчас лазерная резка используется не только в работе с металлами. Она широко применяется для обработки различных материалов:

• текстиль;
• резина;
• линолеум;
• дерево;
• искусственный камень;
• стекло и др.

В зависимости от материала и его толщины используются разные установки.

Такой обработке можно подвергать даже самые хрупкие материалы и предметы, потому что механическое воздействие сведено к минимуму.

В процессе обработки отсутствует контакт между станком и обрабатываемым предметом, а выделяемая энергия позволяет справиться с материалом любой твердости.

Изготовление табличек

Прочные, красочные и легко читаемые таблички понадобятся в любой сфере, где нужно донести информацию до посетителей, клиентов или прохожих на улице.

Лазерные станки

Луч лазера – это единственный инструмент, который используется в лазерных станках и позволяет производить различные виды работ над материалами. Станки различаются по области применения, основным характеристикам и материалам, для обработки которых они используются.

Станки на основе лазерной технологии применяются во многих отраслях. Особенно популярны они в промышленности, так как позволяют работать с любыми материалами.

Область использования лазерных станков огромная и затрагивает все сферы жизни. К основным направлениям можно отнести:

• производство упаковочных материалов (коробок);
• изготовление металлических конструкций и изделий;
• производство и ремонт различной техники;
• изготовление оборудования для производственных линий;
• проектирование (создание моделей);
• маркировка изделий;
• нанесение гравировок и портретов на камень;
• производство сувенирной продукции;
• изготовление любой рекламной продукции;
• обработка одежды и кожи;
• сверление различных пазов и отверстий в металлических изделиях и тд.

POS материалы

POS-материалы – эффективный рекламный инструмент, посредством которого удается увеличить лояльность клиентов и привлечь внимание к товару, продукту или услуге. 

Принцип работы лазерного станка

Лазер, воздействуя на материал, создает сильный нагрев в отдельно взятой точке сфокусированным лучом. Такой нагрев вызывает плавление и испарение части материала, что позволяет быстро и без лишних усилий разрезать даже самые прочные металлы с высокой точностью и минимальным количеством отходов.

Обработка металла происходит под влиянием тепловой энергии, которая воздействует на материал и благодаря высокой температуре испаряет его.

Лазерный луч образуется в наполненной газом трубке или проходит через стержень, а потом при помощи системы линз и зеркал направляется на металл.

Сфокусированным на материале лучом управляют электронные двигатели, перемещая его в соответствии с заданными параметрами. Двигателями, в свою очередь, управляет компьютер.

Виды лазеров

Лазеры делятся на три группы в соответствии со средой, в которой происходит воздействие:

• Твердотельные на основе источника энергии и твердого тела (стержня).
• Газовые, в которых вместо стержня используется газ.
• Газодинамические, в которых телом выступает разогретый дополнительным лазером углекислый газ.

Лазерный станок Kamach II 1060:

Для чего используется лазерная резка?

Станок для лазерной обработки используется в решении трех основных задач:

• Маркировка. В этом случае сам металл или иной материал почти не подвергается воздействию. На него наносят красящий состав, который под воздействием высокой температуры вступает во взаимодействие с материалом, образуя прочную и долговечную метку.
• Резка. Лазерный станок делает очень тонкий и точный разрез, а высокая температура придает материалу на срезе привлекательный вид. Так, акрил приобретает блеск, а дерево может потемнеть.
• Ширина разреза будет зависеть от настройки станка и материала, который проходит обработку. Лазер дает возможность вырезать сложные фигуры с высокой точностью.
• Гравировка. Луч лазера не проходит материал насквозь, а испаряет только небольшое количество верхнего слоя, формируя рисунок. Ширина и глубина этого рисунка будет соответствовать заданным параметрам.

Плюсы в использовании лазерной резки

Широкое распространение такого вида обработки показывает, что лазеры не только удобны в использовании, но и имеют массу других достоинств:

• Мало ограничений по материалам. С большей частью лазер справляется без проблем.
• Толщина. Обработке поддается даже сталь толщиной в 40 см.
• Точность и автоматизация. Эти качества позволяют производить сложнейшие детали по заданным параметрам, вырезать элементы высокой сложности контура и справляться с самыми сложными задачами.
• Лазер не воздействует на материал напрямую, поэтому обработке можно подвергать даже очень хрупкие предметы и вещества, не повреждая их.
• Очень четкий и чистый край среза при минимуме отходов.
• Скорость. Резка при помощи лазера занимает совсем немного времени;
• Возможность регулировать только температуру нагрева для конкретного материала, улучшая параметры разреза.
• Возможность работать не только в плоскости, но и в объеме. Лазерный станок позволяет работать с 3D объектами.
• Обработка очень маленьких элементов, с которыми было бы сложно справиться другими способами.

Так же есть несколько недостатков:

• Высокая цена за оборудование.
• Большое энергопотребление.
• Наличие материалов, которые нельзя подвергать такой обработке. 

К таким материалам можно отнести:

• поливинилхлорид (ПВХ);
• углеродные волокна;
• поливинилбутираль (ПВБ);
• кожа или искусственная кожа, в составе которой присутствует хром;
• материал с содержанием галогенов или смол;
• политетрафторэтилены.

С учетом энергозатратности и высокой стоимости самого оборудования, производящего лазерную резку, необходимо правильно оценить выгодность работы в определенных сферах. Применение обоснованно в тех производствах, где необходима высокая скорость, точность и сложность получаемого результата.

Выбор такого оборудования выгоден в тех сферах, где обычные и недорогие способы резки материала неэффективны.

В последние годы стоимость станков начинает неуклонно снижаться, но о большой доступности пока говорить рано.

Открытки

Открытка – атрибут любого праздника, и каждому нравится не только получать его, но и дарить. 

Принцип работы лазерного станка

Чтобы произвести разрез или нанести какой-то рисунок, используется тепловое воздействие. Металл под влиянием лазера сначала достигает температуры плавления, размягчаясь, а потом переходит в температуру кипения. В этой точке начинается испарение металла.

Высокие температуры с испарением используют для обработки тонких листов металла, потому что этот метод крайне энергозатратен, но дает очень точные надрезы. Если металл толстый, то вся процедура проводится при температуре плавления. При этом жидкий металл не испаряется, его нужно удалять другими методами. Обычно для этого используется подача газа в место резки.

Параметры лазерного станка

Для идеального результата необходимо не только подобрать правильный станок для обработки материала, но и настроить его должным образом.

Часть параметров станка неизменна, но некоторые настройки можно изменять для получения идеального разреза.

Поляризация

Поляризация показывает, какой процент лазера преобразуется в тепловую энергию. Обычно ее степень составляет около 90%, и этого показателя достаточно для качественной обработки. Изменить этот параметр невозможно.

Диаметр фокусировки

Диаметр изменяет ширину получаемого надреза. Этот параметр можно изменять путем перенастройки фокусного расстояния. Чем меньше будет диаметр, тем более тонкий разрез будет получен.

Фокусное положение

Изменение фокуса влечет за собой изменение диаметра луча и его мощность, что приводит и к значительным изменениям формы разреза. Этот параметр нужно отрегулировать в соответствии с тем разрезом, который нужно получить.

Мощность

Этот параметр подбирается в соответствии с обрабатываемым материалом. Мощности должно хватать, чтобы расплавить материал. Толщину материала тоже необходимо учитывать.

Рабочий режим

Существуют лазеры непрерывного воздействия и импульсные лазеры. Некоторые модели могут совмещать оба вида действия.

Для прорезания материала обычно используется тип с непрерывным воздействием, а для прорезания отверстий или получения более точного контура прибегают к импульсным.

Диаметр сопла

Сопло определяет поток газа и воздуха, подаваемого к месту резки. Чем больше диаметр, тем более объемная струя будет подаваться.

Чистота и давление подаваемого газа

При резке используются определенные газы. Состав, чистота и давление воздействует и на скорость, и на качество резки.

Скорость резки

Этот параметр должен соответствовать мощности. Скорость очень важна для получения идеального контура, неправильная настройка может привести к появлению шероховатостей, заусенцев и деформации материала.

Параметры станка

Настройки необходимо выставить заранее, и лучше всего это сделать при помощи пробной операции. После настройки все нужные параметры будут зафиксированы в управляющем устройстве.

Все параметры должны соответствовать обрабатываемым материалам и той задаче, которую должен решить станок.

Выбор правильного станка в зависимости от материала

Для каждого материала существует наиболее подходящий метод обработки. Это связано не только с типом или толщиной материала, но и с уменьшением энергопотребления для отдельных операций.

Газовая резка

Эта техника используется для обработки стали с низким содержанием углерода. Этот вид стали легко поддается плавлению, поэтому процедура не представляет сложности

При помощи лазера металл разогревается, а газ под давлением производит резку и удаление расплавленного металла.

Резка плавлением

Используется для материалов, легко поддающихся плавлению. Это не только металл, но и керамика и подобные материалы. Для резки в таком случае используются инертные газы под давлением, которые не вступают в химические реакции с самим материалом, а остатки металла сдувают.

Резка сжатым воздухом

Используется для работы с тонкими листами металла. Поданного под давлением воздуха достаточно, чтобы убрать образующийся в разрезе жидкий металл.

Плазменная резка

Самый высокоскоростной способ разрезания металла. В процессе появляются плазменные облака, которые прозрачны для лазера, но может использоваться только с углекислотным лазером.

Плазменное облако поглощает энергию и передает ее материалу, позволяя разогревать его сильнее и быстрее производить обработку.

Газифицирующая резка

Этот вид разрезания хорошо подходит для неплавящихся материалов. С его помощью обрабатывают дерево, тонкий пластик и бумагу.

Отличие газифицирующей резки состоит в том, что она сильно нагревает только место разреза, но тепло не передается прилегающему материалу. Часть материала, которая подвергалась нагреванию, испаряется.

Виды лазерной резки

Можно выделить основные методы резки металла при помощи лазера:

• Плавление. Потребляет небольшое количество энергии в сравнении с другими методами и подходит для обработки материалов помимо металлов. При резке образуется канал, который заполняется газом и остатками жидкого металла. Для удаления необходимо воздействие струи газа. Это самый распространенный способ обработки, применяемый в различных сферах.
• Горение. Этот метод применяется для работы с черными металлами и не подходит для цветных. Резка лазером производится совместно с воздействием кислорода, что удешевляет процесс. Кислород помогает достигать нужных температур с меньшими затратами. Минус такого процесса – возможное горение места разреза, поэтому он применяется только для определенных металлов, с которых будет легко удалить оксиды после обработки.
• Испарение. Применяется для нанесения гравировок, нанесения меток для последующего скрайбирования и для сверления различных отверстий. В ходе воздействия лазера температура повышается с такой скоростью, что металл не успевает скапливаться и испаряется. Остатки продуктов горения удаляются путем подачи струи воздуха. Этот метод требует больших энергетических затрат и используется редко. Лучше всего подходит для работы с тонкими и хрупкими материалами.
• Термохимическое воздействие. Лазер вызывает определенные термохимические реакции в материале, что приводит к выделению большого количества энергии, разрушению и появлению разреза.
• Термораскалывание. Максимально экономный в плане энергопотребления способ. Используется для обработки хрупких материалов. Под воздействием лазера резкие перепады температуры вызывают появление трещин, направлением которых можно управлять.

Оценка качества резки

Часть критериев можно увидеть невооруженным глазом. Например, это относится к зернистости края или заусенцам, которые могут образоваться в процессе.

Остальные характеристики следует измерять при помощи точных приборов.

Основными факторами для оценки качества являются:

• коррозия материала после обработки;
• область, которую затронуло термическое воздействие;
• осаждение материала;
• деформация.

Перспективы

Лазерный метод резки не только оптимален для многих сфер деятельности, но и в будущем будет только расширять возможности применения. Он позволяет работать с большинством материалов, даже самых хрупких, и обеспечивает высокое качество получаемых деталей.

Большую роль играет и отсутствие сложностей в управлении. Процесс контролируется компьютером, и работнику не нужно знать тонкости производимых операций. Настройка и работа за таким станком не вызывает никаких сложностей.