Лазерная резка

 Основные сферы применения

Чаще всего такое оборудование, как станок лазерной резки металла или любых других материалов, используют разного рода компании, занимающиеся изготовлением рекламной продукции. На таком оборудовании очень удобно изготавливать всевозможные штампы, печати, сувенирные изделия, плакаты сложного дизайна и т. д. Кроме того, на лазерных станках делают лекала для текстильной промышленности и красивые элементы интерьера из разных материалов. Применяется оборудование этой разновидности также в сферах:

• строительной;
• авиастроительной;
• легкой промышленности;
• машиностроительной;
• судостроительной.

Особенности станков для металла

Для гравировки и раскроя заготовок из этого материала обычно используются современные мощные модели с СО2 инструментом. Станок лазерной резки металла может применяться для работы с обычной сталью, нержавейкой, алюминием, латунью, медью и т. д. Мощность луча лазера у таких агрегатов очень большая. На современном рынке существует оборудование этого типа, предназначенное для резки листов толщиной до двух сантиметров.

Для каждого вида металла разрабатывается своя технология раскроя или гравировки. Так, станки, предназначенные для резки нержавейки, обычно дополняются узлами, отвечающими за обработку детали азотной кислотой. Это вещество защищает металл от окисления и возгорания из-за высокой температуры. Для меди, поскольку этот металл отличается большой твердостью, используются станки с очень мощными рабочими инструментами. Лазерная резка на таком оборудовании ведется обычно на очень малых скоростях. Для работы с медью используются станки в основном с твердотельными головками.

Проще всего обрабатывать на лазерном оборудовании сталь и латунь. В этом случае не требуется использования никаких дополнительных устройств, а настройка производится элементарно.

Описание станка для лазерной резки

Схема конструкции лазерного станка включает в себя следующие элементы:

• Станина – неподвижная часть, на которую устанавливается все остальное оборудование.
• Координатный стол – линейные 3-координатные сервоприводы. Они обеспечивают перемещение лазерной головки. Это аналог шпинделя с фрезами на механическом станке.
• Рабочий стол с системой крепления – здесь размещается материал.
• Модуль подачи технологического газа – при работе с оргстеклом является элементом обязательным.
• Вытяжная система – удаляет продукты разложения и испарения.
• Модуль управления – аналоговое или цифровое ЧПУ.

Процесс лазерной резки по форме напоминает механическую: режущий инструмент – в этом случае лазерный луч, проникает в заготовку и производит резку. А вот действие самого лазерного луча аналогично плазменной дуге – это тепловой источник, но с такой малой зоной термического воздействия, что этой величиной можно пренебречь. Лазером можно разрезать материалы не только исчезающе малой толщины, но и горючие, например, полиэтилен и бумагу.

Лазерный луч оказывает следующее действие:

• Расплавление – свойственно металлическим изделиям и пластмассовым. Режим излучения – непрерывный, для улучшения качества реза применяют обдув воздухом, кислородом или нейтральным газом.
• Испарение – поверхность листа нагревается до температуры кипения, поэтому выбранный материал испаряется, а не накапливается в виде пыли или стружки. Режим – короткие импульсы, но высокой мощности.
• Разложение – при невысокой стойкости материала к термическому воздействию вещество может, не плавясь, разлагаться на газообразные продукты. Если продукты разложения относятся к вредным или опасным веществам, метод не применяется.

Для лазерной резки последний вариант – единственное ограничение по применению. Поэтому, например, ПВХ-стекло режут только механическим способом, так как при лазерной резке полимер разлагается с выделением хлора.

Возможности:

Лазерный луч отличается чрезвычайно высокой концентрацией мощности по площади – до 10 000 000 Вт/кв. см, при толщине зоны воздействия в 0,1 мм. При обработке оргстекла мощности, конечно, используются меньшие и зависят от толщины листа.

Эта особенность позволяет получать детали исключительно сложной конфигурации и малых размеров.

• Резка – на сегодня эта технология не только самая эффективная, но и доступная, так как при столь сильном термическом воздействии потребляет лазерный резак намного меньше, чем плазменный. Отличительная особенность лазерной резки – острые точные края и сохранение оптических свойств материала: оргстекло остается прозрачным и цвета не меняет.
• Резка возможна сквозная и несквозная. Последний вариант часто применяется для декоративных объектов: лазером снимают верхний слой двухцветного пластика, чтобы второй слой сформировал изображение. Столь тонкая работа под силу только лазеру.
• Гравировка – заключается в последовательном нанесении тонких несквозных резов с тем, чтобы в итоге они составили линию требуемой толщины и глубины. Сложность рисунка и тонкость материала значения не имеют. При этом скорость процесса несравнима с любыми другими методами.

Технические характеристики и схема

Для гравировки и резки оргстекла используются только газовые лазеры. В общем виде он состоит из лазерной трубки с газовой средой – отсюда и название устройства, зеркал и головки излучателя. При подаче электротока инициируется лазерный луч – узконаправленное монохроматическое излучение. Оптический резонатор – зеркала, и фокусирующая линза на головке направляют луч на поверхность.

Мощность лазерного станка колеблется в очень широких пределах. Наиболее значимым фактором для выбора является даже не производительность, а глубина прорезки. Для настольных вариантов она не превышает 12 мм. Современные промышленные станки способны резать неорганические армированные материалы толщиной в 50–60 мм.

Преимущество

• Сложность – ни механическим, ни термическим методами нельзя получить изображение или контур такой степени сложности и тонкости, как в случае применения лазера. Точность – практически абсолютная. Точность позиционирования составляет не более 0,01 мм. Ошибки исключены.
• Скорость – в среднем скорость гравировки составляет 1000 мм/сек, а максимальная скорость перемещения лазерной головки – до 25000 мм /сек. В итоге относительная дороговизна процесса – ведь здесь задействованы три системы обслуживания, многократно окупается скоростью выполнения работы.
• Минимальные потери материала – толщина резки колеблется от 0,1 до 25 мм. При раскрое оргстекла отсутствует стружка или пыль.
• Большинство станков оборудуется программным числовым управлением, что обеспечивает высочайшую точность обработки.

Резка и гравировка возможны не только на плоских поверхностях, но и на объемных предметах. Это стало возможным после появления лазерных маркеров.

Поскольку речь идет о лазерном луче, то точность резки и нанесения линий на лазерном станке с ЧПУ не знает аналогов.

ЧПУ позволяет добиться не только высокой точности и сложности деталей, но и облегчает процесс создания макета. Готовый проект попросту загружается в память

Как мы изготавливаем ваш заказ?

1. На первом этапе создается макет будущей продукции и загружается в память устройства. Затем настраиваются необходимые параметры для конкретного изделия.
2. На рабочем столе закрепляется материал.
3. Все дальнейшие действия выполняются без участия оператора. Газолазерная головка, с помощью высокоточных сервоприводов, перемещается согласно заданной программе. Технологический газ подается соосно с режущим лучом, предотвращая опасность возгорания и удаляя продукты испарения и распада.
4. Все газообразные продукты выводятся вытяжкой.

В наибольшей степени это касается высокоточного, но не слишком мощного оборудования, предназначенного для сложной работы с материалом в небольшом объеме. Гравировка, резка, формирование 3D изображений на деталях небольшого размера – типичные представители этой категории.

Заключение

Лазерная резка и гравировка незаменимы в тех областях, где требуется высокая точность и тонкость обработки. К тому же, это единственный метод, который позволяет работать с материалом мягким, тонким и горючим.

Галерея работ: