Загрузка металла в лазерный станок

Технология лазерной резки металла – оборудование, особенности, видео

Лазерная резка, или LBC (Laser Beam Cutting), как она обозначается во всем мире, – это процесс, при котором материал в зоне реза нагревается, а затем разрушается при помощи лазера.

Промышленная резка металла с помощью лазера

Сущность лазерной резки металла

Лазерная резка металла, как понятно из ее названия, выполняется при помощи луча лазера, получаемого при помощи специальной установки. Свойства такого луча позволяют фокусировать его на поверхности небольшой площади, создавая при этом энергию, характеризующуюся высокой плотностью. Это приводит к тому, что любой материал начинает активно разрушаться (плавиться, сгорать, испаряться и т.д.).

Станок лазерной резки металла, к примеру, позволяет концентрировать на поверхности обрабатываемого изделия энергию, плотность которой составляет 10 8 Ватт на один квадратный сантиметр. Для того чтобы понять, как удается добиться такого эффекта, необходимо разобраться, какими свойствами обладает лазерный луч:

  • Лазерный луч, в отличие от световых волн, характеризуется постоянством длины и частоты волны (монохроматичность), что и позволяет легко фокусировать его на любой поверхности при помощи обычных оптических линз.
  • Исключительно высокая направленность лазерного луча и небольшой угол его расходимости. Благодаря такому свойству на оборудовании для лазерной резки можно получить луч, отличающийся высокой фокусировкой.
  • Лазерный луч обладает еще одним очень важным свойством – когерентностью. Это значит, что множество волновых процессов, протекающих в таком луче, полностью согласованы и находятся в резонансе друг с другом, что в разы увеличивает суммарную мощность излучения.
Читайте также:  Станок для ключей panda

Процессы, происходящие при резке металла с использованием лазера, хорошо заметны на приведенных в статье видео. При воздействии луча на поверхность металла происходит быстрое нагревание и последующее расплавление подвергаемой обработке площади.

Быстрому распространению зоны плавления вглубь обрабатываемого изделия способствуют несколько факторов, в том числе и теплопроводность самого материала. Дальнейшее воздействие лазерного луча на поверхность изделия приводит к тому, что температура в зоне контакта доходит до точки кипения и обрабатываемый материал начинает испаряться.

Процесс лазерной резки в схематичной форме

Лазерную резку металла может выполняться двумя способами:

  • плавлением металла;
  • испарением обрабатываемого металла.

Для того чтобы выполнить резку металла методом испарения, требуется большая мощность оборудования и, как следствие, значительные энергозатраты, что не всегда целесообразно с экономической точки зрения. Ограничивают использование такого метода и строгие требования к толщине обрабатываемых изделий. Именно поэтому данный метод используют только для резки тонкостенных деталей.

Значительно большее распространение получила лазерная резка металла методом плавления. В последнее время лазерную резку методом плавления все чаще проводят с использованием газов (кислород, азот, воздух, инертные газы), которые с помощью специальных установок вдувают в зону реза (видео этого процесса можно легко найти в Сети).

Такая технология позволяет снизить энергозатраты, повысить скорость работы, использовать оборудование небольшой мощности для резки металла большой толщины. Конечно, это нельзя считать лазерной резкой в чистом виде, правильнее будет называть его газолазерной технологией.

Лазерная резка стали 10мм

Использование кислорода в качестве вспомогательного газа при выполнении лазерной резки позволяет одновременно решить такие важные задачи, как:

  • активизация процесса окисления металла (это позволяет снизить его отражающую способность);
  • повышение тепловой мощности в зоне реза (поскольку металл в среде кислорода горит более активно);
  • выдувание из зоны реза мелких частиц металла и продуктов сгорания кислородом, подаваемым под определенным давлением (это облегчает приток газа в зону обработки).

Преимущества и недостатки лазерной резки

Лазерная резка металлических изделий имеет целый ряд весомых преимуществ по сравнению с другими способами резки. Из многочисленных достоинств данной технологии стоит обязательно отметить следующие.

  • Диапазон толщины изделий, которые можно успешно подвергать резке, достаточно широк: сталь – от 0,2 до 20 мм, медь и латунь – от 0,2 до 15 мм, сплавы на основе алюминия – от 0,2 до 20 мм, нержавеющая сталь – до 50 мм.
  • При использовании лазерных аппаратов исключается необходимость механического контакта с обрабатываемой деталью. Это позволяет обрабатывать таким методом резки легко деформирующиеся и хрупкие детали, не переживая за то, что они будут повреждены.
  • Получить при помощи лазерной резки изделие требуемой конфигурации просто, для этого достаточно загрузить в блок управления лазерного аппарата чертеж, выполненный в специальной программе. Все остальное с минимальной степенью погрешности (точность до 0,1 мм) выполнит оборудование, оснащенное компьютерной системой управления.
  • Аппараты для выполнения лазерной резки способны с большой скоростью обрабатывать тонкие листы из стали, а также изделия из твердых сплавов.
  • Лазерная резка металла способна полностью заменить дорогостоящие технологические операции литья и штамповки, что целесообразно в тех случаях, когда необходимо изготовить небольшие партии продукции.
  • Можно значительно снизить себестоимость продукции, что обеспечивается за счет более высокой скорости и производительности процесса резки, снижения объема отходов, отсутствия необходимости в дальнейшей механической обработке.

Наряду с высокой мощностью устройства для лазерной резки обладают исключительной универсальностью, что дает возможность решать с их помощью задачи любой степени сложности. В то же время для лазерной резки металла характерны и некоторые недостатки.

  • Из-за высокой мощности и значительного энергопотребления оборудования для лазерной резки себестоимость изделий, изготовленных с его применением, выше, чем при их производстве методом штамповки. Однако это можно отнести лишь к тем ситуациям, когда в себестоимость штампованной детали не включена стоимость изготовления технологической оснастки.
  • Существуют определенные ограничения по толщине детали, подвергаемой резке.

Виды оборудования для лазерной резки

Оборудование для лазерной резки металла делится на три основных типа.

Газовые установки для лазерной резки

Газы в таких установках, использующиеся в качестве рабочего тела, могут прокачиваться по продольной или поперечной схеме. Принцип работы таких лазеров заключается в возбуждении атомов газа под действием электрического разряда, вследствие чего частицы начинают излучать монохроматический свет. Большое распространение в современной промышленности нашли щелевидные установки, работающие на углекислом газе. Они достаточно компактные, при этом мощные и отличаются простотой в эксплуатации (в Интернете достаточно много видео, на которых показана работа таких установок).

Принцип действия газового лазера

Конструкция такого оборудования состоит из двух основных элементов: лампы накачки и рабочего тела, в качестве которого чаще всего используется стержень из искусственного рубина. В состав последнего также включен неодим иттриевого граната. Лампа накачки в таких аппаратах необходима для того, чтобы передать на рабочее тело требуемое излучение. Чаще всего такие установки для лазерной резки работают в импульсном режиме, но есть и модели, функционирующие непрерывно.

Принцип действия рубинового лазера

В газодинамических установках рабочий газ предварительно нагревается до 2–3 тысяч градусов, затем на высокой скорости (выше скорости звука) пропускается через специальное сопло, а после этого охлаждается. Такое оборудование является очень дорогостоящим, как и сам процесс формирования лазерного луча, поэтому его использование очень ограничено.

Если посмотреть видео работы лазерной установки, то очень сложно определить, к какой группе она относится. Для этого необходимо получить представление об устройстве такого оборудования.

Любое оборудование для выполнения лазерной резки, к какой бы группе оно ни принадлежало, содержит следующие элементы:

  • систему, отвечающую за передачу и образование газа и излучения (в состав такой системы входят сопло, устройство для подачи газа, юстировочный лазер, поворотные зеркала, оптические элементы и др.);
  • излучатель, оснащенный зеркалами резонатора, содержащий активную среду, устройства для накачки и обеспечения модуляции, если она необходима;
  • систему управления всеми параметрами работы оборудования и осуществления контроля за их соблюдением;
  • узел, обеспечивающий перемещение обрабатываемого изделия и лазерного луча.

Источник

Как работать на лазерном станке для резки металла с ЧПУ

Лазерные станки для резки металлических заготовок, оборудованные ЧПУ, — это высокофункциональные, современные устройства, позволяющие обрабатывать широкий перечень материалов, проделывая все операции без вовлечения оператора станка.

Единственной оснасткой, применяемой в лазерных станках, является сфокусированный при помощи линз и системы зеркал лазерный луч в точку очень малых размеров на поверхности заготовки.

Процесс работы на лазерном станке с ЧПУ.

Работа на лазерном станке заключается в работе на персональном компьютере, интегрированном в систему станка, потому что всеми действиями оборудования управляет специальная программа, которую и настраивает оператор. Изначально, независимо от типа производимой операции: гравировки, резки или нанесения маркировки, создается виртуальная модель требуемого изделия в специализированном графическом редакторе, например в программном обеспечении CorelDraw. В процессе создания модели в редакторе указывается, кроме контуров и габаритных размеров, материал заготовки. Готовая модель со всеми параметрами сохраняется в формате, с которым может работать лазерный станок.

Перед загрузкой модели производимого изделия в программное обеспечение станка необходимо произвести предварительную подготовку оборудования к эксплуатации: осмотреть оптические детали на предмет загрязнений на их поверхностях, разместить обрабатываемую заготовку на рабочем столе станка, включить лазерный станок в сеть питания. После включения станок начинает свой прогрев и анализ исправности систем, как раз в этот момент можно произвести загрузку модели в память оборудования с персонального компьютера.

Интерфейс у разных моделей и марок станков может немного отличаться, но базовые настройки у всех видов оборудования одни и те же: единица измерения, стартовые точки, габаритные размеры самого реза, тип производимой операции (выбирается для резки заготовки «вектор», а для гравировки – «растр»), величина мощности лазерного луча, скорость перемещения рабочей головки. Затем производится проверка качества фокусировки луча на поверхности заготовки, в процессе чего корректируется высота головки от этой поверхности.

Проделав все описанные операции, убедившись в исправности систем вентиляции, водяного охлаждения, производится запуск оборудования в работу до окончания прописанного в программе производственного цикла.

Источник

Что нужно продумать, покупая станок лазерной резки?

Добрый день! Собираетесь купить станок лазерной резки металла на производство? Задаётесь вопросом, с чего начать выбор лазерного станка? Мы подготовили для вас статью, с помощью которой вы сможете разобраться в основных вопросах. Итак, что нужно продумать перед покупкой станка лазерной резки?

Если вы не нашли ответ на свой вопрос, то вы можете обратиться к нашим специалистам для получения подробной информации.

Немного о габаритах станка

Правильная установка станка в цехе является важным этапом подготовки оборудования к эксплуатации, поэтому перед покупкой станка лазерной резки необходимо продумать место его установки.
Часто случается, что забывают учесть габариты станка, из-за чего происходят накладки, например, станок не проходит в ворота цеха или недостаточно места для подключения дополнительного оборудования. Поэтому первое, что стоит сделать, — это продумать место установки.

Важно: работа с каким металлом и какой толщины будет осуществляться на станке?

Станок лазерной резки металла обеспечивает широкие возможности по обработке металла. Однако мы рекомендуем определиться какой металл и какой толщины будет чаще всего обрабатываться на станке. Это позволит вам определиться с необходимой мощностью источника, системой используемых газов и комплектацией станка.

IPG или Raycus? Как выбрать мощность источника?

Станки лазерной резки поставляются с лазерными источниками IPG или Raycus. В чём разница между этими лазерными источниками? Расскажем об основных особенностях.

Бренд IPG известен по всему миру как лидер в области производства комплектующих для лазерных станков. Производства компании находятся в США, Германии и России, а основателем компании является известный учёный Валентин Гапонцев. Источники IPG отличаются непревзойдённой надежностью и эффективностью. Для лазерной резки цветных металлов обычно рекомендуют излучатели IPG, так как у IPG есть защита от обратного отражения.

Raycus

Источники Raycus – китайская разработка, отличающаяся доступной ценой и качеством. Компания Raycus была основана в 2007 году, и с тех пор успешно развивается и конкурирует с IPG в области оптоволоконных лазеров. Производимые источники лазерного излучения Raycus прекрасно зарекомендовали себя в промышленности.

Как выбрать мощность источника?

Выбор мощности источника зависит от того, какой толщины металл вы будете резать. Чем мощнее лазерный излучатель, тем быстрее скорость реза при обработке металлов больших толщин. Для оптимального подбора лазерного излучателя следует воспользоваться таблицей скорости реза. Неправильный подбор мощности источника влечёт за собой большой расход газа и большее количество времени на обработку деталей.

Как выбрать комплектацию станка?

Для оптимизации процессов производства разработаны модели лазерных станков с различной комплектацией. Основные комплектации:

Стандартная комплектация

Стандартная модель представляет собой лазерный станок с открытой станиной без дополнительных опций.

Источник

Оцените статью