Laserowe cięcie metali - technologia i zastosowanie

Przedsiębiorstwa przemysłowe specjalizujące się w przenoszeniu materiałów wykorzystują w swojej działalności wycinarki laserowe, gwarantujące wysoką precyzję i wydajność.

Technologia dla procesu cięcia laserowego

Istnieją 2 rodzaje technologii laserowej wykorzystujące systemy półprzewodnikowe i gazowe. Systemy półprzewodnikowe mają długość fali 1 µm i wytwarzają moc wyjściową 1-6 kW. Do wytworzenia wiązki urządzenie wykorzystuje specjalne elementy: rubin, szkło neodymowe lub granat glinowo-rytowy. Podczas cyklu roboczego listwa optyczna gromadzi ładunek energii z żarówek o dużej mocy i rzutuje go na obszar roboczy z dodatkowym ogniskowaniem za pomocą pryzmatu i luster.

Aparat gazowy składa się z rury odprowadzającej gaz, do której pod ciśnieniem doprowadza się mieszaninę składającą się z helu, azotu i dwutlenku węgla, a mieszanina ta jest aktywowana impulsami elektrycznymi. Tego typu maszyna jest w stanie inicjować impulsy o mocy do 20 kW, umożliwiając cięcie superstopów.

Technologia cięcia oparta jest na specjalnych właściwościach wiązki laserowej rzucanej na metal i wytworzeniu wysokiej temperatury w strefie kontaktu, dzięki czemu metal zostaje przecięty.

Stosowane są dwa rodzaje cięcia:

  • Podczas procesu cięcia metal jest odparowywany;
  • Podczas cyklu roboczego stop jest topiony.

Proces odparowania metalu zużywa bardzo dużo energii, dlatego nie jest stosowany zbyt często i jest używany głównie do cienkiej stali.

Aby zwiększyć wydajność procesu topienia różnych stopów stosuje się dodatkowy gaz (tlen), który jest podawany pod ciśnieniem, co znacznie przyspiesza proces.

Gaz przyspiesza utlenianie metalu i zwiększa temperaturę w strefie skrawania z tworzeniem się delikatnej krawędzi. Cały proces cięcia odbywa się automatycznie zgodnie z ustawionym programem.

Oprócz cięcia, laser jest również używany do grawerowania. Maszyny laserowe są używane do obróbki stali nierdzewnej, aluminium i stopów metali.

Cechy obróbki laserowej

Rosja jest zaopatrywana w urządzenia do cięcia laserowego i akcesoria do maszyn laserowych wiodących firm z branży obrabiarek: Trumpf, Cjmpact Lazer, TST, Rnuth, Mattex, Durma i Mazak.

Technologia laserowa jest wykorzystywana do cięcia i obróbki różnych materiałów oraz grawerowania produktów. Zastosowanie tej technologii ma kilka zalet:

  • wysoka wydajność procesu roboczego dzięki szybkości obróbki detali;
  • dokładność przetwarzania materiałów;
  • zdolność do wykonywania zleceń o różnym stopniu złożoności;
  • niski poziom mechanicznego oddziaływania na przetwarzany materiał;
  • proces cięcia odbywa się przy małej szerokości cięcia;
  • pełna automatyzacja obróbki detali.

Zastosowanie cięcia laserowego pozwala na obróbkę różnych przedmiotów poprzez dostosowanie sposobu oddziaływania na materiał:

  • metal (stal, aluminium, stopy);
  • tworzywo piankowe;
  • materiały drewniane (drewno, fornir, sklejka);
  • skóra;
  • tkanina;
  • guma;
  • papier.

Różne rodzaje laserów są wykorzystywane do obróbki różnych materiałów. Metale (miedź, srebro, mosiądz) są cięte przy użyciu urządzeń z włóknem iterbowym, natomiast mniej gęste materiały (pleksi, drewno) przy użyciu urządzeń StabCO2. Maszyny laserowe CNC umożliwiają cięcie wykrojów z bardzo wysoką precyzją.

Technologia laserowa do grawerowania

Dużą część rynku technologii laserowych stanowią systemy grawerowania składające się z

  • układ optyczny składający się z lasera, soczewek skupiających i lusterek;
  • Układ przeniesienia napędu, w skład którego wchodzą silniki elektryczne, prowadnice, serwomotory, siłowniki;
  • systemy chłodzenia i sterowania.

Grawerki laserowe mają moc od 12 do 200W.

Wszystkie produkty są podzielone na 4 kategorie, które można sklasyfikować następująco

  • Grawerki laserowe stacjonarne, używane głównie do mini-produktów;
  • Uniwersalne maszyny służące do grawerowania i cięcia różnych materiałów (plexi, drewno, itp.);
  • Do grawerowania w kamieniu używa się specjalistycznych maszyn;
  • Profesjonalne maszyny są używane do szybkiego cięcia i dużych ilości pracy.

Cena produktów różni się znacznie w zależności od kraju produkcji, firmy, zdolności i wydajności. Coraz więcej firm z Chin wprowadza się na rynek maszyn do cięcia laserowego.

Projektowanie obrabiarek

Wycinarki laserowe zbudowane są z następujących części i mechanizmów:

  • podstawa;
  • stół do cięcia;
  • głowica optyczna;
  • Głowica i mechanizm sterują napędami;
  • laser;
  • skrzynka kontrolna;
  • system oddymiania;
  • układ chłodzenia;
  • zasilanie gazem.

Urządzenie laserowe jest wyposażone w jednostkę o mocy 700-20000 W i jest przeznaczone do obróbki elementów o masie do 1 tony z dokładnością pozycjonowania ±0,1 mm. Aby ułatwić załadunek blachy, maszyna wyposażona jest w wysuwaną paletę. Stół wahadłowy może być wyposażony w dwie palety.

Strukturalnie, maszyna ma podstawę, wyposażoną w jednostki i mechanizmy, za pomocą których metal jest cięty. Napędy i reduktory bezluzowe służą do pozycjonowania mechanizmów roboczych, które pracują głównie w trybie autonomicznym, według programu z zadanymi współrzędnymi.

Do smarowania mechanizmów roboczych maszyny zastosowano autonomiczny układ smarowania, który jest uruchamiany w regularnych odstępach czasu w trakcie procesu roboczego.

Czyste powietrze jest utrzymywane przez system oddymiania działający autonomicznie za pomocą czujników alarmowych.

Maszyna wyposażona jest w system zasilania gazem technologicznym oraz system chłodzenia.

Pulpit sterowniczy procesów roboczych wyposażony jest w monitor, na którym wyświetlane są wszystkie informacje o stanie mechanizmów roboczych i procesie cięcia metalu.

Wniosek

Laserowe cięcie metali to skomplikowana procedura, która realizowana jest za pomocą specjalistycznego sprzętu. Znajduje zastosowanie głównie w zakładach przemysłowych o dużym natężeniu pracy.

Więcej informacji na: http://blacharstwokrakow.com.pl

Autor