Возможности лазерной резки: какие материалы можно резать лазером

Технологии

Лазерная резка

Лазерная резка — это эффективный способ работы с различными материалами. Лазерная резка предоставляет неисчерпаемые возможности при изготовлении изделий любых форм.
Лазерная резка обладает многими преимуществами. Например, при лазерной резке механическое воздействие на обрабатываемый материал отсутствует. Что касается точности при изготовлении изделия, то лазерная резка является тем способом, при котором отклонения в размерах настолько ничтожно малы, что максимально приближены к нулю. Использование лазерной резки возможно при работе с материалами, которые легко деформируются. Это также является большим плюсом использования лазерной резки. Также важным является тот факт, что за счет большой мощности лазерного излучения обеспечивается высокая производительность процесса лазерной резки. Такое возможно, в том числе благодаря тому, что при использовании лазерной резки существует возможность получить качественный срез, не требующий дополнительной обработки, что уменьшает количество времени, затраченного на изготовление необходимой продукции.

Высокая производительность плюс высокое качество и разнообразие используемых материалов — преимущества использования лазерной резки.

Лазерная резка материалов
Сфокусированное лазерное излучение (лазерная резка) дает возможность резать практически любые металлы и сплавы, вне зависимости от их теплофизических свойств. При лазерной резке отсутствует механическое воздействие при обработке материалов. В связи с этим деформация материала весьма незначительная. Вследствие этого можно осуществлять лазерную резку с очень высокой точностью, Это верно и при работе с легкодеформируемыми и нежесткими деталями.

Еще один большой плюс лазерной резки — это высокая производительность при работе. Также надо отметить, что достигается настолько высокое качество реза, что в полученных отверстиях можно нарезать резьбу. Точность лазерной резки достигает плюс/минус 0,1 мм. При этом качество лазерной резки стабильно высокое.

Достаточно эффективным оказалось применение лазерной резки фигурных изделий в начале освоения новой продукции, так как из-за высокой гибкости лазерного оборудования значительной степени сокращаются сроки освоения изделий. В этих условиях лазерная резка экономичнее резки водяной струей и эрозионной проволокой. Лазерная резка позволяет производить очень широкий спектр рекламной, сувенирной и декоративной продукции. Лазерная резка обладает неограниченными возможностями при изготовлении изделий сложных форм и конструкций. Например, лазерная резка позволяет производить объемные буквы, логотипы, элементы рекламных конструкций, любые декоративные элементы.

Фрезеровка

Работа фрезером может вестись практически на любом материале — от пластика до алюминия и дерева. Фрезер в отличии от лазера позволяет изготавливать как плоские, так и объемные объекты. Фрезеровка ПВХ, акрила, дерева выполняется аккуратно благодаря числовому программному управлению (ЧПУ), обеспечивающему плавную и точную резку.

Фрезер может обрабатывать и другие материалы, в том числе:

• пластики (полистирол, ABS, поликарбонаты, полиэтилены)
• композитные полимеры (с включениями из стекловолокна, эфирных смол)
• черные и цветные металлы (алюминий, дюрали, медь, сталь)
• любые породы древесины
• композитные материалы из древесины (фанера, ДПВ, MDF, ДСП)

Алмазная гравировка

Алмазная гравировка может быть выполнена(с фотографическим качеством) на любом металле имеющим глянцевую плоскую поверхность, при этом поле гравировки не может превышать 80*80мм. Смотреть ролик

Гравертон/Цветная печать

Цветная печать возможна на практически любом материале-пластик, металл, стекло, ткань, дерево и т.д.- размер не более 60*30см, высота до 20см.

Техническое объяснение процесса лазерной резки

Лазерная резка — это процесс термического разделения. Лазерный луч попадает на поверхность материала и нагревает ее настолько сильно, что она плавится и полностью испаряется. Собственно, сам процесс резки начинается тогда, когда лазерный луч полностью выжигает материал в одной точке. Лазерная система следует выбранной геометрии и разделяет материал в процессе резки.

Подробнее о технических процессах лазерной резки можно увидеть в нашем видео.

Особенности лазерной резки металла

В отличие от остальных методов обработки алюминия, меди или сплавов, резка лазером является сложным и кропотливым процессом. Каждый материал обладает рядом характеристик, которые нужно учитывать перед началом работы. Особенности технологии заключаются в следующем:

1. Нержавеющая сталь. Из-за высокой прочности материала, с помощью лазера можно обрабатывать заготовки толщиной до 6 мм. Более толстые листы требуют использования мощного оборудования.
2. Алюминий. В этом случае методика применяется не только для резки, но и для нанесения гравировки и финишной обработки.
3. Медь и латунь. Эти материалы требуют повышенной мощности лазера, поскольку им свойственна высокая теплопроводностью и способность отражения лучей. При правильной настройке аппарата можно резать листы толщиной 3-4 мм.

Разнообразные возможности применения лазерной резки

Практически нет видимых заусенцев: отличное качество детали (зубчатого колеса) даже при лазерной резке материала большой толщины.

Стеклопластик является идеальным материалом для облегченных конструкций. Он очень сложен для обработки практически для любого инструмента, но не для лазера. Прежде всего, при создании опытных образцов наши клиенты могут воспользоваться такими преимуществами лазерного режущего инструмента, как скорость и способность вырезать любые формы.

Лазер обеспечивает высокое качество обработки любых используемых в промышленности материалов: от конструкционной и нержавеющей стали до материалов с высокой отражательной способностью.

Быстро, без заусенцев, в трех измерениях лазер обрабатывает заготовки, полученные методом горячей штамповки, например средние стойки кузова в автомобильной промышленности.

При резке расплавлением лазер обеспечивает чрезвычайно быструю и экономичную резку тонкой нержавеющей и конструкционной стали толщиной от 0,5 миллиметра.

Лазер позволяет также точно выполнять финальный раскрой трехмерных заготовок, например для теплозащитных экранов систем выпуска ОГ.

На станках для лазерной резки можно обрабатывать даже твердые и хрупкие материалы, такие как стекло, и получать при этом зеркально гладкую поверхность реза без заусенцев и осколков.

Опция BrightLine fiber представляет собой продуманную комбинацию специальных оптических устройств, сопел, оптимизированных по отношению к потоку, и других технических инноваций. Преимущество: благодаря высокому качеству кромки реза детали не зацепляются друг за друга при выгрузке.

По сравнению с технологиями механического разделения лазер позволяет быстрее изготавливать кухонные ножи, причем дополнительная обработка режущей кромки потом не требуется.

Лазеры, генерирующие короткие и ультракороткие импульсы, быстро и экономично вырезают самые филигранные структуры в микронном диапазоне. Речь идет, например, о вырезанных лазером стрелках в часовой промышленности или имплантатах, используемых в медицине.

Основные виды оборудования для лазерной резки

Лазерная резка металла осуществляется с помощью высокотехнологичного оборудования, которое принято классифицировать как:

1. Газовые установки.
2. Комплексы твердотельного типа.
3. Газодинамические устройства.

Лазерные станки функционируют непрерывно или импульсно. В состав оборудования входит несколько узлов, каждый из которых отвечает за определенное действие, работает согласованно с остальными.

Газовые лазеры

Газовые установки отличаются компактными размерами, демонстрируют высокую мощность, рекомендованы для резки заготовок из сверхпрочных сплавов. Газ (углекислый, азот или гелий) закачивается в газоразрядную камеру, он является активным элементом. Побуждение газа выполняется посредством посыла непрерывных высокочастотных импульсов, под воздействием которых частицы газа дают монохроматическое (электромагнитное с малым разбросом частот) излучение. Наиболее распространены щелевидные газовые лазеры, активным компонентом в которых является углекислый газ. Щелевидные лазеры с поперечной прокачкой выигрывают благодаря компактности, способности вырабатывать высокую мощность, безопасности, удобству и простому управлению.

Твердотельные лазеры

Твердотельное оборудование для лазерной резки металла уступает газовым моделям по мощностным параметрам. В целом оно также обладает эксплуатационной простотой. Лазеры такого типа комплектуются твердым стержнем, изготовленным из алюмоиттриевого граната, рубина или неодимового (минерального) стекла. Возбуждение стержня осуществляется за счет непрерывной накачки световым потоком. Фокусирование и усиление излучения происходит системой отражателей, призмами, резонаторами.

Газодинамические лазеры

Газодинамические лазерные комплексы относятся к категории самого дорогостоящего оборудования. Активным веществом в них, как и в газовых, является газ, который предварительно подогревается до высоких температур. После подогрева рабочая смесь направляется в специальное сопло на сверхскорости, а затем охлаждается.

Резка материалов с помощью лазерного луча позволяет получать детали точных размеров, воплощать в реальность сложные в техническом плане задачи по изготовлению ответственных комплектующих, фигурных элементов для декорации. Этот способ обработки металлов имеет массу достоинств, как и у всех остальных технологий, у него есть свои недочеты.

Преимущества лазерной резки

Основное преимущество лазерной резки в отсутствии механического воздействия на материал. Могут возникать небольшие деформации в процессе резки (временные) и остаточные, после остывания. Именно поэтому, резку лазером применяют при работе с нежёсткими деталями и заготовками из легкодеформируемых материалов. Мощность излучения настолько велика, что обеспечивает высокую производительность и отличное качество поверхностей реза. Простое управление лазером позволяет совершать резку объёмных и плоских деталей по сложному чертежу. Процесс практически полностью автоматизирован.

Основные преимущества лазерной резки заключаются:

• скорость обработки;
• безопасность по сравнению с другими видами раскроя;
• доступная цена;
• возможность выполнять резку по сложному чертежу;
• возможность обрабатывать материалы из твёрдых сплавов;
• минимальное воздействие на обрабатываемый материал;
• аккуратный срез;
• возможность регулировки лазерного луча, в зависимости от типа обрабатываемого материала;
• исключён риск деформации заготовок;
• отсутствие необходимости в дополнительной постобработке;
• файл рисунка легко переносится на компьютер со специальной программой, которая вычислит все погрешности;
• экономия материала.

Преимущества и недостатки лазерной технологии

Лазерная резка металла имеет ряд весомых преимуществ перед другими видами резки. Вот несколько ее достоинств.

• С помощью лазера можно резать достаточно широкий диапазон толщины металлических изделий: медных – 0,2-15 мм, алюминиевых, 0,2-20 мм, стальных — 0,2-20 мм, из нержавеющей стали – до 50 мм.
• Полное отсутствие контакта режущего инструмента с разрезаемым металлом. А это открывает возможности работать с хрупкими и легко деформирующими заготовками.
• Просто получаются изделия с замысловатыми формами. Особенно, если резка производится на станке с компьютерным обеспечением. Нужно просто в блок управления загрузить чертеж будущей детали, и оборудование само разрежет его с большой точностью.
• Высокая скорость процесса.
• Если необходимо изготовить металлическую деталь небольшой партией, то именно лазерная резка может заменить такие сложные технологические процессы, как штамповка и литье.
• Минимум отходов и чистота среза – это снижение себестоимости производимых металлических деталей, что влияет на снижение конечной цены изделия.
• Универсальность самой лазерной технологии, с помощью которой можно решать достаточно сложные поставленные задачи.

Если говорить о недостатках лазерной резки, то их не так много. Главный недостаток – это высокое энергопотребление, поэтому данный процесс самый дорогостоящий на сегодняшний день. Хотя если сравнивать со штамповкой, которая также отличается минимальными отходами и высокой точность и качеством конечного продукта, то, учитывая изготовление оснастки, можно сказать, что лазер будет-то дешевле. И второй недостаток – ограничения резки по толщине. Все-таки 20 мм – это низкий предел.

Сравнение процессов

На примере двух деталей с одинаковым контуром, вырезанных лазером и плазмой, рассмотрим в сравнении отдельные участки реза. (Низкоуглеродистая сталь толщиной 5 мм).

Сравниваемые детали изготовлены с применением установки лазерной резки известного европейского производителя и станка плазменной резки GIGAMECH 6PC с системой воздушно-плазменной резки Hypertherm Powermax65. Качество резки с применением установок других производителей могут отличаться от рассматриваемых.

Резка прямых и криволинейных контуров с радиусами более толщины металла происходит практически с одинаковым качеством. Видна небольшая разница в шероховатости поверхности реза.

Внутренние углы контура детали, вырезанной на плазме, скруглены, в связи с тем, что диаметр плазменного пучка более чем на порядок превышает диаметр лазерного луча (1..2.5 мм против 0.2..0.3 мм).

При плазменной резке ограничено расстояние между контурами резки на детали. При близко расположенных контурах происходит перегрев и пережигание тонких стенок. При конструировании это расстояние закладывают 2.5..4 мм, при возможных 0.5 мм — у лазера.

При лазерной резке отверстия либо без конусности, либо могут иметь небольшую конусность, обусловленную неоптимальной настройкой фокусирующей системы.

При плазменной резке отверстия и криволинейные контура имеют искажения геометрии. В частности, на отверстиях это конусность, направленная на уменьшение диаметра к нижней кромке отверстия. Обусловлено это явление тем, что плазменный пучок при изменении направления резки отклоняется в сторону, противоположную направлению движения.

Также, чем ближе диаметр отверстия к толщине металла, тем более явно может проявляться искажение геометрии отверстия и криволинейных контуров при резке. Эти искажения можно минимизировать правильной настройкой параметров резки.

Продается лазерный технологический комплекс для резки с новым волоконным лазером на базе станка фирмы ТРУМПФ (г.Санкт-Петербург). Мощность лазера по желанию покупателя. Запуск, обучение, гарантия.
Стоимость от 130000 Евро.

ООО «СП»Лазертех» предлагает
новый вид услуг – модернизация лазерных комплексов для резки фирмы ТРУМПФ с заменой СО2-лазера на новые волоконные лазеры с гарантией 3 года.

Сертификаты — на предприятии, в соответствии с федеральным законом N 426-ФЗ, проведена система мероприятий по оценке вредных и опасных производственных факторов влияющих на работника.