Что можно вырезать на лазерном станке из металла

Обновлено: 13.05.2024

Появление на рынке различных моделей лазерных станков, предназначенных для работы металлами, снижение их стоимости инициировало процесс рассмотрения россиянами вопроса приобретения подобного оборудования с целью открытия собственного бизнеса.

Сегменты рынка можно ориентироваться, чтобы организовать собственный бизнес с использованием лазерного станка по металлу.

Любое решение принимается после его всесторонней оценки и анализа. Выберите для себя нишу, в которой будете развивать собственный бизнес. Это станет определяющим для последующего выбора модели лазерного станка и поиска потенциальных потребителей продукции.

Необходимо помнить, что для работы с металлом рекомендуется использовать станки с волоконными лазерами, более мощные в сравнении с СО2. Несмотря на то, что они менее универсальны, с металлическими заготовками они работают отлично.

Во множестве открытых источниках, в числе основных направлений, предлагается организация следующих видов работ:

гравировка на металле,
маркировка,
сверление,
резка.

Гравировка на лазерном маркере с ЧПУ

Используя лазерный маркер (пример, Wattsan FL TT) можно нанести, с высоким качеством, рисунок любой сложности, поставить клеймо или изобразить логотип на любом изделии с поверхностью из металла.

Наличие съёмных сканеров у отдельных моделей позволяет проводить маркировку крупных товаров.

Наиболее востребованными направлениями, для предложения подобных услуг, являются:

выпуск сувенирной продукции;
изготовление шильдиков с проставлением серийных номеров продукции, её базовых характеристик;
часовые мастерские;
холодное и огнестрельное оружие;
элементы декора;
печати, штампы.

Полученные изделия отличаются точностью и чёткостью изображения, имеют длительные сроки эксплуатации, демонстрируют значительную стойкость к воздействию воды и химически активных веществ, обладают высокой истираемостью.

Несмотря на кажущуюся простоту и дешевизну этого направления, оно может быть весьма рентабельным. Пример. Маленький кусок металлического листа (обрезки) обойдётся вам в 20-40 рублей, а выполненная на нём табличка с соответствующей гравировкой может быть реализована за 500-1000 рублей. следовательно минимальная брутто прибыль только с 1 детали, 460 рублей. За типовой рабочий месяц, при восьмичасовом рабочем дне возможно изготовление 300 подобных изделий. Умножайте и определяйте ваш доход.

Гравировка на металле будет востребована всегда. Купив лазерный маркер для металла (мощностью 60—120 Вт) бренда Wattsan, который создан специально для выполнения подобных работ, вы заложите солидную основу развития бизнеса.

Маркировка

Лазерная маркировка, это процесс нанесения на металлическую поверхность изделия различных надписей.

Существует несколько технологий выполнения подобных работ:

Абляция – испарение поверхностного слоя лазером на необходимую глубину с формированием контрастного изображения. Можно выполнять на лазерных станках малой мощности. Оптимальное решение для лакированных металлов, анодированного алюминия.
Отжиг – металл нагревается лазерным лучом, инициируется химическая реакция, приводящая к окрашиванию его поверхности (с изменением самой структуры последней). Получаемая окраска определяется температурой нагревания (темнее, светлее).
Вспенивание – металл греется до плавления. В толще формируются газовые пузырьки, сохраняющиеся после полного охлаждения заготовки. Это придаёт поверхности рельеф. Оптимальное решение, для тёмных пластиков. Но и отдельные металлы также можно маркировать подобным образом.
Аннилинг – нагреваемая поверхность окисляется в местах обработки со стойким изменением цвета поверхности.
Гравировка – рассмотрена выше.

Выбор конкретного способа нанесения определяется типом материала заготовки и требуемым качеством маркировки. У каждого решения есть свои плюсы и минусы.

Маркировка обеспечивает максимальную читабельность и чёткий контур нанесённого изображения, даже на очень маленьких деталях.

Подобные работы выполняются лазерными маркираторами. Эти устройства имеют маленькую рабочую поверхность и комплектуются специальным ПО, включающим разнообразные логотипы, штрихкоды, различные шрифты.

Резка на волоконном лазерном станке

Использование волоконных лазеров позволяет получать ажурные изделия дивной красоты из тонкого листового металла, которые широко востребованы дизайнерами интерьера.

Весьма высок спрос на флюгеры, востребованы узорные накладки на ящики для почты (особенно в частном секторе), декоративно выполненные таблички с номерами квартир и домов.

Кроме этого раскрой металла выполняется при изготовлении входных дверей, производстве мебели, изготовлении наружной рекламы и во многих иных случаях.

Бизнес-план для станка по металлу

Прежде, чем считать виртуальную прибыль, требуется всесторонне рассмотреть будущий бизнес, чтобы не остаться у разбитого корыта.

Любые проекты начинаются с планирования. Качественно проработанный бизнес-план позволяет заблаговременно оценить все плюсы и минусы проекта, узкие места его реализации.

Но для того, чтобы составить его правильно, требуется определённая подготовка, которой подавляющее большинство начинающих бизнесменов не имеет.

При наличии достаточного первоначального капитала, можно заказать разработку плана в специализированной организации.

Но, чаще всего, достаточно просто самостоятельно проанализировать две позиции: предстоящие расходы и ожидаемые доходы.

Разбираемся с деньгами

Начинать необходимо с расходов. При этом следует поделить их на две неравные группы: текущие, капитальные.

Затраты капитальные

Под ними подразумевается сумма, которая потребуется вам «здесь и сейчас» на открытие бизнеса с использованием лазерного станка по металлу.

стоимость самого станка, чиллера, лазерной трубки (с доставкой);
расходы на покупку ПК и офисной мебели;
изготовление сайта.

Затраты текущие

Предусматривают учёт средств, необходимых для ведения вашей коммерческой деятельности. Простейший вариант, выполнение их помесячного расчёта.

На открытие дела потребуется сумма, складывающаяся из:

капитальные затраты (с припуском в 10—15% на форс мажор);
оплата амортизации (цену станка делите на предполагаемый срок его использования в месяцах);
цена коммунальных услуг и аренды помещения;
расходы на маркетинг и рекламу;
зарплата персоналу (если вы собираетесь работать самостоятельно, установите минимальную сумму, необходимую для выживания);
приобретение материалов.

Доходы (брутто—прибыль)

Если расходов предстоит достаточно много, то источник дохода только один, то, что вы сможете получить за изготовленную продукцию.

Каких ошибок следует избегать при открытии собственного бизнеса

Чтобы минимизировать расходы, постарайтесь не совершать ошибок, свойственных начинающим предпринимателям:

не арендуйте дорогое (неподходящее для организации работ) помещение

Остановите свой выбор на недорогом варианте с отоплением. Красота офиса, на начальном этапе, вторична. Главное, удобство завоза материалов, наличие места для установки станка. Можно выбрать даже отапливаемый гараж. И весьма нежелательно расположение арендуемого помещения в жилом доме.

Не стремитесь изначально охватить все доступные ниши

Это занятие бесперспективное. Лучше всего остановиться на одном из следующих вариантов использования лазерного станка.

Встраивание его в действующий бизнес с целью повышения продуктивности и автоматизации производства. Этот вариант наиболее выигрышный.
Выберите узкую нишу (изготовление номеров для домов, резка ложементов, изготовление номерков для гардероба, иное).
Найти оптового заказчика и работать на него (со значительными объёмами).

Но получить подобный заказ достаточно сложно. Для этого первоначально следует зарекомендовать себя в качестве надёжного производителя высококачественной продукции.

Сложность: затрачивается очень много времени на поиск клиентов и ведение переговоров

Обойти проблему позволяет изготовление максимально качественных образцов из любых, доступных обработке, материалов. А также разработка чёткой и понятной тарифной сетки, установление минимальных цен.

Предлагайте не только услугу, но и готовый товар;
Внимательно подойдите к выбору нужной модели станка (пример, покупка любой модели бренда WATTSAN, гарантирует высокое качество готовой продукции).
Покупка чиллера, управляющей платы

Для маломощного станка это не является первоочередной необходимостью. Если потребуется, их всегда можно докупить и установить на станок.

Не регистрируйтесь в качестве ИП или ЮЛ сразу после6 принятия решения об открытии бизнеса.

Сначала определитесь с начальным рынком сбыта. Ведь налоги придётся платить с момента регистрации. А чем?

Не ориентируйтесь на сегменты, в которых уже имеется высочайшая конкуренция.

Магнитики, сувениры, брелоки, шкатулки уже полностью насытили рынок. А вот изготовление декоративных элементов больших размеров для интерьерного дизайна гарантированно позволит найти своего покупателя.

Лазер для резки металла

Как известно, лазер для резки металла применяется так же часто, как и механические методы, но при этом он обеспечивает лучшее качество и точность реза, что и определяет популярность этого способа раскроя. Часто можно услышать, что данная технология уже вытеснила остальные и не имеет недостатков, но это не так.

Использование лазера хоть и востребовано, но имеет определенные ограничения. В нашей статье мы расскажем, какой используется лазер для раскроя металла, разберемся в плюсах и минусах данного метода и приведем требования к нему.

Суть лазерной резки металла

В процессе лазерной резки используется луч, генерируемый специальной установкой. Он характеризуется особыми свойствами, а именно: способностью фокусироваться на малой площади и обеспечивать энергию высокой плотности. Благодаря этому лазер вызывает активное разрушение любого материала плавлением, горением или испарением.

Если говорить точнее, то лазер для резки металла способен концентрировать на заготовке энергию плотностью в 108 Ватт на 1 см2. Подобный эффект обеспечивают следующие свойства луча:

Монохроматичность, то есть постоянная длина и частота волны, что несвойственно, например, световым волнам. Поэтому лазерным лучом без труда можно управлять обычными оптическими линзами.
Высокая направленность и малый угол расходимости, что требуется для высокой фокусировки.
Когерентность, то есть полная согласованность большого количества волновых процессов, протекающих в луче. Кроме того, они вступают в резонанс между собой, из-за чего достигается многократное повышение общей мощности излучения.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Под действием луча лазера для резки обрабатываемая область металла быстро нагревается и плавится. Зона плавления быстро распространяется вглубь материала, что объясняется сразу рядом факторов, например, теплопроводностью металла. Далее материал в месте контакта нагревается до температуры кипения, начинается его испарение.

Виды лазера для резки металла

Станок для резки металла лазером включает в себя такие основные части:

рабочую среду, которая обеспечивает необходимое излучение;
источник энергии или систему накачки, создающую условия для появления электромагнитного излучения;
оптический резонатор, то есть систему зеркал, призванных усилить излучение.

С точки зрения рабочей среды выделяют:

Твердотельные лазеры

Главным узлом устройства является осветительная камера, в которой расположен источник энергии и твердое рабочее тело. В роли первого выступает мощная газоразрядная лампа-вспышка, а рабочее тело представляет собой стержень из неодимового стекла. Или в качестве материала стержня может применяться рубин, алюмо-иттриевый гранат, который был предварительно легирован неодимом, иттербием.

С торцов стержня находится пара зеркал, одно из которых является отражающим, а второе – полупрозрачным. Рабочее тело испускает луч, он многократно отражается внутри него, усиливаясь, и выходит сквозь полупрозрачное зеркало.

Также к твердотельным относятся волоконные лазеры для резки металла и прочих материалов. Их отличие от первого типа состоит в том, что они усиливают излучение при помощи стекловолокна, а за поступление энергии отвечает полупроводниковый лазер.

Проще всего понять, как работают подобные системы, на примере установки с гранатовым стержнем, в который в качестве легирующего компонента добавлен неодим. Ионы последнего выполняют функцию активных центров, поглощающих излучение газоразрядной лампы.

Они возбуждаются, то есть получают избыточную энергию, но потом приходят в исходное состояние, отдавая энергию как фотон или электромагнитное излучение, свет. Фотон оказывает влияние на другие возбужденные ионы, заставляя их также вернуться в первичное состояние, а реакция постепенно усиливается.

Под действием зеркал луч движется в определенном направлении. Фотоны вынуждены постоянно возвращаться в рабочее тело, что вызывает появление новых фотонов и увеличение излучения. В итоге достигается малая расходимость луча в сочетании с высокой концентрацией энергии.

Газовые лазеры

Здесь в качестве рабочего тела выступает углекислый газ в чистом виде либо в сочетании с азотом и гелием. Насос прокачивает газ через газоразрядную трубку, где тот возбуждается электрическими разрядами. Усилить излучение позволяют отражающее и полупрозрачное зеркала.

Есть разные конструкции газовых лазеров для резки металла: с продольной и поперечной прокачкой и щелевые.

Газодинамические лазеры

Газ со скоростью, превосходящей звуковую, проходит по суженному посередине каналу – его принято называть соплом Лаваля. Так газ резко расширяется и охлаждается, а его атомы приходят в обычное состояние, что сопровождается появлением излучения.

Преимущества и недостатки лазерной резки металла

Резка листового металла и иных материалов лазером позволяет:

Раскраивать металлы различной толщины. Для меди этот показатель составляет 0,2–15 мм, для алюминия – 0,2–20 мм, для сталей – 0,2–20 мм, а для нержавеющей стали находится в пределах 50 мм.
Обрабатывать хрупкие и легко поддающиеся деформации детали, что объясняется отсутствием контакта между инструментом и заготовкой.
Производить изделия любой конфигурации, особенно с использованием ЧПУ для резки металла лазером. В этом случае мастеру нужно только загрузить в программу чертеж, после чего оборудование выполнит работу достаточно точно и без посторонней помощи.
Проводить раскрой с высокой скоростью – если нужно изготовить небольшую партию, данный подход дает возможность отказаться от штамповки, литья.
Снизить себестоимость готовых деталей, что позитивно отражается на конечной цене изделий. Эта особенность связана с минимальным количеством отходов и возможностью отказаться от дополнительной обработки кромок за счет получение аккуратного реза.
Справляться со сложными задачами, так как резка лазером считается практически универсальной операцией.

Однако не стоит забывать о минусах данного метода. Одним из его основных недостатков являются значительные энергозатраты, из-за которых данный способ обработки является наиболее дорогостоящим.

Тем не менее, сопоставление лазерной резки и штамповки показывает, что первый подход является более экономичным, так как для второго нужно дополнительно изготовить оснастку.

Еще один недостаток использования лазера для резки металла кроется в небольшой толщине заготовок, которые могут обрабатываться этим методом – предельный показатель составляет 20 мм.

Нюансы резки лазером различных металлов

Как уже говорилось выше, лазерная резка имеет ограничения по толщине реза. И чем больше толщина листа, тем большие временные затраты требуются на его обработку. При этом ухудшается качество, ровность раскроя.

Применение лазера для резки предполагает такие особенности для разных металлов:

Сталь 3 не деформируется, даже когда речь идет о тонких листах, ведь в процессе обработки отсутствует контакт с режущим инструментом, используется сфокусированный луч.
Нержавеющая сталь является очень твердым металлом, поэтому посредством лазера удается значительно сократить временные затраты на раскрой в сравнении с механическим способом.
Алюминий относится к достаточно мягким металлам, однако при его механической обработке невозможно обеспечить острую кромку – проблема решается при помощи лазерного метода.
Медь входит в число дорогих материалов, поэтому основным преимуществом использования лазера является возможность сократить ее расход. Данный металл имеет сильные светоотражающие свойства, из-за чего приходится ограничивать толщину листа. В противном случае может быть испорчена режущая головка и есть риск проявления конусности. Специалисты рекомендуют раскраивать медные листы толщиной от 3 мм при помощи плазменной резки, ведь так обеспечивается оптимальная эффективность и качество.

Латунь имеет свойства, практически полностью совпадающие с характеристиками меди, поэтому может обрабатываться лазером для резки металла при толщине листа до 3 мм. Луч быстро и без искажений раскраивает тонкие листы латуни, заготовки не деформируются, рез не имеет конусности, окалин.
Черная/оцинкованная сталь разрезается лазером, если имеет толщину в пределах 20 мм. При превышении данного показателя значительно снижается энергоэффективность и качество работы.
Нержавейка достаточно твердая, поэтому лазер выбирают для раскроя листов толщиной до 10 мм. Большая толщина негативно отражается на качестве края деталей.
Алюминий режут лазером при толщине до 8 мм. Здесь также происходит снижение энергоэффективности при превышении указанной цифры, поскольку речь идет о тугоплавком металле.
Медь и латунь обрабатывают этим методом, если толщина листа составляет до 3 мм. На скорости и качестве обработки отрицательно сказываются высокие светоотражающие свойства данных материалов.

Обычно лазер используют для резки листов металла небольшой толщины, а также в случаях, когда необходимо сформировать геометрически правильные отверстия для точных соединений.

С обработкой листов толщиной свыше 3 мм отлично справляется плазменный станок, не теряя при этом скорости работы. По качеству реза он лишь немного уступает лазеру, но заготовки требуют дополнительной обработки. Под последней понимают, например, удаление окалины с кромки.

Современные станки для лазерной резки

Сегодня на рынке представлен большой выбор техники, осуществляющей раскрой лазером. Многокоординатное оборудование вытесняет шумные механические резаки с низким уровнем производительности.

Мощность конкретного лазера для резки металлов подбирается в соответствии с особенностями производства и экономическими требованиями.

Современные прецизионные станки с ЧПУ обладают точностью раскроя различных материалов до 0,005 мм и могут обрабатывать площадь до нескольких квадратных метров. Также подобное оборудование предполагает высокую автоматизацию производства, а значит, минимальное участие человека во всех процессах.

Для этого в программе задают необходимую геометрию детали. Далее системы настройки фокуса сами устанавливают расстояние, способное обеспечить самый эффективный раскрой.

Подготовка макета для лазерной резки

Производство деталей с помощью лазера для резки металла предполагает выполнение таких этапов:

Оформление идеи.
Подготовка художественного эскиза.
Формирование технического макета модели.
Изготовление тестовой детали.
Проверка параметров, доработка, если она требуется.
Запуск производства.

Создание технического макета требует особого внимания, поскольку точность выполнения работы на данном этапе определяет качество итогового изделия. Любые чертежи для дальнейших операций с применением лазера выполняются в «AutoCAD» или «CorelDraw», поскольку станки работают с форматами именно этих программ.

К макетам предъявляются такие требования:

масштаб чертежа 1:1;
замкнутые контуры, будь то внешние или внутренние;
CIRCLE, LINE, ARC используются в качестве команд для создания контуров;
команды ELLIPSE, SPLINE не учитываются;
наложение линий приводит к тому, что луч повторно проходит по одной траектории;
в чертеже обязательно фиксируется число деталей и используемый материал;
вся информация о чертеже содержится в одном файле.

Лазерная резка стали и цветных металлов сегодня очень популярна. Заказчики небольших партий изделий обращаются в профильные предприятия, ценя их способность быстро выдавать чистовые детали нестандартной формы.

Лазерные технологии нашли применение в декоративном творчестве, применяются для создания дизайнерских украшений, сувениров.

При выборе лазера в качестве инструмента для резки металла важно учитывать окупаемость оборудования, затраты на эксплуатацию. На данный момент подобные системы доступны преимущественно крупным предприятиям, имеющим большой производственный цикл.

Однако развитие технологий неизбежно приведет к снижению цены на станки и сокращению расхода электроэнергии. А значит, в будущем лазеры займут место прочих инструментов для раскроя разнообразных материалов.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Продукция лазерной резки

Продукция лазерной резки весьма разнообразна. На станках с ЧПУ для резки лазером можно создавать простые детали из листового металла, например, корпуса для электроприборов, компьютеров. Также с помощью данного процесса делают запчасти и детали сложной конфигурации для машиностроения и других технологичных сфер.

Помимо этого, возможен раскрой цветных металлов, таких как алюминий, медь, латунь. Технология позволяет добиваться высокой точности, минимального процента брака. Из нашего материала вы узнаете, что еще можно создавать на подобном оборудовании.

Виды станков для лазерной резки

Изготовление металлических деталей при помощи лазерных станков предполагает использование кислорода, сжатого воздуха либо смеси газов, таких как аргон и азот. Газ выбирают в зависимости от материала будущей заготовки, ее толщины и необходимости в последующей обработке продукции лазерной резки. Кислород в качестве среды обеспечивает максимальные температуры в процессе раскроя, а для нарезания титана и циркония подходит только аргон.

Сегодня лазеры справляются с металлом толщиной 0,2–40 мм. Под действием луча материал заготовки возгорается, плавится и испаряется, а струя газа выдувает частицы металла из зоны раскроя.

Существует три разновидности техники для листовой лазерной резки. Они отличаются телом, генерирующим луч:

Твердотельные лазерные станки. Имеют диод и стержень из рубина, граната, неодимового стекла. Заряд энергии направляется мощными лампами на оптический стержень, который проецирует луч на рабочую поверхность. При этом зеркала и призма обеспечивают его фокусировку. Техника данного типа используется при обработке меди, латуни, алюминия и его сплавов.
Волоконные. В качестве генератора луча выступает оптоволокно. У современного оборудования предусмотрена опция быстрой настройки размера фокального пятна, что позволяет увеличить показатели производительности во время подготовки медной, стальной, алюминиевой продукции лазерной резки.
Газовые. Гелий, углекислый газ и азот под давлением подаются в газоразрядную трубку, где активируются электрическими импульсами и становятся генераторами луча. Основное достоинство данной технологии – это возможность работы с листами из сплавов высокой прочности.

Лазерное оборудование используется при работе с такими материалами:

Обычная сталь с толщиной листа до 20 мм, при больших показателях придется выбрать иной подход.
Нержавеющая сталь не толще 16 мм, чтобы в процессе раскроя не образовался облой либо чтобы его можно было удалить без дальнейших проблем. При толщине более 16 мм лазерная резка производится в расплавном режиме, а зона обработки получается шершавой, покрытой трудноудаляемыми частицами металла.
Латунь толщиной до 12 мм, ведь данный металл отличается достаточно высоким показателем сопротивления. Здесь облой будет образовываться при изготовлении любой продукции лазерной резки, зато его можно без труда удалить.
Сплав алюминия поддается раскрою при толщине в пределах 10 мм с формированием облоя.

Нужно помнить, что для каждого металла используется отдельная разновидность лазера.

Важно! Лазерные станки не могут применяться при работе с вольфрамом, титаном, латунью, молибденом, оксидированным алюминием из-за высокой прочности названных материалов. При такой обработке оборудование выходит из строя.

Продукция, получаемая с помощью лазерной резки

Благодаря технологии лазерной резки удается при небольших временных затратах изготовить детали, применяемые в машиностроении. Этим методом производят комплектующие для торгового оборудования, например, для стеллажей, шкафов, поддерживающих установок, полок, а также элементы дизайна помещений, фрагменты вывесок, бигбордов и прочей рекламной продукции. Также при помощи лазерной резки изготавливают трафареты, шаблоны, пр.

Сегодня в строительстве активно используют элементы отопительного оборудования, при производстве которого был задействован лазер. Речь идет о печах, дымоходах, котлах, элементах ограждений, ворот. Без лазерной резки в настоящее время не обходится изготовление немалого количества деталей лифтового оборудования, вендинговых аппаратов.

В целом, лазерная резка незаменима, если требуются заготовки высокого качества с минимальной шириной реза, ровными краями, а изменение цвета металла в области реза не имеет серьезного значения.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Лазерные резаки способны осуществлять и другие операции, например, растрировать, гравировать изображения на заготовках. Для этого производится нагрев поверхности металла, за счет чего верхний слой выжигается. Таким образом удается изменить его внешний вид в зоне проведения растровой операции.

Специалисты считают станки лазерной резки с ЧПУ оптимальным вариантом, если необходимо прототипирование и производство. Обычно такая техника устанавливается в механических цехах, где резка больших кусков материала и деталей осуществляется в промышленных масштабах. Либо подобные агрегаты можно встретить у производителей оборудования, которым важно быстро изготавливать дешевые прототипы. Их же выбирают художники для воплощения идей цифрового дизайна в продукции лазерной резки.

Плюсы лазерной резки листового металла

Листовой металл относится к числу наиболее прочных универсальных материалов и используется во всех сферах промышленности и производства. Сегодня существует немало техник его обработки, однако лазерная резка заслужила репутацию самой надежной и прогрессивной.

Лазер позволяет изготавливать детали разных форм из:

При использовании луча достигается аккуратный рез с минимальным браком. Оценив высокую точность, производительность, специалисты отдали предпочтение данной технике, отказавшись от преимущественного использования механической обработки.

Процесс изготовления продукции лазерной резки предполагает, что луч фокусируется на металле и все воздействие осуществляется бесконтактным способом. Таким образом можно делать заготовки нестандартных форм, создавать острые углы, обрабатывать тонкие изделия, выпускать значительные партии одинаковых деталей.

Нужно понимать, что, несмотря на свою высокую цену, используемое при лазерной резке оборудование полностью окупается и оправдывает все ожидания владельца, поскольку обеспечивает такие особенности работы:

возможность работы с очень хрупкими заготовками;
отсутствие деформации металла;
отсутствие непосредственного соприкосновения с поверхностью материала;
минимальное количество пыли, отходов;
качественный, ровный и гладкий срез;
минимальный процент брака.

Продукция лазерной резки отличается точным резом без погрешностей, которые неизбежны во время механической обработки. Немаловажно, что луч нагревает исключительно зону раскроя, при этом остальной лист металла остается холодным. В результате удается избежать деформации материалов любой толщины. Также данный метод предполагает минимум отходов и пыли.

Этим способом могут изготавливаться детали самых необычных и сложных форм разной толщины.

Среди преимуществ оборудования важно отметить значительный срок службы режущего элемента. Дело в том, что луч не может затупиться, сломаться, что неизбежно происходит с ножами. Нет необходимости приостанавливать производство, чтобы удалять с резака налипшую стружку. Также удается отказаться от покупки расходников, тратить время и средства на сервисное обслуживание режущего элемента.

Лазерный станок может применяться в любых сферах производства. Единственным ограничением здесь становится воображение заказчика и опыт проектировщика.

Среди основной продукции лазерной резки стоит назвать:

элементы оборудования, запчасти станков;
детали автомобилей;
запчасти других видов транспорта;
составляющие строительных конструкций;
декоративные изделия;
фрагменты рекламных конструкций, вывесок;
корпуса, панели для аппаратуры.

Лазер также справляется с гравировкой изображений, надписей, может создавать разнообразные текстуры на поверхности металла, полировать кромки заготовок.

3 вида работ, выполняемых на станке с ЧПУ

Кроме раскроя, лазерный станок с ЧПУ позволяет осуществлять следующие операции:

1. Гравировка.

В данном случае принцип действия оборудования таков: лазер делает тонкие несквозные резы, которые постепенно объединяются в линию нужной глубины и толщины. Интересно, что гравировка производится на любом материале, при этом нет ограничений по выбору изображения. Главное достоинство лазерного станка при осуществлении таких работ состоит в высокой скорости и точности.

На данный момент гравировка, произведенная этим методом, считается наиболее четкой и точной. Готовое изделие не имеет ограничений по сроку годности, не боится трения, воздействия химии, воды. Под управлением компьютера лазер может наносить изображения любой сложности, имеющие минимальные отличия от оригинального эскиза. Немаловажно, что удается гравировать как плоские, так и объемные заготовки при помощи поворотного механизма. Последний крепится к двигателю.

При помощи лазерной резки можно украшать сувенирную продукцию, а также следующие изделия:

часы, канцтовары, зажигалки, портсигары;
ювелирные украшения;
кошельки, сумки, портмоне и прочие предметы из кожи;
стрелковое и холодное оружие;
элементы декора интерьера;
штампы и печати.

2. Маркировка.

Маркировка лазером предполагает нанесение надписей на материалы, готовые изделия. Существуют разные способы маркировки: абляция, вспенивание, отжиг, аннилинг. Также здесь может использоваться упомянутая ранее гравировка. У любого из этих вариантов есть свои плюсы и минусы. При выборе одного из способов отталкиваются от материала заготовки и требуемого качества изображения.

Лазерная маркировка отличается от других методов высокой контурностью и читабельностью, даже когда речь идет о действительно мелких изделиях. Дело в том, что необходимое обозначение наносят при помощи лазерных маркираторов, обладающих небольшой рабочей поверхностью и особым ПО. В последнем содержится большая база шрифтов, все виды штрихкодов и логотипов.

В процессе обработки луч лазера снимает с поверхности изделия необходимое количество слоев материала, чтобы добиться нужной глубины и толщины линии. В итоге при помощи лазерной резки на продукции формируется необходимый рисунок.

3. Сверление.

Раскрой лазером позволяет отказаться от дополнительной зачистки места входа и выхода луча.

Дело в том, что традиционное сверление предполагает поступательно-вращательное движение оборудования, тогда как лазер просто прожигает материал на всю его толщину, либо на требуемую глубину.

При грамотно выставленной фокусировке получается идеальное отверстие. В противном случае ближе к изнаночной стороне заметно сужение стенок.

Перфорацией лазером декорируют обувь, одежду, кожгалантерейные изделия. Также ее могут использовать в других сферах, если требуется точность расположения и конфигурации отверстий.

Лазерная металлообработка

В промышленном производстве в последнее время все чаще стали использовать лазер. С помощью лазерных установок выполняют такие операции, как формовка, резка, стыковка и т. п., причем работать можно с самыми разнообразными материалами – деревом, пластмассой, бумагой и пр. В этой статье мы поговорим о том, что собой представляет лазерная металлообработка, которую относят к одной из передовых техник работы с металлом.

Благодаря современному оборудованию, позволяющему выполнять необходимые настройки мощности лазера и выбирать глубину проникновения луча, можно резать и выполнять гравировку в соответствии с любыми потребностями клиента. Какие типы лазерной металлообработки существуют и в чем ее основные преимущества, узнаете из нашей статьи.

Особенности лазерной металлообработки

Из названия сразу становится понятно, что лазерную металлообработку выполняют посредством лазерного луча, который подается из специальной установки. Благодаря своим свойствам луч на небольшой площади обрабатываемой поверхности фокусирует энергию высокой плотности. В результате обрабатываемый материал начинает активно разрушаться (плавиться, сгорать, испаряться и т. п.).

Оборудование для лазерной металлообработки способно сконцентрировать на обрабатываемой поверхности энергию плотностью 108 Ватт на квадратный сантиметр. Понять, каким образом получается подобный эффект, невозможно, не разобравшись предварительно со свойствами лазерного луча. Для него характерны:

Постоянство длины и частоты волн (монохроматичность). В этом состоит его основное отличие от световых волн. Благодаря такому свойству не составляет труда сфокусировать луч на любой поверхности, воспользовавшись обычными оптическими линзами.
Высокая направленность и небольшой угол наклона. Это дает возможность получить сфокусированный луч.
Когерентность, означающее согласованность и резонирование большого числа волновых процессов, происходящих в лазерном луче. Благодаря этому суммарная мощность излучения возрастает в разы.

В двух словах лазерную металлообработку можно описать следующим образом. Луч, воздействуя на обрабатываемую поверхность, быстро нагревает и расплавляет ее. А так как он продолжает действовать на подвергаемый обработке металл, то температура в месте контакта достигает точки кипения, заставляя материал испаряться.

Какие существуют типы лазеров

Есть несколько технологий лазерной резки металла, определяемых в зависимости от вида рабочего элемента – лазера, и его мощности. На сегодняшний день можно выделить три основных вида лазерных установок:

твердотельные с мощностью, не превышающей 6 кВт;
мощность газовых установок достигает 20 кВт;
самыми мощными являются газодинамические установки, минимальная мощность которых составляет 100 кВт.

В промышленности в основном используются твердотельные установки, предназначенные для лазерной металлообработки.

Лазерное излучение в подобных установках, за счет которого и происходит резка металла, может быть как импульсным, так и непрерывным. Рабочие элементы (рабочее тело) в таких устройствах представлены рубином, стеклом с примесью неодима или флюорита кальция. Основным преимуществом этого типа оборудования является возможность создания мощнейшего лазерного импульса за доли секунды. Газовые лазерные установки больше соответствуют научным либо техническим целям, в промышленности они находят применение нечасто.

Рабочим телом в такого рода оборудовании является смесь газообразных веществ, которая применяется в процессе лазерной металлообработки. Установки работают за счет азота, углекислого газа и гелия. Электрический ток, воздействуя на атомы этих газов, возбуждает их, благодаря чему начинают проявляться такие свойства, как монохроматичность и направленность. Именно их и можно назвать основными достоинствами газовых лазерных установок.

Самыми мощными являются газодинамические лазеры, рабочим веществом которых является углекислый газ.

Процесс лазерной металлообработки выглядит следующим образом: нагретый до определенной температуры углекислый газ поступает в узкий канал, в котором происходит расширение его структуры, после чего газ охлаждается. В результате образуется необходимая энергия, за счет которой и выполняется лазерная резка металлов.

Что можно сделать с помощью лазерной металлообработки

Среди основных технологий лазерной металлообработки можно выделить прямое лазерное спекание, лазерную и лазерно-механическую гибку, лазерную сварку, лазерное сверление и лазерную резку. Остановимся на каждом из этих процессов немного подробнее.

1. Прямое лазерное спекание металлов.

Прямое лазерное спекание металлов – обладающий высоким потенциалом способ, позволяющий быстро изготавливать металлические прототипы. С его помощью производят металлические формообразующие вставки пресс-форм, которые в дальнейшем используются в процессе литья пластмасс под давлением, а также изготавливают образцы и прототипы разного рода деталей.

В процессе лазерного спекания металлический порошок при помощи лазерного луча постепенно наплавляют по контуру заготовки. Для этого при таком виде лазерной металлообработки используются 3D-данные. Для изготовленных посредством данной технологии деталей характерны высокая прочность, а также устойчивость к разного рода механическим воздействиям.

При помощи лазерного спекания обрабатывают следующие материалы:

высококачественную сталь;
инструментальную сталь;
титан;
алюминий.

2. Лазерная и лазерно-механическая гибка металлов.

Этот вид лазерной металлообработки предполагает, что заготовки будут загибаться под воздействием лазерного луча. Узконаправленный нагрев металлической пластины приводит к тому, что она начинает расширяться в определенном месте, однако ее расширение невозможно из-за расположенных рядом холодных частей поверхности, не подвергавшихся воздействию лазера. Возникающее в процессе механическое напряжение приводит к сгибанию плоской пластины. Процесс сопровождается пластическими деформациями металла, за счет которых пластина не возвращается к прежней форме, а остается деформированной и после того, как остынет.

При выполнении лазерно-механической гибки металлов места сгиба нагревают лазерным лучом, а затем механически сгибают. Использование этой технологии позволяет снизить прилагаемые механические усилия для деформации заготовки, увеличив при этом относительное удлинение при разрыве металла. Таким образом, обеспечивается возможность придать заготовке больший угол, хотя радиус изгиба будет при этом меньшим.

3. Лазерное сверление металлов.

При подобном способе обработки металлов не образуется стружка. Лазерная установка направляет внутрь детали такое количество энергии, что она ионизирует и испаряет материал в месте воздействия.

Большая разница в давлении между всей деталью и местом сверления приводит к отбрасыванию ионизированного пара (точнее, плазмы) в сторону. При использовании этого способа металлообработки необходимо следить за тем, чтобы по краям просверленного отверстия не образовывалось наплавление металла.

4. Лазерная сварка металлов.

Технология лазерной сварки металлов предполагает соединение деталей конструкций за счет воздействия лазерного луча. Он выступает в роли источника сконцентрированной тепловой энергии. При лазерной сварке образуется тонкий сварочный шов, достигается большая глубина и высокая скорость работы. Технология находит применение в промышленном производстве крупных партий деталей, например, в автомобилестроении.

Лазерную сварку можно отнести к универсальным способам соединения деталей, она одинаково хороша для обработки углеродистой стали, высокопрочной низколегированной стали, а также для заготовок из нержавеющей стали, алюминия и титана. Этот вид лазерной металлообработки отличается высоким качеством, схожим с электронно-лучевым методом соединения металлов. На скорость работы влияет количество затраченной энергии, а также тип и толщина заготовок. Мощные газовые установки прекрасно справляются с производством крупных серий деталей.

5. Лазерная резка металлов.

К этой технологии обращаются при необходимости разрезания листового металла, а также для изготовления трехмерных заготовок, например, таких, как трубы или профили.

Лазерная резка металлов незаменима при работе с заготовками, имеющими сложную геометрическую форму (двух- или трехмерную). Без данной технологии не обойтись в случаях, когда обработка должна быть выполнена не только точно, но и быстро (в основном, со скоростью от 10 до 100 и более м/мин), при необходимости производства трехмерных вырезов (включая, работу с труднодоступными местами заготовки), а также при выполнении бесконтактной работы с деталями практически без приложения усилий.

Если сравнивать лазерную металлообработку с прочими видами обработки металлов (например, вырубкой в штампе), она будет экономически обоснованной, даже если речь идет об изготовлении деталей небольшими партиями.

В наши дни производятся комбинированные установки, сочетающие в себе, кроме преимуществ лазера, также и достоинства, которыми обладают вибрационная высечка и вырубка в штампе. С их помощью можно осуществлять не только лазерную резку контуров заготовок, но и работать с вырубной головкой. Подобные установки оснащаются фокусированными мощными лазерами. В основном пользуются углекислотными (газовыми) аппаратами, однако все чаще обращаются к твердотельному и волоконному лазеру. Последний обладает большей эффективностью и лучше поддается фокусировке.

Лазерная металлообработка, резка и гибка осуществляется путем:

плавления обрабатываемого материала;
испарения металла.

Второй вариант предполагает использование более мощного оборудования, что повышает расход электроэнергии и может быть необоснованным с экономической точки зрения. Кроме того, подвергать такой обработке можно только детали определенной толщины (тонкостенные).

Чаще всего прибегают к лазерной резке металлов путем плавления обрабатываемого материала. С недавних пор при ее выполнении используются газы (кислород, азот, воздух, инертные), направляемые в место реза за счет специальных установок.

Этот способ лазерной металлообработки снижает затраты электроэнергии, увеличивает скорость обработки, позволяет пользоваться установками невысокой мощности для обработки толстостенных металлов. Такую технологию нельзя назвать именно лазерной резкой, скорее, этому способу подойдет название газолазерного.

Преимущества лазерной резки металлов

Среди прочих видов лазерной металлообработки наибольшим спросом пользуется резка металлов, обладающая следующими достоинствами:

Универсальностью. При помощи лазера можно резать различные материалы – хрупкие и более прочные металлы, пластик или дерево. Использование лазера не предполагает механического контакта с заготовкой. При этом получаемые детали могут иметь совершенно любую форму.
Точностью. Лазерная металлообработка позволяет получить максимально точный разрез. К тому же деталь не будет деформирована или поцарапана, она выйдет совершенно ровной и гладкой.
Широким диапазоном толщины металла. При помощи лазера можно резать медь и латунь, толщина которых составляет от 0,2 до 14 мм, сталь и изделия из алюминиевых сплавов толщиной от 0,2 до 20 мм, нержавеющую сталь, толщина которой может достигать 50 мм.
Отсутствием необходимости в дальнейшей обработке. Детали, которые получают в результате лазерной резки, можно сразу же использовать по назначению.
Оперативностью. Лазурные установки позволяют в сжатые сроки работать как с тонкими стальными листами, так и с конструкциями, изготовленными из твердых сплавов.
Экономической выгодой. Благодаря лазерной резке можно отказаться от дорогостоящих работ по штамповке и литью. Это особенно актуально при необходимости работы с малыми партиями деталей. Так как заготовки не нуждаются в дальнейшей обработке, а производительность установок и скорость их работы высока, эти факторы снижают себестоимость готовых деталей.

Благодаря лазерной резке можно изготавливать детали, имеющие любую герметическую форму, в том числе сложную. При этом сама резка осуществляется очень быстро и предельно точно.

К недостаткам лазерной металлообработки можно отнести высокую цену, отсутствие постоянства в скорости производства, а также работу лишь с заготовками ограниченных размеров. Лазерной резке можно подвергать листы, величина которых не превышает 150 на 300 см. Технология также не подходит для работы с толстостенными металлами. Не стоит забывать и о том, что на эффективность обработки в большей части влияет тип используемого лазера.

Имейте в виду, что отличный результат может гарантировать только профессионал. Неправильная либо неумелая работа с лазерной установкой может повлечь за собой порчу материала.

Почему следует обращаться к нам

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Читайте также: