Художественная резка лазером по металлу

Обновлено: 20.09.2024

В настоящее время лазерная резка является одной из самых современных технологий металлообработки. С помощью нее выполняется раскрой и разрезание листового материала. Мощный лазер продуцирует тончайший световой луч, который локально воздействует на объект. В результате можно добиться высочайшей точности при создании любой, самой необычной формы изделия. Лазерная резка листового металла обладает таким количеством преимуществ среди всех методов металлообработки, что ее популярность вполне обоснована.

Простой принцип лазерной резки металла

Станок для резки листового материала способен создавать концентрацию энергии на поверхности заготовки с плотностью в 108 Вт на 1 см 2 . Такой эффект достигается за счет уникальных свойств луча лазера, а именно:

Имеет постоянную длину и частоту волны, то есть монохроматичен, что выгодно отличает его от световых волн. Монохроматичность дает возможность фокусировать луч на любой поверхности через обычные оптические линзы.
Исключительно высокая направленность и малый угол расходимости. Эти свойства луча позволяют выполнять качественную фокусировку.
Когерентен, то есть большинство волновых процессов внутри луча согласованы между собой, а все вместе значительно повышают суммарную мощность излучения.

При лазерной резке материала зона плавления быстро распространяется вглубь изделия. Это обуславливается высокой теплопроводностью материала. Далее под воздействием лазера температура в зоне резки достигает точки кипения, и начинается испарение материала.

Резка металла лазером может выполняться следующими способами:

Лазерная резка листового металла при помощи испарения выполняется только на очень мощном оборудовании. Соответственно, энергии тратится достаточно много. Прежде чем пользоваться этим методом, необходимо рассчитать его экономическую целесообразность. Кроме того, данный прием не позволяет обрабатывать толстые листовые заготовки. Испарение обрабатываемого металла применяется только для обработки тонкостенных деталей.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Метод плавления металлической заготовки лазером получил более широкое распространение. Его популярность объясняется более высокой продуктивностью при низких энергозатратах. Этот способ позволяет обрабатывать более толстый листовой материал при помощи маломощного оборудования. Безусловно, данный прием нельзя назвать резкой лазером в чистом виде, скорее это газолазерная технология.

Оборудование для лазерной резки листового металла

Приведем основные разновидности оборудования для обработки листового материала лазером:

Твердотелое оборудование. Устройство этого типа работает при помощи кристалла рубина (алюмоиттриевого граната, неодимового стекла), на который подается поток света под определенным углом. Сфера применения твердотелого оборудования: резка цветных металлов, гравировка, небольшие слесарные работы. В основном такие станки можно встретить в небольших мастерских.
Газовая установка. Ее работа строится на том, что газ заряжается, проходя через электрическое поле. После этого он способен излучать монохроматический свет. Самыми распространенными моделями являются щелевидные, в которых используется углекислый газ. Это очень простые и мощные установки компактных размеров.
Газодинамическая установка. Представляет собой мощное и сложное устройство, в котором углекислый газ разогревается до высочайшей температуры (до +3000 °С). После этого он пропускается через узкое сопло и расширяется. Выделяемая энергия при последующем охлаждении помогает сформировать тонкий луч. Это процедура отличается высокой стоимостью в сочетании с отменным качеством полученного изделия.

Резка листового металла с помощью лазерных комплексов

Современные технологии развиваются быстрыми темпами, поэтому сейчас существует много разных видов станков для лазерной резки листового металла.

На смену простым механическим резакам, отличающимся низкой производительностью и чрезмерно шумной работой, пришли многокоординатные аппараты. В зависимости от направления производства и экономических расчетов можно подобрать оптимальный по мощности лазер. Прецизионные обрабатывающие станки с ЧПУ способны выдавать готовую продукцию с точностью до 0,005 мм. При этом зона обработки на некоторых станках может достигать нескольких квадратных метров.

Современное оборудование позволяет значительно снизить воздействие человеческого фактора на производственный процесс. Большинство операций лазерной резки выполняются в автоматическом режиме. Форма и размеры изделия задаются в программном блоке. Он координирует деятельность лазера и рабочего стола, где зафиксирована заготовка. Наилучшее расстояние для эффективного резания устанавливается автоматически, так как станки оснащены системой настройки фокуса.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Температура станка регулируется с помощью специальных теплообменников. Оператор в любой момент может проверить контрольные данные текущего состояния агрегата. Для подключения газобаллонного оборудования станок обеспечен системой клапанов. Через них в рабочую зону подается вспомогательный газ. Чтобы снизить нагрузку на вытяжную вентиляцию, современное оборудование имеет систему дымоулавливания. Безопасность обслуживающего персонала обеспечивает защитный кожух, которым закрыта область обработки.

Благодаря современному оборудованию точность лазерной резки листового металла повысилась, а сам процесс значительно упростился. Теперь достаточно правильно задать необходимые числовые параметры и на выходе получить готовую деталь. Отдельные параметры станка и квалификация оператора оказывают значительное влияние на производительность оборудования.

Современная концепция роботизированного производства направлена на освобождение человека от тяжелого труда. Новейшие технологии обработки листового металла при помощи лазера гармонично вписываются в данную идею.

Существует несколько типов лазерных станков. Универсальные стоят гораздо дороже, чем специализированные. На них можно выполнить сразу несколько операций и получить готовое изделие сложной формы. Специализированные станки имеют более узкую направленность. Широкий ассортимент станочного оборудования позволяет найти оптимальное решение для любого потребителя.

Плюсы и минусы лазерной резки листового металла

Обработка листового материала лазером имеет целый ряд преимуществ, выгодно отличающих этот способ от других методов обработки.

Перечислим основные достоинства метода:

позволяет обрабатывать заготовки разной толщины: лазерная резка алюминия – 0,2–2 см, нержавейки – толщиной до 1,2 см, углеродистой стали – 0,5–2 см, латуни и меди – 0,2–1,5 см;
ширина реза от 0,1 до 1 мм;
не возникает непосредственного контакта рабочего инструмента с поверхностью детали, поэтому можно обрабатывать хрупкие и ломкие материалы;
не требуется дополнительной финишной обработки;
высокая производительность (особенно при сопоставлении с резкой металла кислородом);
управлять оборудованием достаточно просто и легко (достаточно загрузить чертеж изделия в блок управления);
резка тонколистового проката выполняется с высокой скоростью;
возможна резка материала под углом и в различных направлениях;
резка в небольших количествах экономически более выгодна, чем использование операций штамповки и литья;
позволяет достичь точного реза с ровными краями, вследствие чего деталь можно сразу отправлять на другой участок обработки;
можно изготавливать изделия сложных форм;
компактное расположение деталей на листе раскроя позволяет значительно экономить материал.

Недостатками лазерной резки листового металла можно считать следующие факторы:

высокая стоимость;
резка бронзы, алюминия, легированной стали и латуни отличается низкой продуктивностью;
не позволяет обрабатывать заготовки любой толщины;
могут возникать сложности с последующей операцией – гибкой, если при резке возникало подкаливание материала.

Особенности лазерной резки определенных металлов и сплавов

Чистый титан прекрасно поддается резке лазером. Чтобы повысить скорость работы, можно использовать кислород. Негативной стороной этого способа является аккумулирование оксидного слоя по линии реза. Хотя при помощи кислородной струи этот слой легко удаляется.

Высокая теплопроводность алюминия и значительный коэффициент отражения от длины волны придают свои особенности процессу обработки. Для работы с алюминием лучше использовать лазер мощностью более 500 Ватт с точной фокусировкой луча. Вспомогательный газ будет способствовать удалению расплавленного материала из области реза. Соответственно, качество лазерной резки листового металла будет более высокое, чем у ленточной пилы.

Обработка медных и латунных листовых заготовок будет протекать аналогично работе с алюминием. Это объясняется тем, что данные материалы схожи по многим параметрам. Их небольшим отличием является то, что медь и латунь способны поглощать небольшое количество энергии.

Инструментальная листовая сталь прекрасно поддается лазерной резке. Ее свойства во многом похожи на характеристики легированной.

Лазерная резка листового металла пользуется особой популярностью в связи с тем, что растет потребность клиентов в различных деталях из нержавеющей стали. При использовании луча лазера зону термического влияния можно существенно минимизировать, что позволяет сохранять определенные свойства материала, включая устойчивость к коррозии. Из-за того, что нержавеющая сталь не способна взаимодействовать с кислородом, скорость резки может снижаться.

Лазерной резке поддаются практически все виды сталей. Если говорить об отдельных разновидностях, то, например, хромомолибденовая и хромоникелевомолибденовая сталь показывают максимальную точность реза и отсутствие каких-либо шероховатостей.

От чего зависит цена лазерной резки листового металла

Разберем подробнее, какие параметры оказывают влияние на стоимость лазерной резки листового металла:

Сложность задачи. В зависимости от особенностей фигурных элементов может значительно изменяться цена резки металла лазером. Например, стандартная прямая резка листового металла не вызовет таких затрат, как лазерный раскрой и перфорация форм повышенной сложности по индивидуальному проекту.

Применяемая технология. Гораздо больше стоят работы, которые необходимо выполнять на сложном автоматизированном оборудовании с применением новейших методов и сложнейшего программного обеспечения процесса лазерной резки листового металла.
Параметры заготовки. Стоимость резки зависит от толщины и размера листового металла, который необходимо обработать. Эти параметры могут значительно затруднять процесс резки, поскольку на крупных заготовках сложнее точно позиционировать режущий инструмент.

Несмотря на высокую стоимость лазерной резки листового металла, она пользуется популярностью, потому что позволяет добиваться хороших результатов. Кроме того, многие компании делают скидки в зависимости от объема работ.

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.

Художественная резка металла

Художественная обработка металла в Москве — популярная услуга. Благодаря ей создаются изделия с оригинальным дизайном:

уличную мебель;
мангалы;
ограждения и ворота;
элементы декора крыш, беседок и дворов;
решетки для каминов и маскировки электронных приборов;
декоративные панно.

Компания производит продукцию любой сложности: объемные детали, криволинейные формы, хрупкие конструкции. Наши изделия обладают отличными эстетическими и эксплуатационными свойствами.

Заказать услугу -->

Схема нашей работы

Оформление заказчиком заявки на сайте или по телефону

Согласование с заказчиком деталей и стоимости услуг

Запуск производственного процесса

Тщательный контроль качества изготовленной продукции

Отгрузка изделий клиенту

От чего зависит цена художественной резки металла

Цена художественной резки зависит от вида металла, площади и сложности наносимого рисунка. Стоимость заказа определяется для каждого клиента в индивидуальном порядке. Подробную информацию по этому вопросу можно получить по телефону у наших консультантов.

Примеры работ

Как выполняется художественная обработка металла и с какими металлами работаем?

Компания «СтальЛист» занимает лидирующую позицию среди металлообрабатывающих предприятий Москвы. В арсенале компании несколько цехов и крупный станочный парк. Мы осуществляем художественную обработку следующих видов металлов:

черной и нержавеющей стали;
латуни;
меди;
алюминия.

Фигурная обработка листового металла выполняется несколькими способами. Одна из самых эффективных технологий — лазерная резка. Во время технологического процесса происходит узконаправленное тепловое воздействие на поверхность металла. Благодаря этому даже из грубого материала удается создать декоративное изделие.

Лазерная обработка состоит из трех этапов:

Разработка необходимых чертежей.
Внесение нужных параметров в компьютерную программу, которая управляет лазером.
Раскрой металла лазерным лучом.

Эта технология отличается высокой точностью резки, возможностью обработки листового материала любой толщины.

Преимущества работы с компанией «СтальЛист»

Мы рады предложить нашим заказчикам:

высокую скорость работы. Строгое соблюдение сроков изготовления изделий;
доставку продукции до дверей на транспорте компании;
гибкую систему оплаты. Для наших заказчиков предусмотрены скидки в зависимости от объема работ.

Оформив заказ, будьте уверены, что технологические процессы будут проводиться на передовом оборудовании. Квалифицированные специалисты изготовят продукцию по вашим эскизам или составят собственные чертежи, исходя из пожеланий клиента. Выполненные нами изделия будут радовать своей новизной и оригинальным дизайном.

Другие популярные услуги на нашем предприятии:

Гибка металла применяется для придания металлической заготовке определенной геометрии.

Лазерная резка металла

Лазерный раскрой металла – это процесс резки листа с помощью точно направленного лазера высокой мощности

Процесс осуществляется путем нанесения ровного слоя краски на металлическое изделие при помощи положительно-заряженных частиц.

Лазерная резка металла: основные принципы производства

По технологическим особенностям лазерная резка металла похожа на газовую резку и отличается только рабочей средой: вместо газовоздушного используется световое копье, которое нагревает материал на участке реза с последующим его разрушением. Это световое копье, или луч, называется лазером, из-за чего данный процесс и получил название лазерного раскроя металла.

Зона нагрева реза при лазерной резке листового металла имеет крайне малую площадь, благодаря чему передаваемая лазером энергия фокусируется до высокой плотности, испаряя материал. Толщина реза при этом получается настолько небольшой (от 0,1 мм), что резка металла лазером считается очень точной и малозатратной, уступая в данных значениях лишь плазменной резке.

В силу этих технологических особенностей услуги по резке металла лазером востребованы в высокоточных отраслях, где предъявляются серьезные требования к четкой геометрии используемых элементов и узлов. Также лазерная резка металла широко применяется в работе с дорогостоящим сырьем, потери которого в процессе обработки следует снизить до минимума.

Используемому при лазерном раскрое металла оборудованию требуются высокие токи. Большой стоимостью отличаются расходные материалы, вследствие чего процедура имеет солидную цену. Это несколько ограничивает повсеместное использование резки металла лазером во всех отраслях промышленности.

Еще одной особенностью данной процедуры остается отсутствие мобильности оборудования, которому требуется подключение к электроэнергии специфических параметров. Компания «СтальЛист» обладает соответствующим техническим обеспечением и богатым опытом для того, чтобы оказывать услуги по лазерной резке металла в Москве под заказ и по разумным ценам, что избавляет от необходимости приобретения дорогостоящих агрегатов.

Преимущества и недостатки лазерной резки металла

Обладая несомненными преимуществами, резка металлоизделий лазером по многим направлениям вытесняет иные виды металлообработки.

Самое главное из достоинств – возможность проводить рез высоколегированных и нержавеющих сталей, а также деталей из сплавов цветных металлов.
Работа с широким диапазоном толщины листа: для сталей – от 0,2 до 25 мм, для нержавейки – до 12 мм, для меди и латуни – от 0,2 до 4 мм, для алюминиевых сплавов – от 0,2 до 14 мм.
Максимальная безопасность оператора оборудования, так как при резке металлических листов лазером исключен контакт с обрабатываемой заготовкой. Параллельно повышается и сохранность хрупких заготовок, исключается риск их повреждения.
Агрегат, выполняющий лазерный раскрой металла, имеет электронное управление, за счет чего легко управляем посредством загрузки в блок ЧПУ определенного чертежа, составленного в специальной программе. При этом существенно снижается вероятность погрешности и повышается точность реза – до 0,1 мм.
Лазерная резка листового металла обладает еще и высокой производительностью: скорость обработки позволяет выполнять огромный объем работы с существенной экономией времени.

Если технологические требования к конечному продукту позволяют использовать газовую резку или штамповку деталей, то использование лазерных аппаратов будет нерентабельным из-за высокой себестоимости получаемой продукции.

Виды оборудования для лазерной резки

Классификация аппаратов основывается на видах активной среды, посредством которой аккумулируются световое копье и лазерная энергия.

Суть действия таких аппаратов заключается в активизации среды световым лучом, передающим электрический импульс, заставляющий газ излучать свет. Чаще всего в качестве рабочей среды используется углекислый газ СО2. Подобное оборудование отличается дополнительными преимуществами, заключающимися в более компактных габаритах, простотой в эксплуатации и повышенной мощностью. СО2-лазеры отличаются наиболее востребованным диапазоном мощностей (6−20 кВт), в силу чего они более часто используются в оказании услуг по лазерной резке металлоизделий.

Концентрация луча осуществляется посредством ламп накачки и отражающего стержня, изготовленного из искусственного рубина в сочетании с неодимом иттриевого граната. Основная особенность твердотельных лазеров – невысокая мощность (до 6 кВт).

Принцип действия этих аппаратов заключается в высоком нагреве газовой среды, которая затем пропускается через узконаправленное сопло. Нагретая масса, приобретая высокую скорость, осуществляет рез, после чего остывает.

Что такое лазерная резка металла?

Для высокоточной обработки слоистых материалов, бумаги, полимеров, керамики, стали и металлических сплавов, дерева, композитов, горных пород используется лазерная резка. Данная производственная технология позволяет при снижении механического напряжения на обрабатываемую и разделяемую заготовку добиться повышенного качества изделия.

Сфокусированный луч лазера, производя локальный нагрев в зоне воздействия, испаряет часть материала при отсутствии механического контакта с деталью в процессе изготовления. За счет высокой концентрации энергии в рабочей точке можно подвергать лазерной резке заготовки любой твердости.

Как работает лазерный станок

Все типы лазерных станков или резаков, отличаясь конструктивно, работают по единому принципу высокотемпературного локального воздействия. Главным модулем выступает лазерный резонатор, в котором концентрируется мощность луча посредством системы зеркал. Далее интенсивный свет передается на режущую головку, оснащенную фокусирующей линзой. Луч сужается до микронных значений при дальнейшем повышении энергетической мощности и буквально разрезает либо растрирует заготовку в направленной точке.

При этом единственной механической частью станка с ЧПУ является сама режущая лазерная головка, установленная на XY-портале. При получении команды модуль приводится в движение цепочной или ременной передачей, точно перемещаясь согласно заложенной программе в пределах рабочего поля.

Портал способен передвигаться по всей заготовке, посылая температурный луч по заданию оператора, оставляя разрезы в указанных местах. Сам фокус приходится точно на поверхность материала, который находится в обработке на станине. Поэтому важно перед началом процедуры реза провести точную фокусировку.

Конструкция лазерных резаков подразумевает разный диапазон мощности воздействия на растрируемую заготовку, что определяет вид материала и его толщину. Повышенной мощностью отличаются промышленные лазеры, способные обрабатывать листовое сырье в больших масштабах. На тонких или легковоспламеняющихся материалах применяются маломощные резаки, выполняющие тонкие резы при пониженном температурном воздействии.

Виды лазерного луча

В зависимости от технологии фокусировки лазерного луча резаки подразделяются на:

твердотельные, с максимальной мощностью в пределах 6 кВт. Работая в непрерывном или импульсном режиме, такой станок способен создавать агрегатную активную среду для реза тонких заготовок или воспламеняющихся материалов с минимальным риском повреждения последних;
газовые, являющиеся средним звеном станочного оборудования за счет мощности в диапазоне от 6 до 20 кВт. Агрегатно-активной средой в них выступает специальный газ, который при прохождении через него электрического импульса превращается в монохромный направленный высокотемпературный луч;
газодинамические, обладающие большой мощностью − до 100 кВт, применяются на заготовках повышенной толщины и объемности. В них активной средой также является газ, подвергаемый нагреву. Температура затем передается лучевой трубке, посредством которой осуществляется резка.

При правильном подборе лазерного оборудования учитывается множество критериев, касающихся номенклатурных параметров разрезаемого материала, расстояния реза, вида сырья (скорость резки), а также технологических требований к готовой продукции.

Где применяется лазерная резка

В промышленности действуют высокие требования к точности изготовленных изделий, что обуславливает широкое использование лазеров. Такое оборудование востребовано в выпуске продукции в небольших партиях, где во главу угла контрольная приемка ставит качество деталей, а не их количество (при соблюдении заданных параметров с недопущением больших значений погрешности). Также лазерный станок необходим для экономии процессуального времени при работе с цветными металлами: алюминием, медью, латунью и другими.

Преимущества и недостатки лазерной резки

Технология лазерного реза изделий обладает множеством достоинств, которые при рациональном подходе существенно снижают себестоимость изготовления продукции и расхода сырья.

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.

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.

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.

Читайте также: