Лазер который прожигает металл

Обновлено: 26.04.2024

Лазерная резка является наиболее прогрессивной, но и дорогой по стоимости технологией. Зато с ее помощью можно достичь таких результатов, которые не под силу другим способам обработки металла. Способности лазерных лучей придавать любому материалу нужную форму поистине безграничны.

Уникальные возможности лазера основываются на характеристиках:

Четкая направленность – за счет идеальной направленности лазерного луча энергия фокусируется в точке воздействия с минимумом потерь,
Монохроматичность – у лазерного луча длина волн фиксирована, а частот — постоянна. Это позволяет сфокусировать его обычными линзами,
Когерентность – у лазерных лучей высокий уровень когерентности, поэтому их резонансные колебания усиливают энергию на несколько порядков,
Мощность – вышеперечисленные свойства лазерных лучей обеспечивают фокусировку энергии высочайшей плотности на минимальной площади материала. Это позволяет разрушать или прожигать любой материал на микроскопически малом участке.

Устройство и принципы работы

Любое лазерное устройство состоит из следующих узлов:

источника энергии;
рабочего органа, продуцирующего энергию;
оптоусилителя, оптоволоконного лазера, системы зеркал, усиливающих излучение рабочего органа.

Лазерным лучом точечно создается нагрев и плавление материала, а после продолжительного воздействия — его испарение. В результате шов выходит с неровным краем, испаряющийся материал осаждается на оптике, что сокращается срок ее эксплуатации.

Для получения ровных тонких швов и удаления паров используют технику выдувания инертными газами или сжатым воздухом продуктов расплава из зоны воздействия лазера.

Заводские модели лазеров, оборудованные высококлассными материалами, могут обеспечить хороший показатель углублений. Но для бытового использования у них слишком высокая цена.

Модели, изготовленные в домашних условиях, способны врезаться в металл на глубину 1-3 см. Этого хватит, чтобы изготовить, например, детали для декорирования ворот или заборов.

В зависимости от используемой технологии резаки бывают 3-х видов:

Твердотельные. Компактны и удобны в использовании. Активный элемент – кристалл полупроводника. У моделей с малой мощностью вполне доступная цена.
Волоконные. В качестве элемента излучения и накачки используется стекловолокно. Достоинствами волоконных лазерных резаков являются высокий КПД (до 40%), длительный срок эксплуатации и компактность. Так как при работе выделяется мало тепла, нет нужды в установке системы охлаждения. Можно изготавливать модульные конструкции, позволяющие объединять мощности нескольких головок. Излучение транслируется по гибкому оптоволокну. Производительность таких моделей выше твердотельных, но их стоимость дороже. . Это недорогие, но мощные излучатели, основанные на использовании химических свойств газа (азота, углекислого газа, гелия). С их помощью можно варить и резать стекло, резину, полимеры и металлы с очень высоким уровнем теплопроводности.

Самодельный бытовой лазер

Для выполнения ремонтных работ и изготовления металлических изделий в быту часто требуется лазерная резка металла своими руками. Поэтому домашние умельцы освоили изготовление и успешно пользуются ручными лазерными устройствами.

По стоимости изготовления для бытовых нужд больше подходит твердотельный лазер.

Мощность самодельного прибора, конечно же, нельзя даже сравнивать с производственными аппаратами, но для использования в бытовых целях он вполне подойдет.

Как собрать лазер, используя недорогие запчасти и ненужные предметы.

Для изготовления простейшего прибора понадобятся:

лазерная указка;
фонарик на аккумуляторных батареях;
пишущий CD/DVD-RW (подойдет старый и неисправный);
паяльник, отвертки.

Процесс изготовления лазерного резака

Из компьютерного дисковода нужно извлечь красный диод, который прожигает диск при записи. Обратите внимание, что дисковод должен быть именно пишущим.

После демонтажа верхних крепежей, извлекают каретку с лазером. Для этого аккуратно снимают разъемы и шурупы.

Для извлечения диода необходимо распаять крепления диода и извлечь его. Делать это нужно предельно аккуратно. Диод очень чувствительный и его легко повредить, уронив или резко встряхнув.

Из лазерной указки извлекают содержащийся в ней диод, и вместо него вставляют красный диод из дисковода. Корпус указки разбирают на две половинки. Старый диод вытряхивают, подковырнув острием ножа. Вместо него помещают красный диод и закрепляют клеем.
В качестве корпуса лазерного резака проще и удобнее использовать фонарик. В него вставляется верхний фрагмент указки с новым диодом. Стекло фонарика, являющееся для направленного лазерного луча преградой, и части указки надо удалить.

На этапе подключения диода к питанию от аккумуляторных батарей важно четко соблюсти полярность.

На последнем этапе проверяют, насколько надежно зафиксированы все элементы лазера, правильно подключены провода, соблюдена полярность и ровно установлен лазер.

Лазерный резак готов. Из-за малой мощности использовать в работе с металлом его нельзя. Но если необходим прибор, режущий бумагу, пластик, полиэтилен и другие подобные материалы, то этот резак вполне подойдет.

Как усилить мощность лазера для резки металла

Изготовить более мощный лазер для резки металла своими руками можно, оснастив его драйвером, собранным из нескольких деталей. Посредством платы резаку обеспечивается нужная мощность.

Понадобятся следующие детали и приборы:

пишущий CD/DVD-RW (подойдет старый или неисправный), со скоростью записи больше 16х;
аккумуляторы по 3,6 вольт – 3 шт.;
конденсаторы на 100 пФ и на 100 мФ;
сопротивление 2-5 Ом;
коллиматор (вместо лазерной указки);
стальной светодиодный фонарь;
паяльник и провода.

К диоду нельзя подключать источник тока напрямую, иначе он сгорит. Диод берет подпитку от тока, а не от напряжения.

Фокусировка лучей в тонкий луч производится при помощи коллиматора. Он используется вместо лазерной указки.

Продается в магазине электротоваров. В этой детали есть гнездо, куда монтируется лазерный диод.

Сборка лазерного резака такая же, как у описанной выше модели.

Чтобы снять статичность с диода, вокруг него наматывают алюминиевую проволоку. С этой же целью можно использовать антистатические браслеты.

Советы по сборке

Для проверки работы драйвера измеряют мультиметром силу тока, подаваемого на диод. Для этого к прибору подсоединяют нерабочий (или же второй) диод. Для работы большинства самодельных устройств достаточна сила тока 300-350 мА.

Если нужен более мощный лазер, показатель можно увеличить, но не более 500 мА.

В качестве корпуса для самоделки лучше использовать светодиодный фонарик. Он компактный и его удобно использовать. Чтобы не испачкались линзы, устройство хранят в специальном чехле.

Важно! Лазерный резак является своего рода оружием, поэтому нельзя направлять его на людей, животных и давать в руки детям. Носить его в кармане не рекомендуется.

Следует заметить, что лазерная резка своими руками толстых заготовок невозможна, но с бытовыми задачами он вполне справится.

Мой опыт использования лазерного гравера

Привет, Geektimes! Пишет студент института ИТМО программы «лазеры для информационно-коммуникационных систем». Этим летом у меня появился шанс поработать с лазерным гравером. Хочу поделиться своими наблюдениями по этому поводу и описать свою работу.

Сначала про сам аппарат — табличка с обратной стороны говорит:

— Machine Name: Fiber Laser Machine
— Model: LP-FLM 50
— Manufacturer: LaserPower Technology (Suzhou) Co., Ltd.
— Power Supply: AC220V, 50/60hz
— Программное обеспечение станка — Ezcad 2.0.

Прогуглив модель, по первой ссылке про него можно найти больше информации:

— Мощность: 50 Вт
— Длина волны: 1064
— Маркировка площадь: 110ммx110мм, 200ммx200мм, 300ммx300мм
— Минимальная ширина линии: 0,03 мм
— Минимальный размер символов: ≤0.05 мм
— Скорость маркировки: ≤7000 мм/с
— Ширина импульса: ≤60микро с
— Охлаждение: охлаждение воздухом
— Требование к питанию: однофазный, переменный ток 220В, 50/60Гц

Особенности:

Станок оснащен лазерным источником с длительным сроком службы. Он не требует расходников, подходит для глубокой гравировки. Высокая скорость, точность и качество маркировки.

Лазер может наносить логотипы, символы, серийные номера, штрих-коды или QR-коды на металл (углеродистая и нержавеющая сталь, алюминий, медь, латунь, цинк и т.д.) и некоторые неметаллы (пластик, резина, кожи, бумаги и т.д.).

Мне предложили провести эксперименты по нескольким направлениям, проработать несколько мини-проектов:

Изучение воздействия лазера при изменении трех его параметров (мощность, частота модуляции, скорость).
Создание печатной платы.
Генерация\воплощение идей для создания изделий под заказ.

Обработка металлов в разных режимах

Хотелось понять, как отдельные параметры лазерного гравера влияют на глубину прожига. Изначально гравировка в глубину не особо шла, делал много проходов, уменьшал шаг штриховки, но ничего не помогало. Оказалось, что обрабатываемая поверхность просто была не в фокусе. После регулировки высоты источника излучения дело пошло.

В Ezcad я нарисовал квадрат и сделал тройную штриховку. Все три слоя с одинаковым шагом 0.01 и разницей в наклоне: у первого слоя 0 градусов, у второго 45, у третьего -45.

После прожига с помощью микрометра была замерена глубина участков подвергшихся лазерному излучению.

По итогам составлены графики зависимости глубины от изменяемой величины (мощность, скорость, частота модуляции). Графики получились очень даже логичными:

Чем выше частота модуляции, тем больше воздействия лазера на поверхность, значит больше глубина.

Чем выше скорость луча, тем меньше воздействия лазера на поверхность, значит меньше глубина.

Самый логичный график, чем больше мощность тем глубже.

Создание печатной платы

Я решил сделать плату марсоход. Для этого создал инверсное изображение .bmp-формата.

Изначальная идея состояла в том, чтобы выжечь медь с поверхности, оставив дорожки. Хотел снимать медь послойно малой мощностью. Думал, что после 5-10 проходов прожига останется чистый гетинакс.

От этой идеи пришлось отказаться, так как при воздействии лазера на медь в определенный момент фольга прожигалась, и начинал испаряться гетинакс.

Возникла идея покрыть пластины краской и сжигать ее. Правда в этом случае теряется желаемая технологичность, ведь в этом случае придется выполнять обычную операцию травления платы хлорным железом.

Первые платы были с пятнами.

Скорее всего при испарении краски дым, задерживающийся над рабочей поверхностью, рассеивал луч. При втором проходе от пятен не осталось и следа.

Однако, здесь нас и поджидала следующая проблема, скрытая в конструкции аппарата. Лазерный луч отклоняется системой двух зеркал. И чем дальше от центра, тем большее получается искривление изображения.

На пластине должны были получиться перпендикулярные прямые (увы, нет). Это, конечно же, непозволительно для печатной платы. Покопавшись в настройках программы, было найдено специальное диалоговое окно учета и коррекции этого искривления.

Изменением параметров в программе искривления были сведены к минимуму. Также пытался прожигать отверстия в плате.

Сначала были неаккуратные края, потом началось получаться чище. В итоге получил отверстие с одной стороны чистое, с другой нет. Если тщательнее подобрать режимы, то получатся красивыми обе стороны. Однако, чуть позже работа над платой была приостановлена из-за надвигающейся проблемы стыковки двух поверхностей платы top/bottom. Но эту работу думаю продолжать.

Генерация\воплощение идей для создания изделий под заказ

Возникла идея печати изображений на ложках. Были куплены чайные и столовые ложки из нержавейки. Я создал для них векторное изображение. Поискал красивые рамки для вензелей, взял несколько идей и создал свою рамку в Corel Draw. При отсутствии опыта работы с этой программой получилось за 30-45 минут разобраться и перерисовать изображение (для столовой ложки).

Так прошло мое первое знакомство с лазерным гравером, 2 пункта из 3 выполнены. Если будут вопросы или идеи, пишите в комментарии.

Обзор лазерных резаков-граверов с ЧПУ до 1 млн рублей

Наряду с 3D-принтерами и фрезерными станками, лазерные резаки и гравировщики — ещё один класс ЧПУ-устройств, без которого сложно представить современное высокотехнологичное производство. Лазерный луч способен с высокой скоростью и точностью обрабатывать широчайший спектр материалов, оставляя после результат не требующий дополнительной финишной обработки.

В этом обзоре мы познакомим читателей с несколькими образцами лазерных резаков, которые могут применяться во многих областях — производство рекламных материалов, мебели, различной техники и товаров народного потребления. Эти резаки-гравировщики штатно не работают по металлу, камню или минеральному стеклу, у них не то назначение и не та мощность, но со своими задачами они справляются отлично.

На большинство моделей указаны цены, но цены эти ориентировочные — они могут меняться как в большую, так и в меньшую сторону по разным причинам. Для получения более точной информации можно посетить сайт.

Raylogic (бывший Qualitech)

Мощность лазера: 30 Вт
Размер рабочего поля: 300 Х 400 мм
Цена: 136 000 руб
Применение: маркировка, реклама, производство сувениров.

Raylogic серия 11G

Лазерные резаки-гравировщики серии 11G — производятся по высоким международным стандартам промышленного оборудования и с учетом нормативов Российских производственных компаний.

От предыдущей серии отличаются рядом нововведений увеличивших надежность, универсальность и простоту обслуживания и работы станков. Резаки оснащены последним поколением DSP-контроллеров с множеством новых функций увеличивающих скорость и производительность работы. В базовой комплектации установлены лазерные трубки компании Reci с ресурсом 10 000 часов непрерывной работы. Реечный стол делает удобной работу с листовыми материалами.

Мощность лазера: 40 Вт
Размер рабочего поля: 500 x 300 x 300 мм
Цена: 245 000 руб.
Применение: маркировка, реклама, производство изделий из фанеры и пластика.

Обновленная материнская плата, удобная система управления, усовершенствованное крепление лазерной трубки позволяющее легко производить настройку.

Работает с резиной, деревом, бумагой и фанерой, широким спектром натуральных и синтетических тканей, кожей и кожзамом, различными пластиками.

Мощность лазера: 40 Вт
Размер рабочего поля: 500 x 300 x 300
Цена: 260 000 руб.
Применение: реклама, производство табличек.

Мощность лазера: 60 Вт
Размер рабочего поля: 600 х 400
Цена: 325 000 руб.
Применение: маркировка, реклама, производство сувениров.

Работа с деревом, фанерой и шпоном тоже не представляет сложности.

Мощность лазера: 90 ватт
Размер рабочего поля: 600 х 900
Цена: 425 000 руб.
Применение: реклама, производство табличек и сувенирных изделий.

Мощность лазера: 90 Вт
Размер рабочего поля: 1200 х 900
Цена: 456 000 руб.
Применение: производство изделий из пластика, фанеры, кожи и ткани.

Мощность лазера: 120 Вт
Размер рабочего поля: 1600 x 100
Цена: 518 000 руб.
Применение: производство изделий из оргстекла, пластика, других листовых материалов.

Мощный 120 Вт лазер и охладитель на 3000 Вт, увеличенная рабочая зона и качественные лазерные трубки Reci — с ними этот резак становится хорошим рабочим вариантом для любого рекламного производства и производителей деревянных и фанерных товаров.
Лазерный гравер Raylogic 11G 1490

Мощность лазера: 120 Вт
Размер рабочего поля: 1400 х 900
Цена: 530 000 руб.
Применение: рекламное производство, производство сувениров, изделий из пластика, фанеры, кожи и ткани.

Мощность лазера: 100 / 130 Вт
Размер рабочего поля: 1600 x 100 мм
Цена: 950 000 руб.
Применение: производство крупноформатных изделий из различных листовых материалов. Рекламное производство. Ремесла.

Надежный механизм с большим ресурсом.

Лазерные комплексы под торговой маркой Suda уже хорошо известны потребителю и зарекомендовали себя как надежное и в меру бюджетное оборудование. Эти гравировально-разрезные машины занимают достойное место в производстве сувенирной и рекламной продукции.

Мощность лазера: 40 Вт
Размер рабочего поля: 220 x 200 мм
Количество осей: 3
Цена: 225 050 руб.
Применение: производство изделий из различных листовых материалов. Создание изображений на древесине и производных (фанера, ДСП и ДВП, шпон и т.д.). Рекламное производство. Ремесла.

Аппарат обладает оптимизированной отражающей системой и сорокаваттной лазерной трубкой, которая может резать акрил толщиной до 20 миллиметров.

Аппарат снабжен системой завершения задания после перебоев с питанием и отличается совместимостью с большим количеством векторных программ.

Мощность лазера: 25 Вт
Размер рабочего поля: 380 x 280 мм
Количество осей: 3
Цена: 315 070 руб.
Применение: производство изделий из различных листовых материалов. Рекламное производство.

Мощность лазера: 60 / 80 Вт
Размер рабочего поля: 600 x 400 мм
Количество осей: 3
Цена: 514 400 руб.
Применение: производство крупноформатных изделий из различных листовых материалов. Рекламное производство. Ремесла. Производство сувениров и игрушек.

Скорость гравировки этим станком составляет до 1000 мм/с, резки — до 600 мм/с, при глубине до 20 мм.

Мощность лазера: 80 / 120 Вт
Размер рабочего поля: 1200 x 1600 мм
Количество осей: 3
Цена: 555 556 руб.
Применение: Рекламное производство, промо-изделия и таблички.

Станок обладает увеличенными площадью рабочего поля и мощностью лазера по сравнению с предыдущей моделью (SL-6040), при сохранении остальных параметров идентичными.

… и другие

Мощность лазера: 50 (опционально 60. 130) Вт
Размер рабочего поля: 500 x 300 мм
Количество осей: 3
Применение: производство изделий из различных листовых материалов. Рекламное производство. Ремесла. Работа с тканями и картоном.

Интересный китайский аппарат для лазерной резки и гравировки, с возможностью комплектации лазерными трубками мощностью от 60 до 130 Вт. Удобство обеспечивается работой с векторными файлами из разных источников в программе LaserWork и двумя вариантами подключения к компьютеру — через USB или локальную сеть. Собственная память позволяет станку работать без соединения с компьютером. Скорость гравировки до 700мм/сек.

Мощность лазера: 100-120 Вт Lasea F4
Размер рабочего поля: 1200 x 900 мм
Количество осей: 3
Применение: производство изделий из различных листовых материалов. Рекламное производство. Ремесла. Полиграфия (фигурная резка).

Мощность лазера: 100-120 Вт Lasea F4
Размер рабочего поля: 1200 x 900 мм
Количество осей: 3
Применение: производство изделий из различных листовых материалов — фанеры, пластика, тканей и кож. Рекламное производство. Легкая промышленность.

Главное отличие модели SE от SC — толщина обрабатываемого материала увеличена со 160 до 280 мм, при использовании подъемного механизма. Также отличаются и размеры самого станка — 1705×1365×1100 мм (против 1705×1365×1200 мм у SC).

Мы рассмотрели несколько образцов бюджетных лазерных резаков, один из которых может себе позволить любая мастерская или небольшое производство. Конечно, это не полный список доступных аппаратов — есть станки и помощнее, и подороже, но — даже эти, не самые дорогостоящие лазерные резаки, могут многое: от персонализации сувениров, до изготовления достаточно крупных рекламных изделий, от нанесения рисунка на кожу и древесину, до быстрого и точного раскроя ткани. Применений им множество.

Нужен ли такой аппарат именно вашей организации? Решайте сами. Мы свой выбор сделали.

Тонкости производства лазерной резки

Лазерная резка – инновационная технология обработки металлических заготовок, которая применяется в производственных масштабах компаний, а также умещается в небольших частных мастерских. Благодаря уникальной установке, продуцирующей лазер, на определенном участке материала создает фигурные формы деталей.

Способ лазерной обработки подходит для каждого металлического материала, но индивидуальные особенности конкретного сырья все-таки имеются.

В чем заключается изюминка технологии?

Исходя из названия метода обработки, основное действие выполняется специальным лазером. Дорогостоящее оборудование фокусирует луч на маленькой площади, в результате чего образуется неимоверное количество энергии.

Под воздействием высокоплотного излучения происходит разрушение любого металла – он плавится, сгорает, иногда моментально испаряться.

Рассматривая характеристики лазерного воздействия, выделяют следующие аспекты процесса:

отличительной чертой луча в сравнении с обычными световыми волнами является постоянная длина и частота продуцируемой волны. Это свойство обеспечивает отличную фокусировку с помощью системы линз на любой имеющейся поверхности;
направленность луча всегда поддерживается в высокой концентрации, усиливает эффективность маленький угол рассеивания энергии;
когерентность – способность сосредоточить в одной области множество однотипных процессов, ведущих к преобразованию материала. Суммарная мощность установки увеличивается за счет полного резонанса, всех происходящих внутри лазера процессов.

Подобные особенности обуславливают энергетическое постоянство, благодаря чему лазерная резка металла считается уникальным высокоэффективным методом получения необходимых деталей.

Тонкости технологического процесса

Современная лазерная установка – идеал оборудования, одновременно воплощающий скорость, невероятную точность обработки и простоту управления сложной машиной.

Благодаря внедрению компьютерного оснащения стало возможным устранить фактор человеческой ошибки, избегать излишков, обеспечить качество каждой выпущенной детали.

Работающая автоматизированная машина поддерживает постоянство сфокусированных лучей, совмещая линзами всю энергию в одном мощном потоке – лазере. При соприкосновении с поверхностью происходит нагревание исключительно намеченной линии разреза, при этом остальная часть заготовки остается незадействованной в процессе. Отсутствует лишняя деформация, чрезмерного нагревания всей детали с дальнейшим повреждением особо уязвимых областей не происходит.

Технология лазерной резки металла позволяет работать с мягкими сплавами и тонкими листами заготовок. Способы выполнения обработки подразделяются на два типа:

лазерную резку плавлением детали;
выполнение обработки путем испарения.

Плавление наиболее распространенный и дешевый способ достижения результата. Воздействие фокусированных лазерных волн на металл приводит к его нагреванию. Высокая температура на определенном участке становится причиной расплавления детали, а при равномерном смещении луча получают желаемую форму.

Если воздействие луча чрезмерное и энергия достигает второго физического рубежа – молекулы материала начинают закипать. При кипении наблюдается мгновенное испарение частичек детали.

На заметку: процесс испарения считается наиболее эффективным и точным методом обработки. Но для поддержания запредельного уровня энергии требуется множество ресурсов и производственных мощностей. Резку металла лазером по методу испарения считают дорогостоящим этапом производства, он существенно увеличивает себестоимость конечного результата.

Новый лазер – преимущества внедрения технологии

Создание некоторых важных элементов производственных машин и любого профессионального оборудования требует максимальной точности обработки металлических заготовок.

Достигнуть требуемого высокого результата позволяет лазерная резка металла, обладающая весомыми преимуществами в сравнении с известными альтернативными методами обработки:

автоматизированный программный контроль качества и заложенный алгоритм работы позволяют увеличить точность резки, это является предпосылкой создания сложных элементов;
скорость процесса существенно превосходит остальные способы;
лазерное воздействие ограничивает чрезмерный перегрев заготовки, мягко разрезает материал;
производительность любой лазерной установки обеспечивает заблаговременное выполнение крупных срочных заказов;
температурному нагреву подвержена исключительно область разреза;
допускается выполнение контурной резки любой сложности;
объемы излишков регламентирует компьютер. Программа рассчитывает наиболее рациональное расположение всех необходимых форм;
отверстия характеризуются минимальным диаметром, равным 0,5 мм.

Лазерную обработку металлов приравнивают к передовым производственным технологиям, что заставляет многих заказчиков уходить от старых производителей деталей к современным методикам.

Если компания внедряет этот метод обработки, то существенно возрастает качество выпускаемой продукции, появляется возможность выполнения индивидуальных заказов.

Резка алюминия – основные нюансы и характеристики процесса

Обработка алюминиевых заготовок происходит по определенному автоматизированному шаблону. В программу загружаются чертежи будущей детали, этот процесс позволяет избежать дорогостоящего привлечения узких специалистов. Дополнительная экономия заключается в рациональном расположении формы детали на имеющейся заготовке, снижается процентное количество излишков.

Распространенным производственным действием считается лазерная резка стали, а также работа с деревянными материалами.

В процессе обработки алюминиевых листов совместно с основным лазерным лучом в сфокусированную зону подается поток воздуха, он увеличивает общую энергию луча, а также служит своеобразным мусоропроводом для образующихся шлаков и продуктов плавления.

Основными нюансами в работе с алюминиевыми заготовками являются:

небольшие производственные скорости – высокоскоростные установки не контролируют образование на поверхности заготовки деформаций;
в процессе работы отсутствует прямой контакт с материалом, лазер просто прожигает поверхность алюминия;
продувная зона обеспечивает полную очистку контура, эта функция весьма актуальна при дальнейшем сваривании;
автоматизированная установка при правильно заложенном чертеже справляется с неимоверно сложным проектом детали.
алюминий не приемлет исправлений – человеческий фактор полностью исключается за счет системы ЧПУ.

При обработке мягких металлов часто появлялся фактор статического влияния крепежных элементов, особенно устаревших производственных машин, но лазерная резка нержавеющей стали не требует закрепления заготовок. Достаточно просто положить заготовку в рабочую зону, а машина выполнит все необходимые операции в точности с заявленным электронным чертежом.

Лазерный станок с ЧПУ

Выполнение резки других материалов

Сложное выполнение художественной резки, раскройка рядовых материалов при работе с автоматизированной лазерной машиной ЧПУ становятся довольно обычной заводской работой. Кроме алюминиевых листов, подобные установки легко справляются с несколькими видами металла:

нержавеющими материалами;
листами из других материалов;
стальными заготовками;
латунью.

Работа с нержавейкой приравнивается к сложным энергозависимым проектам, поскольку материал отличается высокой сопротивляемостью к любому типу энергетического и физического воздействия. Мощный лазер и компьютеризированная начинка установки позволяют получить сложные фигуры и уникальные детали, прочность которых будет на высоком уровне.

Обработка нержавеющей стали

Лазерная резка нержавейки получила особую популярность. Особенностями процесса обработки нержавейки выступают:

вся раскройки материала производится бесконтактным способом, что исключает даже минимальную деформацию деталей в местах воздействия машины;
даже при работе с этим сложных материалов отсутствует фактор погрешности;
лазерная резка материала исключает шансы образования отслоения краев, заусениц, а кромка края не деформируется;
общие временные затраты существенно ниже, что обуславливает небольшое снижение стоимости подобных услуг;
показатель мощности лазера не имеет ограничений по толщине заготовок из нержавейки. Любой лист материала будет равномерно разрезан с учетом заложенного чертежа.

Достоинством процесса лазерной обработки нержавеющих материалов считается отсутствие какого-либо влияния на качественные свойства детали, это не снижает длительность эксплуатационного периода.

Этот материал обладает уникальной защитой от коррозии, а прошлые технологические процессы всегда способствовали снижению способности противостоять окислению. Лазер не способен снижать физические свойства.

Медь и латунь – обработка материала лазером

Для обеспечения раскройки медных листов требуется правильно выставить параметры установки ЧПУ, что во многом предопределяет качество конечных форм. Выполнять резку необходимо на низких скоростях и при максимальной мощности луча. Только такое соотношение условий позволит создать идеальный требуемый продукт. Пренебрежение технологичными нюансами приводит к деформированию кромок и нарушению структурной целостности.

Латунь, как материал, не требует определенной скрупулезной настройки программы резки, допускается проведение раскройки при стандартных параметрах оборудования. Но именно лазерная методика обработки гарантирует отсутствие любых структурных повреждений. Нарушения физических свойств, перегрева детали в процессе работы не происходит. Лазерная резка металла – современный способ ювелирной обработки материалов.

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.

Читайте также: