Лазерная резка металла воздухом

Обновлено: 19.05.2024

Лазерная резка металла не обходится без вспомогательного газа. Его подают в зону реза в сжатом виде, для чего используются специальные сопла. При резке металла лазером материал в месте воздействия расплавляется оптическим лучом, а с помощью потока газа удаляются излишки расплава, пары металла. Важно, чтобы сохранялся четкий контур. Помимо этого, вспомогательный газ выполняет еще несколько функций:

охлаждение краев разреза, благодаря чему отсутствуют тепловые деформации, и это является одним из основных преимущества лазерной резки;
защита оптики излучателя от расплавленного металла;
сжатый газ в зародыше гасит возможность образования плазмы, которая может неконтролируемо изменять параметры резки.

Если использовать инертный газ, края разреза отсекаются от воздействия воздуха. Активный газ наоборот, включается в тепловую реакцию и ускоряет процесс резки.

В какой среде режут металл лазером

При лазерном раскрое металла применяется несколько видов газов:

кислород — активный газ, ускоряет реакцию окисления;
аргон, гелий, другие вещества из этой группы — они являются инертными газами, не взаимодействуют и препятствуют окислению;
азот — его можно назвать условно инертным газом, поскольку он вступает в химические реакции, образует соединения, но не участвует в процессе окисления.
атмосферный воздух.

Каждый вид газов имеет свои преимущества и недостатки. Чистые инертные газы используются редко в силу своей дороговизны. Чаще всего применяют кислород, азот и сжатый воздух. Выбор зависит от параметров обработки, вида металла.

Кислород и азот закачиваются под давлением в газовые баллоны, каждый в свои, хотя существуют и другие способы хранения. Для подачи газа в зону реза достаточно установить на баллон редуктор для регулировки давления, и соединить его шлангом со станком.

Атмосферный воздух подается при помощи компрессора, с помощью которого в магистраль нагнетается нужное давление. Обычно это несколько атмосфер. При использовании сжатого воздуха необходима эффективная система очистки. Примеси масла, частицы воды оседают на защитном стекле лазерной головки, что делает его менее прозрачным. В конечном итоге светопроницаемость стекла быстро снижается, его приходится менять. Помимо стекла загрязняется вся воздушная магистраль.

Воздух используется еще и в пневматических системах, а не только для резки. Как правило, лазерные станки по металлу поставляются со встроенной системой очистки воздуха, предназначенного для пневматики, поэтому дополнительные фильтры не нужны.

Каким газом лучше резать металл, кислородом или азотом

С экономической точки зрения выгоднее кислород. Азот обходится дороже. В технологическом плане все зависит от того, какой металл подлежит раскрою.

Кислород

Эти газ является окислителем, он участвует в экзотермических реакциях и действует как катализатор. С увеличением количества выделяемого тепла ускоряется процесс резки, станок работает эффективнее и быстрее.

Но действие окислителя распространяется и на кромки, а это крайне нежелательно. Если точно рассчитать параметры, этот побочный эффект при обработке черной и низколегированной стали можно нивелировать. При раскрое нержавеющей стали процесс контролировать значительно сложнее.

Под действием высоких температур и избыточной концентрации кислорода металл кромки окисляется, и попросту горит, при этом весьма вероятен прожиг материала. Соответственно, металл теряет свое главное свойство — противостоять коррозии. То есть лазерная резка нержавеющей стали в кислородной среде не позволяет добиться качественного раскроя и превращает материал кромки из нержавейки в ржавейку.

Этот газ считается условно инертным, его содержание в атмосферном воздухе превышает 70%, поэтому получать его легко. В отличие от аргона он соединяется с другими веществами, участвуют в химических реакциях. Инертными его считают, потому что он не является окислителем, горения, и образования плазмы в среде азота не происходит. Этому способствует охлаждение металла в зоне реза и эффективное удаление расплава. С помощью азота разрезают следующие материалы

нержавеющая сталь;
высоколегированная сталь;
никель:
алюминий.

Азот позволяет обрабатывать и черные металлы, но здесь он сильно уступает по производительности кислороду. Процессом окисления, вызываемым кислородом, можно пренебречь, поскольку нержавеющих свойств изначально не было, и сохранять нечего.

Существуют материалы, которые невозможно качественно разрезать азотом, не говоря уже о кислороде. Один из них — достаточно распространенный в определенных сферах титан. Азоту не хватает инертности, он вступает с титаном в реакцию, и в итоге начинает крошиться, меняет свойства и структуру. В данном случае необходим газ с более выраженными нейтральными свойствами, каким является аргон. Он не взаимодействует ни с какими материалами.

Если использовать сжатый воздух

Лазерная резка металла в среде атмосферного воздуха не обладает преимуществами азотной и кислородной резки. Основное достоинство — экономическая выгода за счет доступного сырья. Достаточно обзавестись компрессором и закачивать бесплатный воздух. Но не все так просто.

Во-первых, скорость резки в воздухе немного выше, чем в азоте, поскольку какое-то количество кислорода в нем содержится. Но она намного уступает производительности в кислородной среде. Удлинившийся по времени процесс увеличивает затраты электроэнергии, а вместе с ней и стоимость обработки.

Во-вторых, воздух нуждается в фильтрации. Пары масла и капли влаги негативно влияют на защитные стекла лазерных излучателей. Это требует регулярной замены фильтров, а иногда и очистки всей магистрали, если она все же засорилась, что связано с дополнительными затратами.

В-третьих, давление воздуха в станке должно составлять 1,6–1,8 МПа. Чтобы получить его после всех систем очистки и фильтрации, на входе компрессор должен накачивать 20 —25 МПа. Такой агрегат стоит серьезных денег. Операционные платежи при использовании воздуха, конечно меньше, чем при использовании газов. Но тут необходимо взвесить, насколько быстро окупятся первоначальные вложения.

Получается, что воздух все же не бесплатен, помимо текущих расходов требует серьезных разовых вложений. В воздушной среде можно резать материалы толщиной не больше 1,5 мм. При раскрое нержавеющей стали кромка желтеет, такое действие оказывает содержащийся в воздухе кислород. Если предполагается работать с разными металлами, лучше использовать газы.

Каким должно быть давление газа при лазерной резке металла

Азот и кислород подаются в рабочую голову от баллона через редуктор. Для корректной работы на кислороде необходимо точно и оперативно регулировать давление, для чего станки Rabbit и Elixmate оборудуются специальным регулятором давления SMC японского производства.

В первой фазе процесса резки лазерный луч должен пробить металл насквозь, для этого необходимо поддерживать давление в диапазоне 0,15 – 0,2 МПа. В дальнейшем поддерживается давление 0,5–0,6 МПа, и этот перепад обеспечивает регулятор давления. Когда нет угрозы разбрызгивания расплавленного металла, и пробивать и резать металл можно при более высоком, но одинаковым давлением газа. Следует помнить, что на регулятор нельзя подавать давление, превышающее 1 МПа. Он или сбросит избыток, или выйдет из строя.

При использовании азота нормальное давление составляет 1,6–1,8 МПа, то есть в 3 раза больше, чем расход кислорода. Этим и обусловлена дешевизна кислородной резки. Но при использовании кислорода необходимо точно настраивать оборудование и параметры процесса. Даже небольшие отклонения приводят к существенному ухудшению качества реза.

В чем хранится газ

Газ поставляется в следующих емкостях:

баллоны по 40 или 70 л. Это не самый оптимальный вариант, такие баллоны приходится часто менять;
матрица баллонов — представляет собой 25 единиц, обвязанных шлангами. Такого количества хватает на длительное время, но возникают сложности заправкой и транспортировкой, они занимают много места;
газификатор — сосуд увеличенной емкости, в котором газ содержится в сжиженном виде. Это наиболее предпочтительный вариант, поскольку такой газ чище и его расход меньше.

Не стоит гнаться за сверхчистым газом, с большим количеством девяток после запятой. Достаточно иметь степень очистки 99,99%.

Специалисты компании ALL-READY обладают большим опытом настройки лазерных станков, оптимизации процесса обработки. Если вы запишетесь на трехдневные курсы, все непонятные термины и параметры перестанут быть загадкой, станут ясны все нюансы работы с лазерным оборудованием для резки металла.

Каким газом резать металл: азот, кислород или воздух?

В этой статье мы постараемся максимально подробно рассмотреть все плюсы и минусы, выгоды и слабые места резки металлов различными газами: с помощью азота, кислорода и воздуха. Посмотрим какой газ лучше всего подходит для резки металла, действительно ли воздух бесплатный и какие бывают минусы при работе с каждым из газов.

Виды газов для резки металла

Для начала определим, что газом мы именуем и азот и кислород и воздух, воздух тоже газ.

При резке лазером (причём хоть СО2, хоть волоконным) через сопло вместе с лазером подаётся газ для того чтобы удалить из зоны резки продукты горения или помочь лазеру обрабатывать материал.

Если речь об азоте или кислороде то есть много способов хранения и подачи газа в станок, самый основной — баллон с газом, на баллон накручиваем редуктор для регулировки давления и от редуктора ведём шланг на станок.

Воздух

Компрессор это устройство подачи ВОЗДУХА. То есть только воздуха. Воздухом можно резать небольшие толщины, в среднем до 2-3мм. Система фильтрации нужна для того чтобы воздух который через компрессор идёт на станок был чистым, без воды или масла.

Если система фильтрации плохая то из компрессора вместе с воздухом летят мелкие частицы воды и масла, они оседают на защитном стекле лазерной головы и стёкла быстро выходят из строя. Также загрязняется вообще весь воздушный тракт станка и головы.

Но и это еще не все, в некоторых станках воздух используется еще и для работы пневматических систем, так что стоит разграничивать подачу воздуха к станку для резки и для работы пневматики.

Там чаще всего внутри станка уже стоят нужные очистители, дополнительно не надо ничего.

Кислород или азот для резки металла?

Кислородная резка самая дешёвая. Азотная резка намного дороже, но при обработке практически всех металлов, кроме черных, мы используем азот, если хотим сохранить свойства металла.

Кислородом НЕЛЬЗЯ резать нержавейку. Если мы будем ее резать кислородом, то материал по сути будет гореть, ведь горение — это ни что иное, как окисление при высокой температуре, а кислород – катализатор горения. Таким образом из нержавейки мы делаем ржавейку, окисляем её, то есть попросту убираем все её нержавеющие свойства.

А азот – негорючий газ, он инертный, в нем ничего не горит, он выполняет другую функцию – предохраняет металл от окисления, охлаждает его и удаляет продукты горения из зоны реза.

Кислородом обычно режут черные металлы.

Чернуху можно резать и азотом, но это будет слишком дорого и невыгодно, а так как она не имеет нержавеющих свойств, то нет смысла и сохранять их.

Ещё один нюанс – азотом мы режем всё, кроме титана, который при лазерной резке вступает с азотом в реакцию, крошится, теряет свою структуру и свойства. Для резки титана нужен аргон.

Давление газа при резке металла лазером

Итак, на станке есть два гнезда подключения вспомогательного газа — нерегулируемый тракт для азота или воздуха и кислородный тракт с регулятором давления.

Первый идёт напрямую в рабочую голову: то есть как на баллоне на редукторе выставил давление, так оно и работает.

А второй – кислородный тракт требует очень точной регулировки давления, поэтому здесь и стоит специальный регулятор производства японской фирмы SMC. Он позволяет выставлять точные параметры давления резки напрямую из программы.

Когда мы режем материал, его необходимо сначала пробить. В момент этого пробоя давление должно быть 0,15-0,2 МПа, а в процессе резки – достаточно 0,5-0,6 МПа и станок должен регулировать это расхождение в давлении.

Если кислородом пробивать материал с таким же давлением, с каким режешь, то полетят брызги расплавленного металла, т.к. кислород, как мы выяснили выше – катализатор горения. С азотом таких заморочек нет, можно поставить условные 2 МПа и пробивать и резать на одном и том же давлении.

Регулятор давления газа в металлорезе

Возвращаясь к регулятору давления — на него нельзя подавать более 1 МПа, в лучшем случае он просто будет спускать переизбыточное давление и у вас будет перерасход кислорода, в худшем случае - просто выйдет из строя.

Для резки азотом нормальное давление — 1,6-1,8 МПа, а с кислородом — 0,5-0,6 МПа, т.е. расход газа практически в три раза меньше.

Однако, несмотря на то, что кислородная резка дешёвая – она сложная и требует опыта в настройке параметров.

Чуть-чуть отклонение по давлению, не тот диаметр сопла – и у тебя будет плохой рез.

Но если уметь работать с кислородом, то он получается эффективнее и дешевле, чем азот или воздух.

Кстати про воздух: в чём здесь подвох?

Воздух для резки металла

Если вы собираетесь резать на воздухе, вам нужно озаботиться хорошей системой фильтрации, стоимость которой порой может достигать стоимости самого компрессора.

Люди думают, что я сейчас схвачу Бога за яйца, не буду платить за газ, заплачу один раз за компрессор и все – дёшево и сердито. Но на самом деле нет, воздушная резка тоже стоит денег.

Минусы использования воздуха для резки металла

Просто вложения разовые и большие. Да и компрессор тоже нужно обслуживать – менять масло. И бывает, что фильтры тоже выходят из строя, три месяца нормально работает, потом раз – начал плеваться. Конденсат с ресивера летит, вот это вот всё. И если ты один раз засорил тракт, потом поставил воздух с нормальными фильтрами, это всё равно не поможет, потому что придётся чистить сам тракт, продувать его спиртом.

При работе с воздухом, нужно очень сильно очищать и осушать воздушный тракт, потому что любая влага и масло, которые будут лететь из компрессора, будут оседать на защитных стёклах и придётся менять их по несколько раз в час.

Для нормальной резки воздухом нужно давление 1,6-1,8 МПа, но чтобы после всех осушителей и систем фильтрации добиться такого давления на выходе, до фильтров должно быть 20-25 атмосфер. А такой компрессор уже стоит нормальных денег. Поэтому стоимость компрессора с хорошей системой осушителей будет стоить достаточно дорого.

Подумайте, может вам выгоднее взять газификатор с азотом и просто заполнять его один раз в месяц?

Резюмируем по воздуху

Воздух актуален только если вы режете не больше 1,5 мм и если не гонитесь за цветом кромки.

Воздух – это не бесплатно. Это сложно и дорого. Чтобы вся эта система нормально работала, в неё стоит хорошо вложиться. Если вы режете то чернуху, то нержавейку, то одно, то другое – то лучше работайте на газах.

Газовое оборудование и оборудование рабочего места на металлорезе

Газ может поставляться в баллоне 40 или 70 литров. Это не очень удобно, так как их приходится часто менять и тратить на это дополнительное время.
Бывает матрица баллонов — 25 баллонов, обвязанных шлангами. Матрицы баллонов хватает на дольше, но она занимает больше места и сложнее в заправке и транспортировке.
Может быть газификатор — это большой баллон, в котором газ содержится в жидкой форме. Именно поэтому газ из газификатора очень чистый. К тому же он экономичней.

Не стоит гнаться за чистотой газа три девятки (99,999%), четыре девятки (99,9999%). Девяносто девять сотых (99,99%) – этого уже достаточно. Остальное – избыточно, это финансово не целесообразно и будет стоить космических денег. ОЧ (оч чистый) или ОСЧ (особо чистый) – этого достаточно, потестите и определитесь что вам больше подходит.

В следующей статье мы поговорим про систему управления, программное обеспечение и покажем вам самые крутые функции металлореза, которые значительно упрощают рабочий процесс.

Сервис и ремонт лазерного станка по металлу

Многие могут продать металлорез, но не у всех есть такой опыт и багаж знаний как у наших менеджеров и сотрудников сервисной службы.

Возможно в этой статье было много непонятных для вас терминов, не пугайтесь, мы доступно расскажем вам обо всех нюансах и научим правильно работать на станке. Наше обучение длится три дня, за это время вы узнаете всё что нужно о строении станка и его обслуживании, мы научим вас подбирать настройки под разные типы материалов разной толщины и покажем, как работать с режимами резки, которые упрощают работу и помогают экономить время и материалы.

Мы имеет успешный опыт работы с различными производствами и поэтому можем многому вас научить, поделиться опытом и дать вам уникальные советы, как оптимально настроить ваше производство.

Лазерная или плазменная резка — что лучше?

Давайте для начала рассмотрим принцип работы плазменного и лазерного оборудования.

Если простыми словами, то плавление металла при плазменной резке происходит за счет дуги. То есть, под воздействием воздуха.

В случае с лазерной резкой плазменной резкой плавление металла происходит за счёт сфокусированного лазерного луча.

Возможности плазменной и лазерной резки

В первом случае ширина реза не постоянна. Она изменяется в зависимости от толщины металла, от 0,8 до 2,5 мм. А при работе на лазерном станке она всегда практически одинакова и равняется от 0,2 до 0,3 мм.

Насколько плазменная резка будет точной, зависит от износа расходных материалов. Этот параметр составляет до 0,1 мм. При лазерном способе точность очень высокая и находится в диапазоне от 0,05 до 0,08 мм.

Важным параметром является конусность, она бывает от 1 до 5 градусов в зависимости от толщины вырезаемых отверстий. При лазере конусность минимальная. Она составляет менее 1 градуса.

Соответственно, отверстия на лазере получаются более геометрически правильными и подходят под точные соединения.

Для того, чтобы вырезать геометрически правильные отверстия на плазме нам необходимо, чтобы диаметр отверстия был в два раза толще листа.

А при лазерной резке возможность вырезания отверстий, как минимум, в два раза тоньше самого листа.

Также необходимо отметить и высокую скорость реза, которая даёт возможность прожигать толстые металлы.

А на лазере скорость значительно выше, чем на плазме. Но при увеличении толщины она сильно падает. Кроме того, время пробивки толстого металла увеличивается.

Стоит отметить про образование окалины при плазменной резке. Её избежать, к сожалению, невозможно, и деталь нужно будет ещё обработать.

А вот при лазерной резке её практически нет. То есть, детали, которые вырезаются на лазере, не нуждаются в дополнительной обработке.

Плазма имеет грязный рез, то есть при резке плазмы образуется много грата, и рез нуждается в пост-обработке. То есть, в любом случае нужно либо шлифовать, либо гальтовать, либо очищать материал другими способами.

В случае с лазерным станком при правильных настройках не требует никакой пост-обработки. Изделие сразу готово, как к сварке, так и к покраске, а в дальнейшем к продаже. Рез получается чистым.

У лазера очень тонкий рез, а у плазмы он может достигать 5 мм засчёт того, что температурное воздействие велико, что даёт дополнительное плавление.

Лазерный станок по металлу потребляет намного меньше электричества, чем плазма. Особенно это заметно на больших объемах.

Какие нужны расходники?

Для аппарата плазменной резки

На плазме необходимо менять сопла, электроды, защитные экраны, кожухи. А на лазере только линзы и сопло.

Для лазерного станка

Но при работе на лазерном станке раз в две недели необходимо менять линзу и сопло. Линза стоит 700 рублей, сопло — 900 рублей.

Максимальная ежемесячная оплата расходников для лазерного станка будет составлять 3 200 рублей.

Итак, давайте подведём итоги.

Плюсы и минусы плазмы и лазера

Плазма

Большой диапазон разрезаемых толщин от 0,5 до 50 мм на пробивку;
Высокая скорость реза при больших толщинах;
Низкая начальная цена оборудования
Отработанная технология резки под углом, как сейчас привыкли называть, резка со скосом.

Нецелесообразность обработки металлов тоньше 1 мм;
Конусность кромок до 5 градусов (некачественный край);
Присутствие окалины на отверстиях при поворотах, поэтому нужна дополнительная обработка изделий;
Ограничение на диаметр отверстия до 4 мм;
Высокая стоимость расходных материалов;
Низкая точность по сравнению с лазерным станком;
Требует постобработки;
Низкая скорость резки по сравнению с лазером на тонких материалах;
Невозможность выполнять многие разновидности резки, доступные лазерному станку.

Лазер

Перпендикулярность кромки;
Малая ширина реза;
Отсутствие окалины - получаете 100% готовое изделие;
Диаметр отверстия меньше толщины листа. Можно вырезать мелкие детали вплоть до 1 мм;
Низкое термическое воздействие на кромку;
Дешевые расходники;
Обработка тонкого металла от 0,2 мм;
Наивысшая возможная скорость резки;
Материалы не требуют постобработки и готовы к сварке, покраске или упаковке, а затем к продаже.

Можно резать металл только до 20 мм;
Высокая начальная цена оборудования.

Для чего нужна плазма, а для чего — лазер?

Лазер подходит там, где нужна точность, чистота реза и кромки и скорость. А плазма режет медленно, относительно лазера, и с грязным резом, поэтому сложные технические детали вырезать невозможно. А на лазерном станке по металлу возможно вырезать, например, небольшие шильды и таблички, тонкие решётки и сложные элементы дизайна, а также роторные колёса.

Плазма нужна для изготовления простых изделий. В форме прямоугольника, овала или квадрата, потому что их можно потом обработать. Но вырезать звёздочку с отверстиями внутри будет сложно. К тому же, на шлифовку уйдёт много времени. А оборудование для пост-обработки будет стоить в разы дороже, чем металлорезчик.

Плазма применяется там, где есть большие толщины и при простой резке, например, рельсов, элементов металлокаркаса или сварных конструкций и т.п..

Почему лазерная резка эффективнее?

Плазменная резка обрабатывает детали толщиной от 25 мм и выше, а оборудование стоит дешевле, чем металлорез. Но, несмотря на это, в сравнении с лазером, плазменная резка проигрывает.

Во-первых, потому что она более затратная термически.
Во-вторых, скорость обработки детали на лазере выше минимум в полтора раз по сравнению с плазмой. Лазерный станок за то же время обработает большее количество деталей.
Благодаря лазерной резке, мы можем обрабатывать больше деталей на одном листе. Это означает, что расстояние между деталями при лазерной обработке намного меньше, чем расстояние при той же плазменной резке. В частности, для лазерной резки при толщине 25 мм расстояние между деталями может составлять от 7 до 10 мм.

При плазменной резке это расстояние значительно увеличивается и соответственно выход готовых изделий металла, он уменьшается. Другими словами, мы за один и тот же промежуток времени обрабатываем большее количество деталей. Мы экономим металл, а отсюда мы выигрываем в экономике.

Пару слов о качестве резки. Современные лазерные станки обеспечивают высочайшее качество обработки кромки. Здесь нет грата, здесь нет завала кромок, окалин, здесь нет прочих явлений, которые могут возникать при плазменной резке.

При сопоставимом количестве деталей и утолщении листа мы получим стоимость детали на 20 — 30 % больше.. Почему так? Количество деталей, обработанных на этом листе увеличивается в лазерной резке. Расстояние между деталями сокращается, соответственно, мы экономим материал. Не требуется дополнительная обработка металла.

Стоимость лазерного станка окупается достаточно быстро так как:

экономим на расходниках
экономим на материале (меньше остатков)
экономим на пост обработке металла
экономим на времени за рабочий день можно выполнить больший объем работы

А теперь давайте сравним функциональность лазерных и плазменных станков

Зависит от степени износа расходных материалов.

При непрерывном режиме диаметр равен толщине материала. Для импульсного режима минимальный диаметр отверстия может составлять одну треть толщины материала.

Минимальный диаметр отверстий составляет 1,5 от толщины материала, но не менее 4мм.

Высокое качество углов

Происходит небольшое скругление угла, из нижней части среза удаляется больше материала, чем из верхней.

Обычно имеется (сильная)

Присутствуют на острых наружных кромках деталей.

Больше, чем при лазерной резке в разы.

Производительность резки металла

Очень высокая скорость при малых толщинах. Заметно снижается с увеличением толщины металла, продолжительный прожиг больших толщин.

Быстрый прожиг, очень сильно уступает в скорости лазерному станку, в десятки раз медленнее лазера.

Как быстро окупается лазерный станок?

На лазерном станке делаются сложные высокомаржинальные изделия, которые приносят хорошую прибыль;
При большой скорости увеличивается выработка;
Не нужны дополнительные устройство и время на постобработку изделия.

Поэтому лазер, несмотря на то, что превосходит плазморез в пять раз по цене, окупается гораздо быстрее. Например, если его стоимость 3 миллиона, в у плазмы 1 миллион, то плазма окупится за два месяца. При этом металлорез тоже может окупиться за два месяца, но он сделает больше выработки, чем плазма. И в следующие два месяца он принесёт гораздо больше прибыли. К примеру, плазма принесёт 1 миллион рублей, а металлорез - 3 мл рублей.

И кроме того, функционал лазерного станка шире, чем у плазмареза. Он может резать и сложные, и простые объекты, раскладывать материал, также обладает многими функциями, о которых компания “Лазеркат” рассказывает на пусконаладке. Если раскрыть весь потенциал металлореза, он окупится ещё быстрее, отчасти благодаря более дешевым расходникам.

Например, один наш клиент из Узбекистана, купивший нас станок для лазерной резки металла, заказал обучение и замену лазерной головы. После этого клиент спросил, почему у него при резке расходуется от 12 и более баллонов азота в день. Он вырезал круги и квадраты без режима Flycut, только по контуру. Использование данного режима позволяет резать в 10 раз быстрее, тем самым экономить ресурс излучателя, увеличивать количество производимой продукции и что самое важное - расходовать меньше газа. То есть, посредством экономии на расходниках мы имеем более быструю окупаемость.

Благодаря совокупности этих факторов металлорез эффективнее плазмореза в десятки раз.

Он не может конкурировать с плазмой только в единственном случае, когда нужна резка очень толстых материалов от 25 мм. Такие материалы используются, например, для производства рельс.

Когда металлорезчик режет, например, металл толщиной 20 мм, всё равно возникает определённая шероховатость, требующая доработки. Она ниже, но она лучше, чем у плазмы. Но тем не менее шероховатость нуждается в дополнительной обработке. В такой ситуации логика приобретения лазерного станка пропадает.

Лазерная резка: как избежать неудачи при работе с резаком?

Cтанки лазерной резки c ЧПУ нельзя назвать дешевыми, но средней руки предприниматель уже может себе позволить такую систему. Некоторые модели из Китая стоят около $4000. Лазером можно делать все — вырезать корпуса приборов, отдельные элементы конструкции, наносить изображения на металл, дерево, кожу и пластик.

Но наличие компьютерного управления вовсе не значит, что оператор может отдыхать на кушетке с любимой книжкой в одной руке и бутылкой пива — в другой. Для того, чтобы результат работы удовлетворял всем критериям успеха, оператору нужно приложить немалые усилия. На каких этапах резки сфокусировать внимание? Об этом рассказывает мастер, который довольно продолжительное время работал с системами лазерной резки разного типа.

Подготовка к работе

Даже на этом этапе многое может пойти не так. Ошибку можно допустить, подключая питание. Или вообще что-то можно собрать не так, и все пойдет прахом после подключения электричества. Сейчас многие системы содержат аварийную «защиту от дурака», но бывает всякое.

Вот так иногда приходится доставлять оборудование к месту установки

Проблемы могут быть не технического характера, например — плохо проверили габариты оборудования, и все — в двери оно не пролезает. Что делать? Разбирать станок? Не всегда возможно. Расширять дверной проем? Тоже сложно.

Подключение вытяжки и охлаждения (технический проект, бюджет). Для работы лазерного резака нужна не только энергия. Требуется также вытяжка и охлаждение. Вытяжка может быть любой, в зависимости от специфики аппарата. Чем короче трубы вытяжки, тем лучше (по возможности, конечно). Если же охлаждение водяное, требуется подвод дистиллированной/очищенной воды. Об установке вытяжки и охлаждения нужно подумать заранее, а не после того, как лазерный резак уже куплен.

Шум и запах. Работающий лазерный резак, его охлаждение и вытяжка производят много шума. Кроме того, будет и запах, какой хорошей вытяжка бы ни была. Работать система может часами, поэтому и место стоит выбрать соответствующее — такое, где резак мешать не будет. Обо всем этом лучше всего тоже позаботиться заранее. Вытяжка должна действительно выводить воздух с парами обработанного материала из помещения, а не гонять его по кругу.

Несмотря на советы в стиле КО, довольно много новичков о чем-то забывают, чем-то пренебрегают. И потом, уже после установки, может быть мучительно больно из-за нерешенной заранее проблемы.

Начало работы

Отсутствие системы подачи сжатого воздуха в место резки. Если такой системы нет или она отказала, то воспламеняющийся материал, с которым сейчас работает резак, вполне может загореться.

При подаче воздуха в место работы все пары отработанного материала уходят, а температура не успевает подниматься слишком быстро.

Использование проприетарного программного обеспечения. Недорогой лазерный резак из Китая, вероятно, будет работать с собственным закрытым программным обеспечением. Это, в большинстве случаев, проприетарное ПО, написанное производителем оборудования, и с этим программным обеспечением могут возникнуть неожиданные проблемы. Речь идет о CAD-программах, в которых готовятся модели для резака, несовместимых с ПО лазерной системы. Какие-то файлы могут не импортироваться, а какие-то — не экспортироваться. Это сильно замедляет работу, а сама проблема в некоторых случаях может испортить весь рабочий процесс. Если случилось нечто подобное, то можно подумать о смене CAD-программы (какой бы удобной она бы ни была) или замене контроллера.

Ошибка в характеристиках рабочего материала. В некоторых случаях характеристики купленного для работы материала (пластик, металл и т.п.) могут значительно отличаться от реальности. И тогда настроенный на один режим работы принтер может испортить весь проект из-за расхождения описанных производителем и реальных параметров материала.

Тестовый образец кожи после нанесения рисунка

Поэтому не стоит пускать в работу (например, начинать гравировку) рабочий образец — лучше проверить на тестовом образце, который не жалко испортить.

Рабочий процесс

Оставляем аппарат без присмотра. Как уже говорилось выше, оператор должен внимательно следить за системой все время. Если этого не сделать, то аппарат в силу каких-то сбоев (самых неожиданных) может полностью выйти из строя:

Каким бы ни был качественным и безопасным резак, какие бы технологии защиты в нем ни использовались, всегда есть вероятность возгорания отдельных элементов станка или рабочего материала. Это актуально даже для тех материалов, с которыми раньше владелец станка работал без проблем. Сбойнуть может программное обеспечение или электрическая сеть системы. Отказать может сервопривод, также может оборваться ремень. Если случилось что-то подобное, оператор может обесточить станок, и последствий проблема иметь не будет.

Неправильная фокусировка лазера. Для того, чтобы результат был идеальным, линзы должны быть настроены тоже идеально. Если что-то настроено хотя бы немного не так, работа может пойти прахом.

Защита поверхности. Нанесение узора на поверхности лучше производить с использованием защиты. Это может быть специальная пленка, которая не даст поверхности рядом с рабочей областью деформироваться или менять цвет. Многие типы пластика для резака уже продаются с такой защитой. Но здесь есть еще одна проблема.

Невозможность удаления защитной пленки по окончанию работы. Защитить поверхность просто, но нужно еще и снять защиту после работы. Под влиянием лазера пленка иногда может сплавиться с образцом, что приведет к неаккуратному внешнему виду. Такие случаи нужно предусматривать заранее, обдумывая ход работы.

Уникальные свойства материала. Характеристики некоторых типов материалов могут повлиять на процесс резки и отобразиться на конечном результате. К примеру, работа с зеркальной поверхностью — это проблема. Дело в том, что лазер, используемый для гравировки, отражается от зеркальной поверхности, и изображение получается двойным.

Очистка от мусора. Обычно лазерная резка не производит слишком уж много мусора. Но все же такой мусор есть, полностью от него избавиться нельзя. И если его не убрать вовремя, это может повредить поверхность материала — частички мусора могут загореться или сплавиться с изделием.

Выделение вредных веществ. В качестве примера стоит привести ПВХ. При резке поливинилхлорида лазером в воздух выделяется хлор. Как известно, это тяжелый газ, и он будет опускаться в недра машины. Хлор обладает коррозийными свойствами. Газ взаимодействует с большим количеством материалов, включая изоляцию, резиновые прокладки и т.п.

Если все идет хорошо – это не значит, что результат будет оптимальным

Допустим, все прошло хорошо, сбоев не было. Но прежде, чем радоваться хорошо выполненной работе, постарайтесь проверить, все ли действительно близко к идеалу.

Здесь все отлично благодаря проведенному ранее тесту с кожей

Дело в том, что у некоторых материалов во время нагревания лазером проявляются необычные свойства (деформация, изменение цвета и т.п.). Из-за этих свойств материал может менять свой внешний вид самым неожиданным образом. Проблемы могут быть и иного характера:

Нежелание что-либо менять

Это самая распространенная проблема. «И так сойдет», — эта поговорка становится призывом к действию для многих из нас. Она может привести к чрезмерным расходам, неудачному результату резки, недовольству клиентов. Если уж вы решили использовать лазерную резку, как профессионал, то и поступать должны, как настоящий мастер. За машиной нужно следить, ухаживать. Нужно выполнять многие правила эксплуатации лазерного резака и стараться эти правила не нарушать. И тогда все будет хорошо.

Разрезать металл — воздухом? Почему бы и нет…

Во все времена, с самого момента своего появления, металл был окружён различными проблемами: начиная от его добычи и заканчивая последующей обработкой. Особенно эта проблема усугубилась в период промышленной революции, когда всё более возрастающий темп жизни побуждал производства подстраиваться под него и искать такие способы обработки, которые бы позволяли производству быть конкурентоспособным в условиях рыночной среды.

Многие, особенно те, кто имеет возраст достаточно немолодой, могли застать в изобилии встречающиеся в наших городах различные газовые резаки, которые, как правило, использовались водопроводчиками и коммунальными службами, для ремонта и подведения труб отопления.

Проблема резаков, однако, заключается в том, что для резки металлов с использованием такого способа, требуется использование дорогостоящих и опасных газов. Кроме того, эти газы необходимо каким-то образом транспортировать, определённым образом складировать.

Всё это делает процесс резки достаточно проблемным. Однако, есть способ гораздо более высокотехнологичный и экономичный, который широко распространился (особенно в бытовом плане), в последнее время. Именно о нём мы и поговорим в этой статье.

Газовые резаки, в своей сущности, работают по одному и тому же принципу: металл нагревается в струе пламени газового резака, после чего он частично сгорает/частично выдувается, из зоны резания.

Частным случаем этого способа резания является «резка кислородным копьём». Способ заключается в том, что кончик кислородного копья (которое представляет собой стальную трубку), разогревается горелкой, после чего открывается подача кислорода.

Кислород, поступающий прямо внутрь «копья», позволяет кончику копья активно гореть, благодаря чему идёт постоянное поддержание температуры в зоне контакта копья и разрезаемой заготовки. При использовании метода кислородного копья, возможно проделывать отверстия в металлических заготовках, толщиной до 2 метров. При этом, само копьё активно сгорает и его расход составляет до 25 диаметров того отверстия, которое проделывается с его помощью.

Кроме того, кислородное копьё часто используют не только для проделывания отверстий, но и для разрезания заготовок большого диаметра. Сам процесс выглядит более чем впечатляюще:

Однако, прочитав всё вышесказанное, у читателя возникнет закономерный вопрос: если любая работа по проделыванию отверстий, либо разрезанию металла является настолько энергоёмкой и затратной в плане расхода газов, каким же образом можно осуществлять эту работу без затрат драгоценного газа? Для этого и пригодится аппарат плазменной резки.

Несмотря на то, что бытовые аппараты плазменной резки распространились совсем недавно (отправной точкой можно считать 2006 год, когда и появились портативные аппараты), как средство обработки металла они известны достаточно давно. Отправной точкой своей истории они могут считать 1929 год, с момента открытие факта ионизации газов, в газоразрядных трубках, физиками из США — И.Ленгмуром и Л.Тонко.

А уже с середины прошлого века плазменная резка, базирующиеся на открытии этих двух физиков, широко распространилась для целей металлообработки.

Суть плазменной резки заключается в том, что в электрическую дугу подаётся сжатый газ, имеющий давление в несколько атмосфер. После продувки дуги – газом, он приобретает температуру до 30 000 градусов Цельсия (и более, если используется дополнительно водяной пар) и превращается в плазму.

Такая огромная температура газа позволяет с лёгкостью резать металлы с достаточно большой скоростью.

Здесь мы подошли к самому главному: при работе аппаратов плазменной резки может быть использован обычный атмосферный воздух!

Именно это качество и делает плазморезы такими экономичными и малопроблемными, по сравнению с классическими газовыми резаками: ведь не используются никакие опасные газы, требующие аккуратного обращения и соответствующего хранения, и в качестве рабочего тела выступает обычный воздух!

Конечно, использование воздуха это только один из видов плазменной резки, в зависимости от целей могут применять как азот, так и аргон, и другие газы.

Одним из самых важных элементов аппарата для плазменной резки является плазмотрон — именно он отвечает за то, насколько эффективно и какие именно типы обрабатываемых изделий будут доступны конкретному устройству.

С электрической точки зрения (зажигания дуги плазмореза) плазмотроны бывают 2 типов: прямого действия и косвенного действия.

Плазморез прямого действия действует по принципу зажигания высокочастотной пилотной дуги, которая позволяет «выдуть» струю плазмы, которая касается обрабатываемой заготовки. После того, как плазма коснулась заготовки, пилотная (поджигающая) дуга погасает и зажигается основная, которая уже позволяет обрабатывать заготовку (плазма является проводником электричества, практически ничем не отличающимся от самого металла, поэтому дуга горит прямо «сквозь» плазму).

В плазмотронах же косвенного типа, поджигание дуги происходит за счёт разряда между катодом и соплом. Теоретически, плазмотроны такого типа позволяют обрабатывать заготовки неметаллического типа.

Расходными деталями для плазмореза являются сопло и электрод. Ввиду того, что данные детали достаточно недороги, их замена не является какой-либо проблемой. Срок их службы достаточно индивидуален, — в сети фигурируют цифры в 500-600 резов, либо 1 комплекта на 150 метров реза и т.д.

По типу, плазморезы можно подразделить на инверторные и трансформаторные. Плазморезы 1 типа позволяют разрезать металл толщиной до 30 мм, в то время как 2 типа может резать металл и до 40 мм толщиной.

В любом случае, при работе с плазморезом следует смотреть на конкретные рекомендации в его паспорте, так как от плазмореза бытового типа требуется соблюдать определённые циклы работа/отдых, во избежание перегрева. Профессиональные же модели позволяют работать достаточно продолжительное время.

Ещё одним плюсом плазмореза, кроме экономичности работы, является чистый рез и высокая скорость работы. Согласно wiki, плазменная резка выигрывает у лазерной по скорости в 2-3 раза.

Кстати, ещё о скорости: экспериментаторами проводился такой опыт: брался стальной лист, толщиной 15 мм и его пытались «проткнуть» посередине — классическим газовым резаком и плазморезом. Классическому резаку для этого потребовалось 30 секунд, а плазморезу — всего 2 секунды. Впечатляющая разница!

Если же говорить об экономической составляющей, в частности о стоимости входа в такое интересное занятие, то можно сказать, что цена большей части бытовых плазморезов находится в пределах суммы до 20000 руб.

Использование такого устройства позволяет существенно упростить любую работу, связанную с фигурным вырезанием из металла разнообразных декоративных изделий:

Читайте также: