Technológia laserového rezania

Opis technológie

Keď sa používa laserové rezanie, valcovaný kov je ovplyvnený účinkami odrazu a absorpcie žiarenia z laseru. Zmena rozmerov a tvaru prvkov pri spracovaní laserom je dosiahnutá vplyvom dvoch výsledkov žiarenia: tavenie a odparovanie. Popis postupu je nasledovný:

• Laserový lúč má vplyv na železo v určitom bode.
• Po prvé, prvky sa roztavia na optimálnu teplotu, potom začne proces roztavenia kovu.
• Vo fáze tavenia sa vytvárajú depresie.
• Vplyv energie laserového žiarenia vedie k druhej fáze procesu - kovová látka sa varí a odparí.

Druhý mechanizmus však vyžaduje vysoké vstupy energie a je možný iba pre dostatočne tenký kov. Preto sa v praxi vykonáva rezanie tavením. Zároveň s cieľom podstatne znížiť náklady na energiu, zvýšiť hrúbku spracovávaného kovu a rýchlosť rezania, do odrezovej zóny sa vstrekuje pomocný plyn, aby sa odstránili produkty zlyhania kovu. Obvykle sa ako pomocný plyn použije kyslík, vzduch, inertný plyn alebo dusík. Takéto rezanie sa nazýva plynový laser.

Odrody laserových prístrojov

Laser pozostáva z prvkov:

• Špeciálny energetický kľúč (čerpací systém).
• Pracovný objekt, ktorý má schopnosť stimulovať emisiu.
• Optický rezonátor (súbor špeciálnych zrkadiel).

Prídel liečby na konkrétnu variáciu je určený metódou použitého lasera a jeho výkonom. Teraz existuje nasledujúca klasifikácia lasera:

1. Solid-state (výkon nie väčší ako 7 kW).
2. Plyn (výkon až 22 kW).
3. Plynová dynamika (výkon od 110 kW).

Pre priemyselné účely je spracovanie železa s polovodičovým zariadením viac populárne. Emisie svetla sa môžu dodávať v pulznom alebo kontinuálnom režime. Ruby, sklo s prídavkom neodymu alebo CaF2 (fluorid vápenatý) sa používa ako teleso práce. Hlavnou výhodou polovodičových laseri je schopnosť vytvoriť silný impulz v priebehu niekoľkých sekúnd.

Plynové lasery sa používajú na spracovanie železa na technologické a vedecké účely. Aktívny katalyzátor je zmes plynného dusíka, oxidu uhličitého a hélia, ktorých prvky sú aktivované elektrickým výbojom a poskytujú laserovému žiareniu čiernobielu a smerovú.

Plynové dynamické zariadenia sa veľmi líšia. Pracovným orgánom je oxid uhličitý. Najprv sa plyn zahreje na najvyššiu teplotu a prechádza cez malý kanál, kde dochádza k expanzii a následnému ochladzovaniu oxidu uhličitého. V dôsledku tohto postupu sa uvoľňuje energia používaná na spracovanie železa laserom.

Plynové dynamické zariadenia môžu byť použité na spracovanie železa s akýmkoľvek povrchom. Vzhľadom na malý výboj sálavých energií môžu byť umiestnené vo vzdialenosti od spracovanej časti a súčasne šetriť kvalitu rezacieho železa.

zariadenie

Laserové zariadenia na rezanie železa pozostávajú z prvkov:

• Špecializovaný radiátor (polovodičové alebo plynové zariadenie). Musí mať potrebný energetický a optický výkon.
• Systém tvorby lúčov a plynu. Je zodpovedný za dodávanie lúča z cieľového žiarenia na spracovávanú časť a zmenu parametrov pracovného plynu, ktorý prichádza v danom bode.
• Zariadenie pohybu (koordinácia) samotného železa a laserového lúča, ktorý na ňu pôsobí. A zahŕňa aj elektrický výkonný mechanizmus, pohon a motor.
• ACS (automatizovaný riadiaci systém). Reguluje laserový lúč a riadi súradnicový mechanizmus a systém prepravy a tvorby lúča a plynu. Dodáva sa s rôznymi senzormi a subsystémami.

Moderné zariadenie na rezanie železa je schopné vykonávať náročné úlohy, dokonca aj umelecké rezanie. Ich výroba zabezpečujú ruské firmy (Technolaser) a zahraničné spoločnosti (nemecká firma Trumpf).

Laserové rezanie tenkého železa

Pre priemyselných výrobcov je vhodnejšie použiť kovové plechy na rezanie ako neošetrené časti veľkej hrúbky. Súčasne je možné ušetriť elektrickú energiu a použiť metódy rezania plechu s vyšším výkonom.

Metódy rezania železa, ktorého list je pripravený na spracovanie, je rezanie kyslíkom (vypaľovanie), rezanie skupinou plynov (argón, dusík) a stlačený vzduch. Medzi výhody laserového rezania plechu pred inými typmi spracovania je možné identifikovať:

• Väčšia presnosť odrazu a krájanie laserového lúča.
• V rovine časti je menej prachu.
• Malá šanca na poškodenie plechu.
• Nižšie náklady na energiu.
• Vytváranie volumetrických jednoduchých konštrukcií s vysokou rýchlosťou a najmenšia plocha materiálu, ktorý sa má odstrániť.

Vďaka svojim výhodám a použitiu presného vyspelého zariadenia sa rezanie železom používa na vytvorenie:

• Časti strojárskych strojov.
• Dekoratívne podpery, police, regály a zariadenia pre obchodný priemysel.
• Základné kotly, nádrže, komíny a kachle.
• Spojenie dverí a brán, kované ploty.
• Osobné dizajnové skrinky a puzdrá.
• Špeciálne štítky, listy a šablóny.

Použitie rezania má mnoho výhod oproti iným typom povrchovej úpravy kovov. Preto stále viac a viac podnikov používa pri svojej výrobe presne laserovú úpravu železa.

Inovatívne laserové systémy

Celosvetový strojársky priemysel udržuje krok s časom a dáva svojim zákazníkom všetky druhy elektrického zariadenia na rezanie železa. Viacosové zariadenia sú navrhnuté tak, aby nahradili hlasné a nízko produktívne mechanické rezačky. Energia lasera závisí od špecifickosti výroby a finančného odôvodnenia vybranej jednotky. Najnovšia generácia precesných CNC strojov je schopná dokončiť materiály s vernosťou do 0,005 mm. Rozsah spracovania jednotlivých modelov laserových inštalácií dosahuje veľa metrov štvorcových.

Obrovskou výhodou je minimalizácia ľudského faktora obsiahnutého vo vysokej automatizácii priemyselného procesu. Geometria komponentov sa nastaví do makrobloku, ktorý vykonáva riadenie laserom a stôl s polotovarom. Systémy zaostrenia automaticky zvolia prijateľnú vzdialenosť pre efektívne rezanie.

Špecifické výmenníky tepla regulujte teplotu laserovej jednotky, pričom prevádzkovateľovi poskytne kontrolné informácie o aktuálnom stave nástroja. Laserový mechanizmus je vybavený ventilovými zariadeniami na pripojenie napájania plynového valca na dodávanie náhradných plynov do pracovnej časti. Systém odsávania dymu je navrhnutý tak, aby zlepšoval náklady na odsávač pár vrátane jeho okamžitého spracovania. Oblasť ošetrenia je úplne tienená bezpečnostným krytom na ochranu personálu údržby.

Rezanie plechu na modernom zariadení sa transformuje na jednoduchý proces určovania číselných charakteristík a získania hotového komponentu na výstupe. Produktivita zariadenia priamo závisí od charakteristík komplexu stroja a od kvalifikácie operátora, ktorý tvorí programový kód. Technika rezania železa proporcionálne zapadá do koncepcie robotickej výroby, navrhnutá tak, aby úplne zbavila človeka tvrdú prácu.

Výrobcovia ponúkajú rôzne typy laserových strojov:

1. Viacúčelový.
2. Zvláštne.

Náklady na prvé sú väčšie, ale umožňujú nám vyrábať určitý počet operácií a vytvárať detaily ťažšej formy. Veľké množstvo trhových služieb poskytuje príležitosť pre záujemcov.

Profesionáli strojárskych podnikov chápu možnosti použitia poskytnutej technológie na výrobu presných dielov s vynikajúcou drsnosťou. Oblasť použitia je rozsiahla: od bežného strihania plechu až po získanie zložitých častí karosérie automobilov.

Zrejmé výhody rezania železa sa znižujú na niekoľko aspektov:

• Vysoká kvalita dokončeného povrchu.
• Zážitok z materiálu.
• Schopnosť pracovať s nestabilnými materiálmi a malými polotovarmi.
• Pravdepodobnosť získania komponentov komplexnej konfigurácie.

Medzi mínusmi:

• Vysoká cena zariadenia.
• A spotrebný materiál.

Rezanie železa a neželezných kovov má obrovský dopyt na trhu. Laserové technológie sa intenzívne používajú v dekoratívnom umení pri tvorbe dizajnérskych ozdôb a unikátnych suvenírov.

Rozhodnutie o použití spracovania by sa malo prijať s prihliadnutím na výpočet spätného získania zariadenia a výšky prevádzkových nákladov. V súčasnosti je možné takéto zariadenia vyriešiť sami predovšetkým veľkými podnikmi s pomerne veľkým výrobným cyklom. Pri odvíjaní technológie sa znížia náklady na stroje a množstvo spotrebovanej energie, takže v budúcnosti budú laserové jednotky nahradiť svojich konkurentov.

Výhody a nevýhody technológie

Rezanie železných výrobkov má veľa významných výhod v porovnaní s inými reznými metódami. Medzi početné výhody tejto technológie patria:

1. Hrúbka interval produktov, ktoré môžu byť úspešne podrobené rytie, pomerne široký: oceľ - od 0,2 do 22 mm, medi a mosadze - od 0,3 do 16 mm, na báze hliníka, zliatiny hliníka - od 0,3 do 22 mm, z nehrdzavejúcej ocele - do 55 mm.
2. Pri používaní laserových zariadení je potreba mechanického kontaktu so spracovaným komponentom eliminovaná. To umožňuje vyrábať a rezať jednoducho deformujúce a krehké časti, bez obáv o skutočnosť, že budú rozmazané.
3. Na získanie pomocou rezania produktu požadovanej konfigurácie stačí jednoducho načítať výkres vyrobený v špeciálnom programe do riadiacej jednotky laserovej jednotky. Všetok zvyšok s najmenším stupňom chyby (spoľahlivosť až do 0,2 mm) bude vykonaný zariadením vybaveným počítačovým riadiacim systémom.
4. Agregáty na rezanie môžu spracovávať plechy z ocele, ako aj tvrdé kovy s vysokou rýchlosťou.

Laserové spracovanie môže úplne nahradiť drahé vedecké a technické operácie odlievania a lisovania, čo je vhodné v prípadoch, keď je potrebné vyrábať malé šarže výrobkov. Je možné výrazne znížiť počiatočné výrobné náklady, ktoré sa dosahujú vďaka vyššej rýchlosti a vývoju spracovateľského procesu, čím sa znižuje objem zvyškov, nie je potrebné následné obrábanie.

Spolu s vysokým výkonom, zariadenia na laserové spracovanie majú mimoriadnu všestrannosť, ktorá umožňuje pomocou ich pomoci vypočítať problémy akejkoľvek úrovne zložitosti. Súčasne sú pre laserové spracovanie charakteristické určité nevýhody.

Vzhľadom na vysokú pevnosť a značnú spotrebu energie laserového rezacieho zariadenia sú počiatočné náklady na výrobky vyrábané pri jeho použití vyššie než pri výrobe raziaceho procesu. To sa však môže klasifikovať iba v tých prípadoch, keď sa cena výrobnej technológie nezahrňuje do obstarávacej ceny lisovaného prvku.