Лазерная резка и гравировка – «тонкая» работа на огромных мощностях

Существует множество самых разных способов разделять на части металл, стекло и прочие материалы или же наносить на их поверхности маркировку, однако наиболее высокотехнологичными по праву являются лазерная резка и гравировка.

1 Технология лазерной резки и свойства луча

Уже из названия видно, что речь в данном случае идет о технологиях с применением лазерного луча. Чем же он отличается от обыкновенного прожекторного, что способен даже справиться с металлом? Дело в том, что он обладает свойствами, которые делают его особенно мощным и позволяют с легкостью осуществить такие манипуляции. Прежде всего это направленность, другими словами, происходит невероятная концентрация энергии на весьма маленьком участке, за счет чего мощность возрастает в тысячи раз.

Также одной из характеристик лазера является когерентность (согласованность во времени нескольких волновых процессов). Данное свойство способствует возникновению резонанса, а значит, и без того достаточная мощность еще увеличится. Чтобы максимально облегчить процесс управления таким лучом, длину его волн делают фиксированной, частоты имеют минимальный разброс, то есть к его особенностям относится еще и монохроматичность.

Технология лазерной резки и свойства луча

Таким образом, благодаря всем вышеперечисленным свойствам лазерного луча, этот концентрированный сгусток энергии можно сфокусировать локально на поверхности какого-либо материала, в результате чего последний нагревается до температуры плавления, а иногда даже кипения. Диаметр луча в основном не превышает полмиллиметра. Именно так и осуществляется лазерная резка латуни, алюминия, цветных металлов и других сплавов.

Лазерная резка обладает длинным списком преимуществ. Кромки получаются узкие, аккуратные, при этом зона термического влияния минимальная. За счет того, что края получаются идеально отшлифованные, отпадает необходимость в механическом воздействии на них, а, следовательно, исключается вероятность появления дефектов в результате механической обработки. Процесс автоматизирован, так что для управления необходим компьютер и программа для лазерной резки. За счет этого вероятность погрешности нулевая, а луч движется строго по запрограммированному пути.

Технология лазерной резки и свойства луча фото

Благодаря высокой степени точности появляется возможность совершать раскрои по очень сложным контурам, чего нельзя сделать при механических способах. Данный процесс отличается высокой производительностью. Недостатков у столь совершенного способа практически нет, кроме высокой стоимости оборудования, правда, она оправдывается экономичностью процесса. Также существуют некоторые трудности с толщиной обрабатываемого металла, так как если она будет превышать 2 сантиметра, то лазерную резку осуществить невозможно.

2 Лазерная резка и гравировка – технология и оборудование

Как только что было сказано, оборудование для такой обработки материалов довольно дорогостоящее, поэтому этим в основном занимаются только крупные предприятия промышленного характера. Технология лазерной резки заключается в том, что сфокусированный луч движется в строго заданном направлении. А так как его диаметр очень маленький, при этом мощность невероятно большая, то он нагревает металл до состояния плавления. Однако смежные с лучом участки, несмотря на то что тоже нагреваются, тем не менее не деформируются. Затем в рабочую зону подается газ, это может быть и кислород, и азот, или же смеси газов с инертными свойствами – все зависит от вида и свойств обрабатываемого металла или сплава. Посредством этой струи осуществляется выдувание расплавленного материала, и получается тонкий и аккуратный рез.

Лазерная художественная резка металла в ювелирном деле или же там, где необходима повышенная точность и лучшее качество, осуществляется путем испарения молекул металла из рабочей зоны. Материал также нагревается под воздействием луча, но в отличие от предыдущего способа происходит смещение зоны плавления вглубь. Верхние же слои, в свою очередь, нагреваются до температуры кипения, что и приводит к испарению. Недостаток данной технологии заключается в том, что она требует значительно больше энергозатрат, поэтому ее целесообразно применять только в особенных случаях.

Лазерная резка и гравировка – технология и оборудование

Процесс лазерной резки металлов полностью автоматизирован начиная от таких примитивных операций, как загрузка листов, и заканчивая сортировкой уже готовых изделий. Есть три основных типа машин. Портальная, когда лист металла неподвижен, а перемещается портал с технической оснасткой. Оборудование для лазерной резки второго типа предполагают ход листа, при этом портал статичен. Существуют также установки, в которых перемещаются одновременно и лист, и портал (первый в продольном направлении, а второй – в поперечном).

Кроме того, различными бывают сами лазеры.

  • У твердотелых в качестве активного тела выступает рубин, неодимовое стекло либо же алюмоиттриевый гранат. Их мощность обычно не более 6 кВт. Они используются для резки алюминия, латуни или же меди.
  • Лазеры, в которых активным телом выступает газ, соответственно, называются газовыми. Возбуждение атомов вещества в этом случае осуществляется посредством электрического разряда. Мощность же данных устройств может достигать 20 кВт.Лазерная резка и гравировка – технология и оборудование фото
  • Самые "сильные" установки (150 кВт) – газодинамические – работают за счет прокачки горячего газа со сверхзвуковой скоростью. А наиболее популярными по праву можно назвать машины, в которых происходит прокачка CO2 в поперечном направлении (1 МВт). Они достаточно компактные и надежные, с их помощью делается лазерная резка труб, металлов и других материалов.

3 Применение лазерной резки и ее особенности

За счет того, что сфокусированный лазерный луч может прорезать практически любой материал – и металл, и оргстекло, и дерево – то такая технология нашла свое применение почти во всех промышленных областях. Так, например, на заводах осуществляется лазерная резка профильной трубы. Кроме того, этот способ обработки очень актуален для ювелирных работ, ведь там как нигде необходима точность. Также популярна гравировка с помощью лазера. Таким образом маркируют, а также кодируют промышленные образцы, разные детали, наносят надписи, особенно это важно для рекламного бизнеса и при изготовлении ювелирных изделий.

Достоинство такой гравировки прежде всего в миниатюрности и отсутствии механического воздействия, так не возникает никаких проблем при работе с тонкостенными и хрупкими изделиями, а значки получаются четкими, что позволяет легко их считывать.

Применение лазерной резки и ее особенности

Несмотря на то что применение лазерной резки сегодня довольно популярно и имеет массу достоинств, стоит учитывать ряд особенностей данной технологии обработки материала. Например работая с такими металлами, как медь, латунь и алюминий, необходимо выбирать лазер большей мощностью из-за хорошей теплопроводности данных материалов. Если же необходимо сделать рез на тонкостенной детали, то лучше использовать импульсный режим.

Применение лазерной резки и ее особенности фото

Обработка нержавеющей стали весьма проблематична из-за большого количества легирующих элементов, которые способствуют образованию тугоплавких оксидов. Особенно данный процесс усложняется, когда необходимо работать с материалом большой толщины. В такой ситуации лучше использовать газовые установки с азотом. При резке углеродистых сталей вспомогательной средой является кислород. Однако если необходимо сделать в детали отверстия очень маленького диаметра либо острые углы, то лучше заменить кислород инертным газом, подающимся под высоким давлением.

Рекомендуемые организации
ООО ПКФ «Сармат» ООО ПКФ «Сармат»
Россия, Ижевск, улица Гольянский поселок, 1 А
ООО «МТСК» ООО «МТСК»
Россия, Москва, Северный, Чермянский проезд, 7, строение 1
Обзор товаров
Трубогиб ручной ТР и другие марки – рассматриваем типы этого приспособленияТрубогиб ручной ТР и другие марки – рассматриваем типы этого приспособления

В этой статье мы рассмотрим различные механические трубогибы, которые можно использовать руками, применяя только мускульную ...

Смотреть
Виды сварочных аппаратов – обзор популярных моделейВиды сварочных аппаратов – обзор популярных моделей

Статья подскажет вам, какое специальное оборудование имеет смысл приобрести, если вы планируете производить работы по ...

Смотреть
Трубогиб ручной ТР и другие марки – рассматриваем типы этого приспособленияТрубогиб ручной ТР и другие марки – рассматриваем типы этого приспособления

В этой статье мы рассмотрим различные механические трубогибы, которые можно использовать руками, применяя только мускульную ...

Виды сварочных аппаратов – обзор популярных моделейВиды сварочных аппаратов – обзор популярных моделей

Статья подскажет вам, какое специальное оборудование имеет смысл приобрести, если вы планируете производить работы по ...