Лазерно рязане на метал: принципи на работа и предимства

Лазерното рязане на метал е подходящо за рязане на ламарина с дебелина до 80 мм, както и на тръби с различно сечение. Лазерното рязане на метал активно измества другите методи на рязане от пазара, тъй като технологията се развива бързо и скоростта на лазерното рязане на метал, максимално възможните дебелини на рязане и ефективността на машините за лазерно рязане на метал се увеличават всяка година.

В тази статия ще обясним основните принципи на работа на машините за лазерно рязане на метал, какви са техните предимства пред другите технологии за рязане на метал, какви метали могат да се режат и какво може да се произвежда с лазерно рязане на метал и как различните модели лазерно рязане на метал машините се различават.

Принципи на работа на лазерното рязане на метал

Съвременните машини за лазерно рязане на метал използват оптичен лазерен източник като излъчвател. Процесът на генериране протича в помпените диоди с помощта на резонатор, след което лазерният лъч се подава през оптично влакно към лазерната глава на машината за лазерно рязане на метал, където са разположени колиматор и фокусираща леща.

Фокусираният лазерен лъч има висока плътност на мощността поради своята монохроматичност и кохерентност.

Монохроматичността означава, че спектърът на излъчваните дължини на вълните е толкова тесен, че може да се каже, че фотоните на лазерното лъчение имат еднаква или близка до същата дължина на вълната.

Кохерентността се отнася до кохерентността на вълновите движения на лазера. Времевата кохерентност осигурява последователността на трептенията в една и съща точка в пространството в различно време, докато пространствената кохерентност гарантира, че лазерното лъчение е еднопосочно и че дифракционната граница, т.е. минималната стойност на петното на лазерния лъч, излъчвано от машина за лазерно рязане на метал, се достига.

Благодарение на това лазерният нож за метал може да фокусира до точка с диаметър 0,01 mm с плътност на мощността от 10¹³W или повече, което позволява на лазерното лъчение да загрее метала до точка на топене на площ 8 пъти по-малка от човешки косъм за част от секундата.

В импулсен режим продължителността на всеки отделен импулс може да бъде до 10‾¹⁵ секунди.

Лазерното рязане на метали се разделя на два основни метода: рязане чрез синтез и сублимационно рязане.

Лазерно фюжън рязане на метали

Високата плътност на мощността на лазерния лъч незабавно разтопява метала, докато в зоната на рязане се подава спомагателен газ, който издухва разтопения материал и може също да охлади зоната около зоната на рязане.

При лазерното рязане на метал нагряването се случва локално върху малка площ около точката на удара, така че материалът не се прегрява или деформира.

Лазерно сублимационно рязане на метали

Този метод се използва по-често в микротехниката за лазерно рязане на тънки метали. Той е много енергоемък, тъй като се използват високомощни наносекундни лазери за изпаряване на материала без деформация. Ефективността е 5-8 пъти по-ниска, отколкото при лазерно рязане на метали.

Предимства на лазерното рязане пред други методи за рязане на метал

Лазерното рязане на метал е един от най-младите, но и най-съвременни методи за рязане на ламарина и тръби. Има следните предимства:

Без отпадъци под формата на стружки, метален прах или помощни средства за рязане като пясък при използване на рязане с водна струя;
Лесна и безопасна работа с машината за лазерно рязане на метал. Няма нужда от специално оборудвано помещение и защитни костюми;
Високопрецизно лазерно рязане на метал. Диаметър на лазера до 0.01 mm, точност на репозициониране - 0.02 mm;
Материалът не е деформиран. Зоната на топлинно въздействие е толкова малка, че когато металът се изрязва с лазер, той няма време да се нагрее достатъчно;
Идеално чиста кройка. След лазерно рязане металът не се нуждае от последваща обработка, няма неравности или шлаки по отрязаната повърхност и готовият продукт често влиза в работа без никаква последваща обработка;
Метално лазерно рязане на сложни дизайни. За разлика например от лентовия трион, лазерът може да изрязва контури с всякаква сложност;
Скорост на работа. Машините за лазерно рязане на метал Wattsan достигат скорости до 60 м/мин при лазерно рязане на метали, особено на тънки ламарини. И скорости на празен ход до 140 м/мин;
Срок на експлоатация. Продължителността на живота на машината за лазерно рязане на метал е повече от 11 години ;
Компютърно цифрово управление . Системата за управление на машината извършва по-голямата част от лазерното рязане на метал и това гарантира пълна консистенция на продукта и намалява неточностите и отхвърлянията до минимум;
Лесен за научаване. Основните принципи на лазерно рязане на метал и работа с лазерна машина за метално рязане могат да бъдат усвоени за един работен ден.
Универсалност на машината. Времето за пускане на нов продукт може да отнеме минути; по време на работа конфигурацията на продукта може да бъде променена от оператора, за да отговаря на задачата.
Без консумативи . При работата на машина за лазерно рязане на метал консумативите или липсват, или са на ниска цена. Основен разход са материалните и спомагателните газове.

Лазерно рязане на метали. Какви метали могат да се режат

Машина за лазерно рязане на метал. Всичко, което искахте да знаете за лазерното рязане на метали Лазерно рязане на метал: принципи на работа и предимства 1

Следните метали са подходящи за лазерно рязане:

въглеродна стомана,
поцинкована стомана,
легирана стомана,
неръждаема стомана,
мед,
месинг,
алуминий,
титан.

Ако машината за лазерно рязане на метал е оборудвана със специална единица, тя може да реже не само ламарина, но и кръгли и правоъгълни тръби. Има и специализирани машини за лазерно рязане на метални тръби.

Всеки тип метал изисква специфичен спомагателен газ за лазерно рязане.

За лазерно рязане на черни метали се използва въздух или кислород. Лазерното рязане на метал с въздух изисква компресор и с този метод можете да режете относително малки дебелини до 3-5 mm. Но при достатъчна мощност на лазерния източник максималната дебелина на материала може да бъде до 20 mm. Лазерното рязане на метал с кислород прави рязането няколко пъти по-бързо.

Инертни газове, най-често азот, се използват за следните задачи:

за лазерно рязане на метали, които имат неръждаеми свойства с цел запазването им;
за лазерно рязане на метали с висока топлопроводимост, мед и алуминий, за да се избегне натрупването на шлака;
титанът изисква аргон за рязане, защото след рязане с други газове този метал става порест и чуплив.

Силно отразяващите метали не трябва да се режат на машина за лазерно рязане на метал, освен ако лазерният източник не е оборудван със система за защита срещу обратно изстрелване, в противен случай лазерният лъч може да се върне обратно към източника и да го повреди. Понастоящем само IPG излъчвателите са защитени срещу този тип отражение.

Машината за лазерно рязане на метал не е подходяща за рязане на дървени материали. Освен това, това би било нежизнеспособно решение, тъй като машините с CO2 са идеални за материали на основата на дърво и са значително по-евтини от машините за лазерно рязане на метал.

За повече информация относно избор на машина за лазерно рязане на метал, свържете се с мениджърите на Virmer: +31208082045 , е-mail: info@virmer.com .

Приложения за лазерно рязане на метал

Лазерното рязане на метал се използва в корабостроенето, самолетостроенето и машиностроенето, автомобилостроенето, строителството, инструменталната, медицинската и хранително-вкусовата промишленост.

Какво може да се произведе с помощта на машини за лазерно рязане на метал?

метални конструкции за изграждане и облицовка на сгради;
железни врати и метални мебели;
мебели за съхранение: стелажи, шкафове, рафтове, чекмеджета, тави;
рекламни конструкции: табели, надписи, стойки, витрини, рекламни стелажи;
корпуси и панели за оборудване;
вентилационни системи;
монтажен хардуер;
оборудване и обзавеждане за медицина и търговия;
декоративни външни скари;
екстериорен и вътрешен дизайн, като персонализирани метални порти;
лазерно рязане на метални елементи от всякаква сложност;
всякакви метални конструкции по поръчка.

Каква е разликата между машините за лазерно рязане на метал

Как да изберем фиброрезачка за метал Лазерно рязане на метал: принципи на работа и предимства 1

Машините за лазерно рязане на метал Wattsan на нашия уебсайт могат да бъдат разделени в 3 основни категории: E-line, S-line и HARD-line. Линиите E и S се предлагат в размери на работната площ 1300x2500 mm и 1500x3000 mm, докато линията HARD е с размери 1500x3000, 4000x2000 и 6000x2000 mm.

Основната разлика между трите модела е максималната мощност на лазерния източник, дизайнът на корпуса и компонентите. Това, следователно, определя производителността и максималната възможна дебелина на материала, който ще се реже.

Колкото по-дебел е материалът, толкова по-мощен лазерен източник е необходим за рязане на метал и толкова по-големи са изискванията към леглото на машината и всички компоненти.

По отношение на общото между тези модели могат да се подчертаят следните точки:

Тези машини за лазерно рязане на метал са предназначени за денонощна работа;
Изцяло заварената рамка е подсилена с вътрешни перки на всеки 400 mm;
Лазерни източници от водещи производители: IPG, Raycus, MaxPhotonics, JPT;
Здрав и лек алуминиев портал;
Водещи релси HIWIN и винтови стелажи LEAN B2;
Метален капак на направляващите релси предпазва от искри и изгаряне чрез гофрираната защита;
Двигатели Mitsubishi със скоростни кутии Shimpo; различните модели имат различна мощност в зависимост от натоварванията;
електричество Siemens;
FSCUT контролер;
Софтуерът CYPCUT включва дистанционна системна диагностика, както и редица функции, които ускоряват и опростяват лазерното рязане на метал;
Зоналната димоотвеждаща система е по-ефективна и икономична, тъй като работи само в сегмента на машината, където се реже метал.

Сега нека разгледаме по-подробно разликите между Wattsan E-line, S-line и HARD-line машини за лазерно рязане на метал.

Машини за лазерно рязане на метал Wattsan E-line

Това е основният модел на машина за лазерно рязане на метал и е по-подходящ за високоскоростно лазерно рязане на тънък метал. Характеристики на E-line:

Подходящ за лазерно рязане на метали с дебелина до 4 mm;
Оборудван с лазерен източник IPG, Maxphotonics, JPT или Raycus с номинална мощност 1000, 1500 или 2000 W;
Скорости на движение до 80 м/мин при ускорение от 1G;
Цялостно заварената рамка има сечение от 6-8 mm;
1 kW двигатели Mitsubishi и скоростни кутии Shimpo;
X- и Y-оси: водещи релси HIWIN 20 mm и спирални стелажи Lean B2;
Z-ос: HIWIN 15 мм водещи релси и 16 мм топка и винт;
Като стандарт се предлага с лазерна глава RayTools, по избор с лазерна глава WSX или Precitec.

За повече подробности относно такава машина за лазерно рязане на метал вижте Wattsan 1325 E.

Всички метални лазерни рамки на Wattsan преминават през процес на отгряване - многоетапна топлинна обработка в специална пещ - за облекчаване на напрежението върху метала. Това гарантира работа без деформиране за минимум 10 години.

Машини за лазерно рязане на метал Wattsan S-line

Проектиран за високоскоростно и прецизно лазерно рязане на метали със средна дебелина. Характеристики на машините за лазерно рязане на метал S-line:

Подходящ за лазерно рязане на метали с дебелина до 12 mm;
Оборудван с лазерен източник IPG, Maxphotonics, JPT или Raycus с номинална мощност от 1000 W до 6000 W;
Скорости на движение до 140 м/мин при 2G ускорение;
Цялостно заварената рамка има сечение от 8-12 mm;
2 kW двигатели Mitsubishi и скоростни кутии Shimpo;
X- и Y-оси: водещи релси HIWIN 20 mm и спирални стелажи Lean B2;
Z-ос: HIWIN 15 мм водещи релси и 16 мм топка и винт;
Като стандарт се предлага с лазерна глава RayTools, по избор с лазерна глава WSX или Precitec.

Във фабриката Wattsan високопрецизна роботизирана машина фрезова идеално плоски подложки за водещи релси и спирални стелажи. Това гарантира тяхната коаксиалност и паралелност, като по този начин се гарантира точност на препозициониране от 0,02 mm.

За повече подробности вижте Wattsan 1530S .

Машините за лазерно рязане на метал Wattsan S-line също могат да бъдат оборудвани със сменяеми маси, устройство за рязане на тръби и защитна кабина.

Сменяеми маси

Tablechange спестява време, като гарантира, че докато едната маса се използва за лазерно рязане на метален лист, операторът премахва нарязаните парчета и поставя нов лист материал върху другата. Автоматичната смяна на масата отнема от 18 до 30 секунди.

Например машината за лазерно рязане на метал Wattsan 1530 Tablechange .

Устройство за рязане на тръби

Монтира се непосредствено до машината. Позволява рязане както на листове метал, така и на метални тръби. Например ротационната машина за лазерно рязане на метал Wattsan 1530 .

Wattsan 1530 Rotatory реже кръгли тръби до 220 mm и правоъгълни тръби до 160 mm с дължина от 3 до 9 метра. Допустими размери за лазерно рязане на ламарина: 1500х3000 мм.

Защитна кабина

Той е проектиран за безопасност при използване на лазерни източници със средна и висока мощност. Напълно затваря работната зона на машина за лазерно рязане на метал и има прозорци за наблюдение за защита срещу отразени лазерни лъчи и искри.

Допълнителните аксесоари могат да се комбинират помежду си или да се монтират всички наведнъж, както при лазерната металообработваща машина Wattsan 1530 Tablechange Rotatory Cabine .

Отделен клас метални лазерни машини включва лазерната машина за рязане на метал Wattsan RD , специализирана в рязане на метални тръби и греди

Предназначен за рязане на особено дебели метали. По подразбиране е оборудван със сменяеми маси, тъй като този тип машина за лазерно рязане на метал първоначално включва голямо натоварване. Характеристики на HARD-line:

Подходящ за рязане на метали с дебелина до 80 mm;
Оборудван с IPG лазерен източник от 3000 до 20000 W;
Скорости на движение до 140 м/мин при 2G ускорение;
Изцяло заварената рамка има сечение от 15-18 mm;
Рамката на машината е защитена с графитно и керамично покритие и медни пластини за отразяване и изравняване на топлинните ефекти;
16 мм дебели подсилващи перки около периметъра вътре в рамката;
Напълно затворен дизайн на корпуса със система за филтриране на въздуха;
1,3 kW двигатели Mitsubishi и скоростни кутии Shimpo;
X- и Y-оси: водещи релси HIWIN 30 mm и винтови стелажи Lean B2;
Z-ос: HIWIN 25 мм водещи релси и 25 мм топка и винт;
Увеличено напречно сечение на алуминиев портал;
Предлага се с лазерна глава Precitec по подразбиране;
Оборудван с две камери: за наблюдение на работата вътре в машината и за наблюдение на сменяемите маси;
Отделен електрически шкаф за лесен достъп.

Разлика между лазерно рязане на метал с влакна и CO2

Какво е CNC CO2 лазер и как работи? Лазерно рязане на метал: принципи на работа и предимства 1

Тъй като пишем за лазерно рязане на метал, няма как да не споменем, че някои CO2 машини също са подходящи за тази цел. Например Wattsan NC-1612, който може да реже и неметални материали.

Мощността на лазерната тръба на тази машина е 130-150 W и размер на работната площ: 1600x1200 mm. Тази универсална машина реже метали с дебелина до 1,5 mm, както и всякакви други стандартни материали за CO2 лазери : шперплат , фурнир, MDF, дърво , пластмаса , текстил , кожа и кожа.

Прочетете повече за машината за лазерно рязане на метал Wattsan NC-1612 на нашия уебсайт.

Изводи

Машината за лазерно рязане на метал е най-производителният инструмент за рязане на ламарина и тръби. Цената на всеки лазерен нож за метал зависи от мощността на излъчвателя и редица други параметри.

За записване на час за консултация или онлайн демонстрация на машини за лазерно рязане на метал се свържете с мениджърите на Virmer: +31208082045 , е-mail: info@virmer.com .