Řezání kovů laserem: principy fungování a výhody

Řezání kovů laserem je vhodné pro řezání plechů do tloušťky 80 mm i trubek různých průřezů. Řezání kovů laserem aktivně vytlačuje ostatní metody řezání z trhu, protože technologie se rychle vyvíjí a rychlost řezání kovů laserem, maximální možné tloušťky řezu a účinnost strojů na řezání kovů laserem se rok od roku zvyšují.

V tomto článku si vysvětlíme základní principy činnosti strojů na řezání kovů laserem, jaké jsou jejich výhody oproti jiným technologiím řezání kovů, jaké kovy lze řezat a co lze vyrobit řezáním kovů laserem a jak různé modely řezání kovů laserem stroje se liší.

Principy činnosti řezání kovů laserem

Moderní kovové laserové řezací stroje používají jako emitor laserový zdroj z optických vláken. Proces generování probíhá v diodách pumpy pomocí rezonátoru a poté je laserový paprsek veden optickým vláknem do laserové hlavy kovového laserového řezacího stroje, kde je umístěn kolimátor a zaostřovací čočka.

Fokusovaný laserový paprsek má vysokou hustotu výkonu díky své monochromatičnosti a koherenci.

Monochromatičnost znamená, že spektrum emitovaných vlnových délek je tak úzké, že o fotonech laserového záření lze říci, že mají stejnou nebo blízkou stejnou vlnovou délku.

Koherence odkazuje na koherenci vlnových pohybů laseru. Časová koherence zajišťuje konzistenci kmitů ve stejném bodě v prostoru v různých časech, zatímco prostorová koherence zajišťuje, že laserové záření je jednosměrné a že mez difrakce, tj. minimální hodnota bodu laserového paprsku emitovaného kovovým laserovým řezacím strojem, je zaručena. je dosaženo.

Díky tomu je kovový laserový řezač schopen zaostřit na bod o průměru 0,01 mm s hustotou výkonu 10¹³W nebo více, což umožňuje laserovému záření zahřát kov na bod tání na ploše 8krát menší než lidské vlasy ve zlomku vteřiny.

V pulzním režimu může trvání každého jednotlivého pulzu trvat až 10‾¹⁵ sekund.

Řezání kovů laserem se dělí na dva základní způsoby: tavné řezání a sublimační řezání.

Laserové tavné řezání kovů

Vysoká hustota výkonu laserového paprsku okamžitě taví kov, zatímco do zóny řezání je přiváděn pomocný plyn, který odfukuje roztavený materiál pryč a může také ochlazovat oblast kolem zóny řezání.

Při laserovém řezání kovů dochází k zahřívání lokálně na malé ploše kolem místa dopadu, takže nedochází k přehřívání nebo deformaci materiálu.

Laserové sublimační řezání kovů

Tato metoda se častěji používá v mikrotechnice pro laserové řezání tenkých kovů. Je velmi energeticky náročný, protože k odpařování materiálu bez deformace se používají vysoce výkonné nanosekundové lasery. Účinnost je 5-8krát nižší než u laserového tavného řezání kovů.

Výhody řezání laserem oproti jiným metodám řezání kovů

Řezání kovů laserem je jednou z nejmladších, ale nejmodernějších metod řezání plechů a trubek. Má následující výhody:

Žádný odpad ve formě třísek, kovového prachu nebo řezných pomůcek, jako je písek při řezání vodním paprskem;
Snadná a bezpečná obsluha kovového laserového řezacího stroje. Není potřeba speciálně vybavený pokoj a ochranné obleky;
Vysoce přesné laserové řezání kovu. Průměr laseru do 0,01 mm, přesnost přemístění - 0,02 mm;
Materiál se nedeformuje. Tepelně ovlivněná zóna je tak malá, že když je kov řezán laserem, nestihne se dostatečně zahřát;
Dokonale čistý řez. Po řezání laserem kov nepotřebuje žádné dodatečné zpracování, na řezané ploše nejsou žádné otřepy nebo strusky a hotový výrobek často funguje bez jakéhokoli dodatečného zpracování;
Řezání kovů laserem složitých vzorů. Na rozdíl například od řezání pásovou pilou může laser řezat obrysy jakékoli složitosti;
Rychlost provozu. Laserové řezací stroje Wattsan dosahují při laserovém řezání kovů, zejména tenkých plechů, rychlosti až 60 m/min. A volnoběžné rychlosti až 140 m/min;
Životnost. Životnost kovového laserového řezacího stroje je více než 11 let ;
Počítačové numerické řízení . Řídicí systém stroje provádí většinu řezání kovu laserem, což zajišťuje úplnou konzistenci produktu a snižuje nepřesnosti a zmetkovitosti na minimum;
Jednoduché se naučit. Základní principy řezání kovů laserem a práce s kovovým laserovým řezacím strojem lze naučit za jeden pracovní den.
Všestrannost stroje. Doba uvedení nového produktu může trvat minuty; během provozu může obsluha změnit konfiguraci produktu tak, aby vyhovovala danému úkolu.
Žádný spotřební materiál . Při provozu kovového laserového řezacího stroje spotřební materiál buď neexistuje, nebo má nízkou cenu. Hlavní spotřebou je materiál a pomocné plyny.

Řezání kovů laserem. Jaké kovy lze řezat

Laserový stroj na řezání kovů. Vše, co jste chtěli vědět o laserovém řezání kovů Řezání kovů laserem: principy fungování a výhody 1

Pro řezání laserem jsou vhodné následující kovy:

uhlíková ocel,
pozinkovaná ocel,
legovaná ocel,
nerezová ocel,
měď,
mosaz,
hliník,
titan.

Pokud je kovový laserový řezací stroj vybaven speciální jednotkou, může řezat nejen plech, ale také kulaté a obdélníkové trubky. Existují také specializované stroje na řezání kovových trubek laserem.

Každý typ kovu vyžaduje specifický pomocný plyn pro řezání laserem.

Pro laserové řezání železných kovů se používá vzduch nebo kyslík. Laserové řezání kovu vzduchem vyžaduje kompresor a s touto metodou můžete řezat relativně malé tloušťky až 3-5 mm. Ale s dostatečným výkonem laserového zdroje může být maximální tloušťka materiálu až 20 mm. Laserové řezání kovu s kyslíkem umožňuje řezání několikanásobně rychleji.

Inertní plyny, nejčastěji dusík, se používají pro následující úkoly:

pro laserové řezání kovů, které mají antikorozní vlastnosti za účelem jejich konzervace;
pro laserové řezání kovů s vysokou tepelnou vodivostí, mědi a hliníku, aby se zabránilo usazování strusky;
titan vyžaduje pro řezání argon, protože po řezání jinými plyny se tento kov stává porézním a křehkým.

Vysoce reflexní kovy nesmí být řezány na kovovém laserovém řezacím stroji, pokud není laserový zdroj vybaven systémem ochrany proti zpětnému pálení, jinak může laserový paprsek zpětně vystřelit do zdroje a poškodit jej. Proti tomuto typu odrazu jsou v současnosti chráněny pouze zářiče IPG.

Kovový laserový řezací stroj není vhodný pro řezání dřevěných materiálů. Navíc by to bylo neschůdné řešení, protože stroje na CO2 jsou ideální pro materiály na bázi dřeva a jsou podstatně levnější než stroje na řezání kovů laserem.

Pro více podrobností o výběru kovového laserového řezacího stroje kontaktujte manažery Virmer: +31208082045 , е-mail: info@virmer.com .

Aplikace řezání kovů laserem

Řezání kovů laserem se používá při stavbě lodí, letadel a strojů, automobilové výrobě, stavebnictví, přístrojové technice, lékařském a potravinářském průmyslu.

Co lze vyrobit pomocí kovových laserových řezacích strojů?

kovové konstrukce pro stavbu a opláštění budov;
železné dveře a kovový nábytek;
úložný nábytek: regály, skříně, police, zásuvky, podnosy;
reklamní konstrukce: vývěsní štíty, vitríny, stojany, vitríny, reklamní stojany;
kryty a panely zařízení;
ventilační systémy;
montážní hardware;
vybavení a nábytek pro lékařství a obchod;
dekorativní venkovní grily;
vnější a vnitřní design, jako jsou kovové brány na míru;
laserové řezání kovových prvků jakékoli složitosti;
jakékoliv zakázkové kovové konstrukce.

Jaký je rozdíl mezi kovovými laserovými řezacími stroji

Jak vybrat řezačku na kov Řezání kovů laserem: principy fungování a výhody 1

Laserové řezací stroje Wattsan na našem webu lze rozdělit do 3 hlavních kategorií: E-line, S-line a HARD-line. Řada E a S je k dispozici ve velikostech pracovní plochy 1300x2500 mm a 1500x3000 mm, zatímco řada HARD má velikosti 1500x3000, 4000x2000 a 6000x2000 mm.

Hlavním rozdílem mezi těmito třemi modely je maximální výkon laserového zdroje, konstrukce krytu a komponent. To následně určuje výkon a maximální možnou tloušťku řezaného materiálu.

Čím silnější je materiál, tím výkonnější zdroj laseru je potřeba k řezání kovu a tím větší jsou nároky na lože stroje a všechny součásti.

Pokud jde o to, co mají tyto modely společného, lze zdůraznit následující body:

Tyto kovové laserové řezací stroje jsou navrženy pro nepřetržitý provoz;
Celosvařovaný rám je vyztužen vnitřními žebry každých 400 mm;
Laserové zdroje od předních výrobců: IPG, Raycus, MaxPhotonics, JPT;
Robustní a lehký hliníkový portál;
Vodicí lišty HIWIN a spirálové hřebeny LEAN B2;
Kovový kryt vodicích lišt chrání vlnitou ochranu před jiskrami a spálením;
motory Mitsubishi s převodovkami Shimpo; různé modely mají různý výkon v závislosti na zatížení;
elektrika Siemens;
ovladač FSCUT;
Software CYPCUT obsahuje vzdálenou diagnostiku systému a také řadu funkcí, které urychlují a zjednodušují řezání kovů laserem;
Zónový systém odsávání výparů je efektivnější a hospodárnější, protože funguje pouze v segmentu stroje, kde se řeže kov.

Nyní se podívejme blíže na rozdíly mezi laserovými řezacími stroji Wattsan řady E, S a HARD.

Laserové řezací stroje na kov Wattsan E-line

Toto je základní model kovového laserového řezacího stroje a je vhodnější pro vysokorychlostní laserové řezání tenkého kovu. Vlastnosti E-line:

Vhodné pro laserové řezání kovů do tloušťky 4 mm;
Vybaven laserovým zdrojem IPG, Maxphotonics, JPT nebo Raycus s jmenovitým výkonem 1000, 1500 nebo 2000 W;
Rychlost pojezdu až 80 m/min při zrychlení od 1G;
Celosvařovaný rám má průřez 6-8 mm;
1 kW motory Mitsubishi a převodovky Shimpo;
Osa X a Y: vodicí kolejnice HIWIN 20 mm a šroubovité hřebeny Lean B2;
Osa Z: vodicí kolejnice HIWIN 15 mm a kulový šroub 16 mm;
Standardně k dispozici s laserovou hlavou RayTools, volitelně s laserovou hlavou WSX nebo Precitec.

Další podrobnosti o takovém kovovém laserovém řezacím stroji najdete na Wattsan 1325 E .

Všechny rámy kovových laserových strojů Wattsan procházejí procesem žíhání – vícestupňovým tepelným zpracováním ve speciální peci – aby se uvolnilo namáhání kovu. To zajišťuje provoz bez deformace po dobu minimálně 10 let.

Laserové řezací stroje na kov Wattsan S-line

Navrženo pro vysokorychlostní a vysoce přesné laserové řezání kovů střední tloušťky. Vlastnosti laserových řezacích strojů na kov S-line:

Vhodné pro laserové řezání kovů do tloušťky 12 mm;
Vybaven laserovým zdrojem IPG, Maxphotonics, JPT nebo Raycus s jmenovitým výkonem od 1000 W do 6000 W;
Pojezdová rychlost až 140 m/min při zrychlení 2G;
Celosvařovaný rám má průřez 8-12 mm;
2 kW motory Mitsubishi a převodovky Shimpo;
Osa X a Y: vodicí kolejnice HIWIN 20 mm a šroubovité hřebeny Lean B2;
Osa Z: vodicí kolejnice HIWIN 15 mm a kulový šroub 16 mm;
Standardně k dispozici s laserovou hlavou RayTools, volitelně s laserovou hlavou WSX nebo Precitec.

V továrně Wattsan frézuje vysoce přesný robotický stroj dokonale ploché podložky pro vodicí kolejnice a spirálové hřebeny. Tím je zajištěna jejich souosost a rovnoběžnost, čímž je zaručena přesnost přemístění 0,02 mm.

Další podrobnosti viz Wattsan 1530S .

Laserové řezací stroje Wattsan S-line mohou být také vybaveny výměnnými stoly, jednotkou na řezání trubek a ochrannou kabinou.

Výměnné stoly

Tablechange šetří čas tím, že zatímco jeden stůl se používá pro laserové řezání plechu, operátor odebírá nařezané kusy a na druhý pokládá nový list materiálu. Automatická výměna stolu trvá 18 až 30 sekund.

Například laserový řezací stroj na kov Wattsan 1530 Tablechange .

Jednotka pro řezání trubek

Montuje se přímo vedle stroje. Umožňuje řezání plechů i kovových trubek. Například rotační laserový řezací stroj na kov Wattsan 1530 .

Wattsan 1530 Rotatory řeže kruhové trubky do 220 mm a pravoúhlé trubky do 160 mm s délkou od 3 do 9 metrů. Přípustné rozměry pro laserové řezání plechu: 1500x3000 mm.

Ochranná kabina

Je navržen pro bezpečnost při použití laserových zdrojů středního a vysokého výkonu. Zcela uzavírá pracovní oblast kovového laserového řezacího stroje a má průhledová okna pro ochranu před odraženými laserovými paprsky a jiskrami.

Volitelné příslušenství lze vzájemně kombinovat nebo namontovat celé najednou, jako u laserového kovoobráběcího stroje Wattsan 1530 Tablechange Rotatory Cabine .

Samostatná třída kovových laserových strojů zahrnuje kovový laserový řezací stroj Wattsan RD , specializovaný na řezání kovových trubek a nosníků

Určeno pro řezání zvláště silných kovů. Standardně vybavena výměnnými stoly, protože tento typ laserového řezacího stroje na kov zpočátku vyžaduje velké pracovní zatížení. Vlastnosti řady HARD:

Vhodné pro řezání kovů do tloušťky 80 mm;
Vybaveno IPG laserovým zdrojem od 3000 do 20000 W;
Pojezdová rychlost až 140 m/min při zrychlení 2G;
Celosvařovaný rám má průřez 15-18 mm;
Rám stroje je chráněn grafitovým a keramickým povlakem a měděnými deskami, které odrážejí a vyrovnávají tepelné účinky;
16 mm silná výztužná žebra po obvodu uvnitř rámu;
Plně uzavřený design krytu se systémem filtrace vzduchu;
motory Mitsubishi 1,3 kW a převodovky Shimpo;
Osa X a Y: vodicí kolejnice HIWIN 30 mm a šroubovité hřebeny Lean B2;
Osa Z: vodicí kolejnice HIWIN 25 mm a kulový šroub 25 mm;
Zvětšený průřez hliníkového portálu;
Standardně se dodává s laserovou hlavou Precitec;
Vybaveno dvěma kamerami: pro pozorování práce uvnitř stroje a pro pozorování výměnných stolů;
Samostatná elektrická skříň pro snadný přístup.

Rozdíl mezi řezáním vláknem a CO2 kovovým laserem

Co je to CNC CO2 laser a jak funguje? Řezání kovů laserem: principy fungování a výhody 1

Protože píšeme o řezání kovů laserem, nemůžeme nezmínit, že k tomuto účelu jsou vhodné i některé CO2 stroje. Například Wattsan NC-1612, který dokáže řezat i nekovové materiály.

Výkon laserové trubice tohoto stroje je 130-150 W a velikost pracovní plochy: 1600x1200 mm. Tento všestranný stroj řeže kovy až do tloušťky 1,5 mm a také jakékoli další standardní materiály pro CO2 lasery : překližku , dýhu, MDF, dřevo , plasty , textilie , kůži a kožešinu.

Přečtěte si více o laserovém řezacím stroji Wattsan NC-1612 na našem webu.

Závěry

Laserový řezací stroj na kov je nejproduktivnějším nástrojem pro řezání plechů a trubek. Cena jakékoli kovové laserové řezačky závisí na výkonu zářiče a řadě dalších parametrů.

Chcete-li si rezervovat schůzku na konzultaci nebo online předvedení strojů na řezání kovů laserem, kontaktujte manažery Virmer: +31208082045 , е-mail: info@virmer.com .