Metallin laserleikkaus: toimintaperiaatteet ja edut

Metallin laserleikkaus soveltuu jopa 80 mm paksuisten ohutlevyjen sekä poikkileikkaukseltaan erilaisten putkien leikkaamiseen. Metallilaserleikkaus syrjäyttää aktiivisesti muita leikkausmenetelmiä markkinoilta, kun tekniikka kehittyy nopeasti ja metallin laserleikkauksen nopeus, suurimmat mahdolliset leikkauspaksuudet ja metallilaserleikkauskoneiden tehokkuus kasvavat vuosi vuodelta.

Tässä artikkelissa selostetaan metallilaserleikkauskoneiden perustoimintaperiaatteet, mitkä ovat niiden edut muihin metallinleikkaustekniikoihin verrattuna, mitä metalleja voidaan leikata ja mitä voidaan valmistaa metallilaserleikkauksella ja miten erilaisia metallilaserleikkausmalleja koneet ovat erilaisia.

Metallin laserleikkauksen toimintaperiaatteet

Nykyaikaiset metallilaserleikkauskoneet käyttävät kuituoptista laserlähdettä emitterina. Generointiprosessi tapahtuu pumppudiodeissa resonaattorin avulla, jonka jälkeen lasersäde syötetään optisen kuidun kautta metallilaserleikkauskoneen laserpäähän, jossa sijaitsevat kollimaattori ja tarkennuslinssi.

Fokusoidulla lasersäteellä on suuri tehotiheys sen monokromaattisuuden ja koherenssinsa ansiosta.

Monokromaattisuudella tarkoitetaan sitä, että säteilevien aallonpituuksien spektri on niin kapea, että lasersäteilyn fotonien voidaan sanoa olevan sama tai lähellä samaa aallonpituutta.

Koherenssi viittaa laserin aallon liikkeiden koherenssiin. Ajallinen koherenssi varmistaa värähtelyjen johdonmukaisuuden samassa pisteessä avaruudessa eri aikoina, kun taas tilakoherenssi varmistaa, että lasersäteily on yksisuuntaista ja että diffraktioraja, eli metallisen laserleikkauskoneen lähettämän lasersäteen pisteen minimiarvo, on saavutettu.

Tämän ansiosta metallilaserleikkuri pystyy tarkentamaan halkaisijaltaan 0,01 mm:n pisteeseen tehotiheydellä 10¹³W tai enemmän, mikä mahdollistaa lasersäteilyn lämmittämisen metallin sulamispisteeseen alueella, joka on 8 kertaa pienempi kuin ihmisen hiukset sekunnin murto-osassa.

Metallin laserleikkaus on jaettu kahteen perusmenetelmään: fuusioleikkaus ja sublimaatioleikkaus.

Metallien laserfuusioleikkaus

Lasersäteen suuri tehotiheys sulattaa metallin välittömästi samalla kun leikkausvyöhykkeelle syötetään apukaasua, joka puhaltaa sulan materiaalin pois ja voi myös jäähdyttää leikkausvyöhykettä ympäröivää aluetta.

Metallien lasersublimaatioleikkaus

Tätä menetelmää käytetään yleisemmin mikrotekniikassa ohuiden metallien laserleikkaukseen. Se on erittäin energiaintensiivinen, koska suuritehoisia nanosekunnin lasereita käytetään materiaalin höyrystämiseen ilman muodonmuutoksia. Tehokkuus on 5-8 kertaa pienempi kuin metallien laserfuusioleikkauksessa.

Laserleikkauksen edut muihin metallinleikkausmenetelmiin verrattuna

Metallin laserleikkaus on yksi nuorimmista, mutta edistyneimmistä metallilevyjen ja putkien leikkausmenetelmistä. Sillä on seuraavat edut:

• Ei jätettä lastujen, metallipölyn tai leikkausapuaineiden, kuten hiekan, muodossa käytettäessä vesisuihkuleikkausta;
• Metallilaserleikkauskoneen helppo ja turvallinen käyttö. Ei tarvita erityisesti varustettuja huoneita ja suojapukuja;
• Erittäin tarkka metallin laserleikkaus. Laserin halkaisija jopa 0,01 mm, uudelleensijoituksen tarkkuus - 0,02 mm;
• Materiaali ei ole vääntynyt. Lämmön vaikutusalue on niin pieni, että kun metalli leikataan laserilla, se ei ehdi lämmetä tarpeeksi;
• Täydellisen puhdas leikkaus. Laserleikkauksen jälkeen metalli ei tarvitse jälkikäsittelyä, leikatussa pinnassa ei ole purseita tai kuonaa ja lopputuote menee usein töihin ilman jälkikäsittelyä;
• Monimutkaisten mallien metallilaserleikkaus. Toisin kuin esimerkiksi vannesahaleikkaus, laserilla voidaan leikata minkä tahansa monimutkaiset ääriviivat;
• Toimintanopeus. Wattsan-metallilaserleikkauskoneet saavuttavat jopa 60 m/min nopeuden metallien, erityisesti ohuen metallilevyn, laserleikkauksessa. Ja joutokäyntinopeudet jopa 140 m/min;
• Käyttöikä. Metallin laserleikkauskoneen käyttöikä on yli 11 vuotta ;
• Tietokoneen numeerinen ohjaus . Koneen ohjausjärjestelmä tekee suurimman osan metallisen laserleikkauksesta, mikä varmistaa tuotteen täydellisen johdonmukaisuuden ja vähentää epätarkkuuksia ja hylkyjä minimiin;
• Helppo oppia. Metallin laserleikkauksen ja metallilaserleikkauskoneella työskentelyn perusperiaatteet opit yhdessä työpäivässä.
• Koneen monipuolisuus. Uuden tuotteen lanseerausaika voi kestää minuutteja; käytön aikana käyttäjä voi muuttaa tuotteen kokoonpanoa tehtäväänsä sopivaksi.
• Ei kulutustarvikkeita . Metallilaserleikkauskoneen käytössä kulutusosat ovat joko olemattomia tai edullisia. Pääkulutus on materiaali ja apukaasut.

Metallien laserleikkaus. Mitä metalleja voidaan leikata

Metallin laserleikkauskone. Kaikki mitä halusit tietää metallien laserleikkauksesta

Seuraavat metallit soveltuvat laserleikkaukseen:

• hiiliteräs,
• galvanoitu teräs,
• seostettu teräs,
• ruostumaton teräs,
• kupari,
• messinki,
• alumiini,
• titaani.

Jos metallilaserleikkauskone on varustettu erikoisyksiköllä, se voi leikata metallilevyn lisäksi myös pyöreitä ja suorakaiteen muotoisia putkia. Metalliputkien laserleikkaukseen on myös erikoiskoneita.

Rautametallien laserleikkaukseen käytetään ilmaa tai happea. Metallin laserleikkaus ilmalla vaatii kompressorin ja tällä menetelmällä voidaan leikata suhteellisen pieniä paksuuksia jopa 3-5 mm. Mutta riittävällä laserlähteen teholla materiaalin maksimipaksuus voi olla jopa 20 mm. Metallin laserleikkaus hapella nopeuttaa leikkaamista useita kertoja.

Inerttejä kaasuja, yleisimmin typpeä, käytetään seuraaviin tehtäviin:

1. ruostumattomien metallien laserleikkaukseen niiden säilyttämiseksi;
2. korkean lämmönjohtavuuden omaavien metallien, kuparin ja alumiinin laserleikkaukseen, jotta vältetään kuonan muodostuminen;
3. titaani vaatii argonin leikkaamiseen, koska muiden kaasujen kanssa leikkaamisen jälkeen tämä metalli muuttuu huokoiseksi ja hauraaksi.

Metallilaserleikkauskone ei sovellu hyvin puumateriaalien leikkaamiseen. Lisäksi se olisi mahdoton ratkaisu, sillä CO2-koneet sopivat ihanteellisesti puupohjaisille materiaaleille ja ovat huomattavasti halvempia kuin metallilaserleikkauskoneet.

Lisätietoja metallilaserleikkauskoneen valinnasta saa Virmerin johtajilta: +31852731786 , sähköposti: info@virmer.com .

Metallin laserleikkaussovellukset

Metallin laserleikkausta käytetään laivanrakennuksessa, lentokone- ja koneenrakennuksessa, autoteollisuudessa, rakentamisessa, instrumentointi-, lääke- ja elintarviketeollisuudessa.

Mitä voidaan valmistaa metallilaserleikkauskoneilla?

• metallirakenteet rakennusten rakentamiseen ja verhoukseen;
• rautaovet ja metallihuonekalut;
• säilytyskalusteet: telineet, kaapit, hyllyt, laatikot, tarjottimet;
• mainosrakenteet: kyltit, esittelykirjaimet, telineet, vitriinit, mainostelineet;
• laitteiden kotelot ja paneelit;
• ilmanvaihtojärjestelmät;
• asennuslaitteistot;
• laitteet ja kalusteet lääketieteeseen ja kauppaan;
• koristeelliset ulkogrillit;
• ulko- ja sisustussuunnittelu, kuten räätälöidyt metalliportit;
• kaiken monimutkaisten metallielementtien laserleikkaus;
• mitkä tahansa mittatilaustyönä tehdyt metallirakenteet.

Mitä eroa on metallilaserleikkauskoneiden välillä

Kuinka valita kuitumetallileikkuri

Sivustomme Wattsan-metallilaserleikkauskoneet voidaan jakaa kolmeen pääluokkaan: E-line, S-line ja HARD-line. E- ja S-linjat ovat saatavilla työaluekoossa 1300x2500 mm ja 1500x3000 mm, kun taas HARD-linjasta on koot 1500x3000, 4000x2000 ja 6000x2000 mm.

Suurin ero näiden kolmen mallin välillä on laserlähteen maksimiteho, kotelon muotoilu ja komponentit. Tämä siis määrää leikattavan materiaalin suorituskyvyn ja suurimman mahdollisen paksuuden.

Mitä yhteistä näillä malleilla on, voidaan korostaa seuraavia seikkoja:

• Nämä metalliset laserleikkauskoneet on suunniteltu ympärivuorokautiseen käyttöön;
• Täyshitsattu runko on vahvistettu sisäripoilla 400 mm välein;
• Laserlähteet johtavilta valmistajilta: IPG, Raycus, MaxPhotonics, JPT;
• Vankka ja kevyt alumiininen portaali;
• HIWIN-ohjainkiskot ja LEAN B2 -kierteiset telineet;
• Ohjainten metallisuojus säästää kipinöiltä ja palamiselta aallotetun suojan läpi;
• Mitsubishi-moottorit Shimpo-vaihteistoilla; eri malleilla on erilainen teho kuormituksesta riippuen;
• Siemens sähkölaitteet;
• FSCUT-ohjain;
• CYPCUT-ohjelmisto sisältää järjestelmän etädiagnostiikkaa sekä useita ominaisuuksia, jotka nopeuttavat ja yksinkertaistavat metallin laserleikkausta;
• Vyöhykekaasujen poistojärjestelmä on tehokkaampi ja taloudellisempi, koska se toimii vain koneen siinä segmentissä, jossa metallia leikataan.

Tarkastellaanpa nyt lähemmin metallilaserleikkauskoneiden Wattsan E-line-, S-line- ja HARD-linjan eroja.

Wattsan E-line metallilaserleikkauskoneet

Tämä on metallisen laserleikkauskoneen perusmalli, ja se sopii paremmin ohuen metallin nopeaan laserleikkaukseen. E-linen ominaisuudet:

• Soveltuu jopa 4 mm paksuisten metallien laserleikkaukseen;
• Varustettu IPG-, Maxphotonics-, JPT- tai Raycus-laserlähteellä, jonka teho on 1000, 1500 tai 2000 W;
• Ajonopeudet jopa 80 m/min kiihtyvyydellä 1G:stä;
• Täyshitsatun rungon leikkaus on 6-8 mm;
• 1 kW Mitsubishi-moottorit ja Shimpo-vaihteistot;
• X- ja Y-akseli: HIWIN 20 mm:n ohjauskiskot ja Lean B2 -kierukkatelineet;
• Z-akseli: HIWIN 15 mm ohjauskiskot ja 16 mm kuula-ruuvi;
• Vakiona saatavana RayTools-laserpäällä, lisävarusteena WSX- tai Precitec-laserpäällä.

Katso lisätietoja tällaisesta metallilaserleikkauskoneesta Wattsan 1325 E .

Wattsan S-line metallilaserleikkauskoneet

Suunniteltu nopeaan ja suureen tarkkuuteen keskipaksujen metallien laserleikkaukseen. S-line-metallilaserleikkauskoneiden ominaisuudet:

• Soveltuu jopa 12 mm paksuisten metallien laserleikkaukseen;
• Varustettu IPG-, Maxphotonics-, JPT- tai Raycus-laserlähteellä, jonka teho on 1000 W - 6000 W;
• Ajonopeudet jopa 140 m/min 2G-kiihtyvyydellä;
• Täyshitsatun rungon leikkaus on 8-12 mm;
• 2 kW Mitsubishi-moottorit ja Shimpo-vaihteistot;
• X- ja Y-akseli: HIWIN 20 mm:n ohjauskiskot ja Lean B2 -kierukkatelineet;
• Z-akseli: HIWIN 15 mm ohjauskiskot ja 16 mm kuula-ruuvi;
• Vakiona saatavana RayTools-laserpäällä, lisävarusteena WSX- tai Precitec-laserpäällä.

Katso lisätietoja Wattsan 1530S:stä .

Wattsan S-line -metallilaserleikkauskoneet voidaan varustaa myös vaihdettavilla pöydillä, putkenleikkausyksiköllä ja suojakaapilla.

Vaihdettavat pöydät

Tablechange säästää aikaa varmistamalla, että kun yhtä pöytää käytetään metallilevyn laserleikkaukseen, käyttäjä poistaa leikatut kappaleet ja asettaa uuden materiaaliarkin toiselle. Automaattinen pöydänvaihto kestää 18-30 sekuntia.

Esimerkiksi Wattsan 1530 Tablechange metallilaserleikkauskone.

Putken leikkausyksikkö

Se on asennettu suoraan koneen viereen. Se mahdollistaa sekä metallilevyjen että metalliputkien leikkaamisen. Esimerkiksi Wattsan 1530 Rotatory metallilaserleikkauskone.

Wattsan 1530 Rotatory leikkaa pyöreitä putkia 220 mm:iin asti ja suorakaiteen muotoisia putkia 160 mm:iin saakka, joiden pituus on 3-9 metriä. Sallitut mitat metallilevyn laserleikkaukseen: 1500x3000 mm.

Suojaava hytti

Se on suunniteltu turvallisuuteen käytettäessä keski- ja suuritehoisia laserlähteitä. Kattaa kokonaan metallisen laserleikkauskoneen työalueen ja siinä on katseluikkunat, jotka suojaavat heijastuneilta lasersäteiltä ja kipinöiltä.

Valinnaiset lisävarusteet voidaan yhdistää toisiinsa tai asentaa kaikki kerralla, kuten Wattsan 1530 Tablechange Rotatory Cabine -lasermetallityöstökoneessa.

Suunniteltu erityisen paksujen metallien leikkaamiseen. Varustettu oletusarvoisesti vaihdettavilla pöydillä, koska tämän tyyppinen metallin laserleikkauskone vaatii aluksi suuren työmäärän. HARD-linjan ominaisuudet:

• Soveltuu jopa 80 mm paksuisten metallien leikkaamiseen;
• Varustettu IPG-laserlähteellä 3000 - 20000 W;
• Ajonopeudet jopa 140 m/min 2G-kiihtyvyydellä;
• Täyshitsatun rungon leikkaus on 15-18 mm;
• Koneen runko on suojattu grafiitti- ja keraamisella pinnoitteella sekä kuparilevyillä lämpövaikutusten heijastamiseksi ja tasoittamiseksi;
• 16 mm paksut vahvistusrivat kehän ympärillä rungon sisällä;
• Täysin suljettu kotelorakenne ilmansuodatusjärjestelmällä;
• 1,3 kW Mitsubishi-moottorit ja Shimpo-vaihteistot;
• X- ja Y-akseli: HIWIN 30 mm:n ohjauskiskot ja Lean B2 -kierukkatelineet;
• Z-akseli: HIWIN 25 mm ohjauskiskot ja 25 mm kuula-ruuvi;
• Alumiinisen portaalin lisääntynyt poikkileikkaus;
• Mukana oletuksena Precitec-laserpää;
• Varustettu kahdella kameralla: koneen sisällä tapahtuvan työn tarkkailuun ja vaihdettavien pöytien tarkkailuun;
• Erillinen sähkökaappi helpottaa pääsyä.

Kuitu- ja CO2-metallilaserleikkauksen välinen ero

Mikä on CNC-CO2-laser ja miten se toimii?

Koska kirjoitamme metallin laserleikkauksesta, emme voi olla mainitsematta, että jotkut CO2-koneet sopivat myös tähän tarkoitukseen. Esimerkiksi Wattsan NC-1612, jolla voidaan leikata myös ei-metallisia materiaaleja.

Tämän koneen laserputkiteho on 130-150 W ja työalueen koko: 1600x1200 mm. Tämä monipuolinen kone leikkaa jopa 1,5 mm paksuja metalleja sekä muita CO2-lasereille tarkoitettuja vakiomateriaaleja: vaneria , viilua, MDF-levyä, puuta , muovia , tekstiilejä , nahkaa ja turkista.

Lue lisää Wattsan NC-1612 metallilaserleikkauskoneesta verkkosivuiltamme.

Johtopäätökset

Metallin laserleikkauskone on tuottavin työkalu metallilevyn ja putkien leikkaamiseen. Minkä tahansa metallisen laserleikkurin hinta riippuu emitterin tehosta ja useista muista parametreista.

Varataksesi ajan metallilaserleikkauskoneiden konsultaatioon tai online-esittelyyn ota yhteyttä Virmerin johtajiin: +31852731786 , sähköposti: info@virmer.com .