Tăierea metalelor cu laser: principii de funcționare și avantaje

Tăierea cu laser a metalelor este potrivită pentru tăierea tablelor de până la 80 mm grosime, precum și a țevilor de diferite secțiuni transversale. Tăierea cu laser a metalelor înlătură în mod activ alte metode de tăiere de pe piață, deoarece tehnologia se dezvoltă rapid, iar viteza de tăiere cu laser a metalelor, grosimile maxime de tăiere posibile și eficiența mașinilor de tăiat cu laser a metalelor cresc de la an la an.

În acest articol, vom explica principiile de bază de funcționare ale mașinilor de tăiat cu laser a metalelor, care sunt avantajele acestora față de alte tehnologii de tăiere a metalelor, ce metale pot fi tăiate și ce pot fi fabricate folosind tăierea cu laser a metalelor și cum diferite modele de tăiere cu laser a metalelor mașinile diferă.

Principii de funcționare a tăierii cu laser a metalelor

Mașinile moderne de tăiat cu laser pentru metale folosesc o sursă laser cu fibră optică ca emițător. Procesul de generare are loc în diodele pompei prin intermediul unui rezonator, iar apoi fasciculul laser este alimentat printr-o fibră optică către capul laser al mașinii de tăiat cu laser metal, unde se află un colimator și o lentilă de focalizare.

Raza laser focalizată are o densitate mare de putere datorită monocromaticității și coerenței sale.

Monocromaticitatea înseamnă că spectrul lungimilor de undă emise este atât de îngust, încât se poate spune că fotonii radiației laser au aceeași lungime de undă sau aproape de aceeași lungime de undă.

Coerența se referă la coerența mișcărilor undei ale unui laser. Coerența temporală asigură consistența oscilațiilor în același punct din spațiu în momente diferite, în timp ce coerența spațială asigură că radiația laser este unidirecțională și că limita de difracție, adică valoarea minimă a punctului fasciculului laser emis de o mașină de tăiat cu laser metal, este atins.

Datorită acestui fapt, un tăietor cu laser pentru metal este capabil să focalizeze până la un punct de 0,01 mm în diametru cu o densitate de putere de 10¹³W sau mai mult, ceea ce permite radiației laser să încălzească metalul până la un punct de topire într-o zonă de 8 ori mai mică decât un păr uman într-o fracțiune de secundă.

În modul pulsat, durata fiecărui impuls individual poate fi de până la 10‾¹⁵ secunde.

Tăierea cu laser a metalelor este împărțită în două metode de bază: tăierea prin fuziune și tăierea prin sublimare.

Tăiere prin fuziune cu laser a metalelor

Densitatea mare de putere a fasciculului laser topește instantaneu metalul în timp ce un gaz auxiliar este furnizat zonei de tăiere, care elimină materialul topit și poate, de asemenea, să răcească zona din jurul zonei de tăiere.

La tăierea cu laser a metalelor, încălzirea are loc local pe o zonă mică în jurul punctului de impact, astfel încât materialul nu este supraîncălzit sau deformat.

Tăierea metalelor prin sublimare cu laser

Această metodă este mai frecvent utilizată în microinginerie pentru tăierea cu laser a metalelor subțiri. Este foarte consumator de energie, deoarece laserele nanosecunde de mare putere sunt folosite pentru a vaporiza materialul fără deformare. Eficiența este de 5-8 ori mai mică decât în tăierea prin fuziune cu laser a metalelor.

Avantajele tăierii cu laser față de alte metode de tăiere a metalelor

Tăierea cu laser a metalului este una dintre cele mai tinere, dar totuși cele mai avansate metode de tăiere a tablei și a țevilor. Are următoarele avantaje:

Fără deșeuri sub formă de deșeuri, praf metalic sau ajutoare de tăiere, cum ar fi nisip, atunci când utilizați tăierea cu jet de apă;
Operare ușoară și sigură a mașinii de tăiat cu laser a metalelor. Nu este nevoie de încăpere special echipată și costume de protecție;
Tăiere cu laser de înaltă precizie a metalului. Diametru laser de până la 0,01 mm, precizie de repoziționare - 0,02 mm;
Materialul nu este deformat. Zona afectată de căldură este atât de mică încât, atunci când metalul este tăiat cu laser, nu are timp să se încălzească suficient;
Tăiere perfect curată. După tăierea cu laser, metalul nu are nevoie de nicio post-procesare, nu există bavuri sau zgură pe fața tăiată, iar produsul finit intră adesea în lucru fără nicio post-procesare;
Tăierea metalelor cu laser a modelelor complexe. Spre deosebire, de exemplu, de tăierea cu ferăstrău cu bandă, un laser poate tăia contururi de orice complexitate;
Viteza de operare. Mașinile de tăiat cu laser pentru metale Wattsan ating viteze de până la 60 m/min atunci când decupează metale cu laser, în special tablele subțiri. Și viteze de mers în gol de până la 140 m/min;
Durata de viata. Speranța de viață a unei mașini de tăiat cu laser a metalelor este mai mare de 11 ani ;
Control numeric pe calculator . Sistemul de control al mașinii efectuează cea mai mare parte a tăierii cu laser a metalelor, iar acest lucru asigură o consistență completă a produsului și reduce la minimum inexactitățile și rebuturile;
Usor de invatat. Principiile de bază ale tăierii cu laser a metalelor și lucrului cu o mașină de tăiat cu laser a metalelor pot fi învățate într-o zi lucrătoare.
Versatilitatea mașinii. Timpul de lansare a unui nou produs poate dura câteva minute; în timpul funcționării, configurația produsului poate fi modificată de către operator pentru a se potrivi sarcinii.
Fara consumabile . În funcționarea unei mașini de tăiat cu laser a metalelor, consumabilele sunt fie inexistente, fie cu costuri reduse. Consumul principal este materialul și gazele auxiliare.

Tăierea cu laser a metalelor. Ce metale pot fi tăiate

Mașină de tăiat metal cu laser. Tot ce ai vrut să știi despre tăierea cu laser a metalelor Tăierea metalelor cu laser: principii de funcționare și avantaje 1

Următoarele metale sunt potrivite pentru tăierea cu laser:

otel carbon,
otel galvanizat,
oțel aliat,
oţel inoxidabil,
cupru,
alamă,
aluminiu,
titan.

Dacă o mașină de tăiat cu laser pentru metal este echipată cu o unitate specială, aceasta poate tăia nu numai tablă, ci și țevi rotunde și dreptunghiulare. Există și mașini specializate pentru tăierea cu laser a țevilor metalice.

Fiecare tip de metal necesită un gaz auxiliar specific pentru tăierea cu laser.

Aerul sau oxigenul sunt folosite pentru tăierea cu laser a metalelor feroase. Tăierea cu laser a metalului cu aer necesită un compresor, iar cu această metodă, puteți tăia grosimi relativ mici de până la 3-5 mm. Dar, cu suficientă putere a sursei laser, grosimea maximă a materialului poate fi de până la 20 mm. Tăierea cu laser a metalului cu oxigen face tăierea de câteva ori mai rapidă.

Gazele inerte, cel mai frecvent azotul, sunt utilizate pentru următoarele sarcini:

pentru tăierea cu laser a metalelor care au proprietăți rezistente la rugină pentru a le conserva;
pentru tăierea cu laser a metalelor cu conductivitate termică ridicată, cuprului și aluminiului, pentru a evita acumularea de zgură;
titanul necesită argon pentru tăiere deoarece după tăierea cu alte gaze acest metal devine poros și fragil.

Metalele puternic reflectorizante nu trebuie tăiate pe o mașină de tăiat cu laser pentru metal, cu excepția cazului în care sursa laser este echipată cu un sistem de protecție împotriva incendiilor, în caz contrar, fasciculul laser se poate întoarce în sursă și o poate deteriora. Doar emițătorii IPG sunt în prezent protejați împotriva acestui tip de reflexie.

O mașină de tăiat cu laser pentru metale nu este potrivită pentru tăierea materialelor din lemn . Mai mult, ar fi o soluție neviabilă, deoarece mașinile cu CO2 sunt ideale pentru materialele pe bază de lemn și sunt considerabil mai ieftine decât mașinile de tăiat cu laser din metal.

Pentru mai multe detalii despre alegerea unei mașini de tăiat cu laser metal, contactați managerii Virmer: +31208082045 , е-mail: info@virmer.com .

Aplicații de tăiere cu laser a metalelor

Tăierea cu laser a metalelor este utilizată în construcțiile navale, avioane și mașini, producția de automobile, construcții, instrumente, industria medicală și alimentară.

Ce poate fi fabricat folosind mașini de tăiat cu laser pentru metale?

Structuri metalice pentru constructia si placarea cladirilor;
usi de fier si mobilier metalic;
mobilier depozitare: rafturi, dulapuri, rafturi, sertare, tavi;
constructii publicitare: panouri, scrisori de prezentare, standuri, vitrine, rafturi publicitare;
carcase și panouri pentru echipamente;
sisteme de ventilație;
hardware de montare;
echipamente si mobilier pentru medicina si comert;
gratare decorative pentru exterior;
design exterior și interior, cum ar fi porți metalice personalizate;
tăierea cu laser a elementelor metalice de orice complexitate;
orice structuri metalice la comandă.

Care este diferența dintre mașinile de tăiat cu laser din metal

Cum să alegi un tăietor cu fibre metalice Tăierea metalelor cu laser: principii de funcționare și avantaje 1

Mașinile de tăiat cu laser metal Wattsan de pe site-ul nostru web pot fi împărțite în 3 categorii principale: E-line, S-line și HARD-line. Liniile E și S sunt disponibile în dimensiunile zonei de lucru 1300x2500 mm și 1500x3000 mm, în timp ce linia HARD are dimensiunile 1500x3000, 4000x2000 și 6000x2000 mm.

Principala diferență dintre cele trei modele este puterea maximă a sursei laser, designul carcasei și componentele. Aceasta, în consecință, determină performanța și grosimea maximă posibilă a materialului de tăiat.

Cu cât materialul este mai gros, cu atât este necesară sursa laser mai puternică pentru a tăia metalul și cu atât sunt mai mari cerințele pentru patul mașinii și toate componentele.

În ceea ce privește ceea ce au în comun aceste modele, pot fi evidențiate următoarele puncte:

Aceste mașini de tăiat cu laser pentru metale sunt proiectate pentru funcționare non-stop;
Cadrul complet sudat este armat cu aripioare interne la fiecare 400 mm;
Surse laser de la producători de top: IPG, Raycus, MaxPhotonics, JPT;
Gantry din aluminiu robust și ușor;
Sine de ghidare HIWIN și rafturi elicoidale LEAN B2;
Capacul metalic al șinelor de ghidare salvează de scântei și arsuri prin protecția ondulată;
Motoare Mitsubishi cu cutii de viteze Shimpo; diferite modele au ieșiri diferite în funcție de sarcini;
Siemens electrice;
controler FSCUT;
Software-ul CYPCUT oferă diagnosticare de la distanță a sistemului, precum și o serie de caracteristici care accelerează și simplifică tăierea cu laser a metalelor;
Sistemul de extracție a fumului de zonă este mai eficient și mai economic deoarece funcționează doar în segmentul mașinii în care este tăiat metalul.

Acum, să aruncăm o privire mai atentă asupra diferențelor dintre linia E, linia S și linia HARD de mașini de tăiat cu laser pentru metale Wattsan.

Mașini de tăiat cu laser pentru metale Wattsan E-line

Acesta este modelul de bază al mașinii de tăiat cu laser pentru metal și este mai potrivit pentru tăierea cu laser de mare viteză a metalului subțire. Caracteristici ale liniei E:

Potrivit pentru tăierea cu laser a metalelor de până la 4 mm grosime;
Echipat cu sursa laser IPG, Maxphotonics, JPT sau Raycus cu o putere nominala de 1000, 1500 sau 2000 W;
Viteze de deplasare de până la 80 m/min la o accelerație de la 1G;
Cadrul total sudat are o secțiune de 6-8 mm;
Motoare Mitsubishi de 1 kW și cutii de viteze Shimpo;
Axa X și Y: șine de ghidare HIWIN de 20 mm și rafturi elicoidale Lean B2;
Axa Z: șine de ghidare HIWIN de 15 mm și șurub cu bile de 16 mm;
Ca standard, disponibil cu cap laser RayTools, optional cu cap laser WSX sau Precitec.

Pentru mai multe detalii despre o astfel de mașină de tăiat cu laser pentru metal, consultați Wattsan 1325 E .

Toate cadrele metalice ale mașinii laser Wattsan sunt supuse unui proces de recoacere - un tratament termic în mai multe etape într-un cuptor special - pentru a elimina stresul asupra metalului. Acest lucru asigură o funcționare fără deformare pentru cel puțin 10 ani.

Mașini de tăiat cu laser pentru metale Wattsan S-line

Proiectat pentru tăierea cu laser de mare viteză și de înaltă precizie a metalelor de grosime medie. Caracteristici ale mașinilor de tăiat cu laser S-line pentru metale:

Potrivit pentru tăierea cu laser a metalelor cu grosimea de până la 12 mm;
Echipat cu sursă laser IPG, Maxphotonics, JPT sau Raycus cu o putere nominală de la 1000 W la 6000 W;
Viteze de deplasare de până la 140 m/min la accelerație 2G;
Cadrul total sudat are o secțiune de 8-12 mm;
Motoare Mitsubishi de 2 kW și cutii de viteze Shimpo;
Axa X și Y: șine de ghidare HIWIN de 20 mm și rafturi elicoidale Lean B2;
Axa Z: șine de ghidare HIWIN de 15 mm și șurub cu bile de 16 mm;
Ca standard, disponibil cu cap laser RayTools, optional cu cap laser WSX sau Precitec.

La fabrica Wattsan, o mașină robotică de înaltă precizie freacă plăcuțe perfect plate pentru șine de ghidare și rafturi elicoidale. Acest lucru le asigură coaxialitatea și paralelismul, garantând astfel o precizie de repoziționare de 0,02 mm.

Pentru mai multe detalii, consultați Wattsan 1530S .

Mașinile de tăiat cu laser Wattsan S-line pot fi echipate și cu mese interschimbabile, o unitate de tăiere a țevilor și o cabină de protecție.

Mese interschimbabile

Schimbarea mesei economisește timp, asigurându-se că, în timp ce o masă este utilizată pentru tăierea cu laser a unei foi de metal, operatorul scoate piesele tăiate și așează o nouă foaie de material pe cealaltă. Schimbarea automată a mesei durează între 18 și 30 de secunde.

De exemplu, mașina de tăiat cu laser pentru metale Wattsan 1530 Tablechange .

Unitate de tăiere a țevilor

Se montează direct lângă mașină. Permite tăierea atât a foilor de metal, cât și a țevilor metalice. De exemplu, mașina rotativă de tăiat cu laser pentru metale Wattsan 1530 .

Wattsan 1530 Rotatory taie țevi circulare de până la 220 mm și țevi dreptunghiulare de până la 160 mm cu o lungime de la 3 la 9 metri. Dimensiuni admise pentru tăierea tablei cu laser: 1500x3000 mm.

Cabina de protectie

Este proiectat pentru siguranță atunci când se utilizează surse laser de putere medie și mare. Închide complet zona de lucru a unei mașini de tăiat cu laser pentru metal și are ferestre de vizualizare pentru a proteja împotriva razelor laser reflectate și scânteilor.

Accesoriile opționale pot fi combinate între ele sau pot fi montate dintr-o dată, ca la mașina de prelucrare a metalelor cu laser Wattsan 1530 Tablechange Cabine rotative .

O clasă separată de mașini cu laser pentru metal include mașina de tăiat cu laser pentru metale Wattsan RD , specializată în tăierea țevilor și grinzilor metalice

Proiectat pentru tăierea metalelor deosebit de groase. Echipat implicit cu mese interschimbabile deoarece acest tip de mașină de tăiat cu laser a metalelor implică inițial un volum mare de lucru. Caracteristici ale liniei HARD:

Potrivit pentru tăierea metalelor cu grosimea de până la 80 mm;
Echipat cu o sursa laser IPG de la 3000 la 20000 W;
Viteze de deplasare de până la 140 m/min la accelerație 2G;
Cadrul total sudat are o secțiune de 15-18 mm;
Cadrul mașinii este protejat de un strat de grafit și ceramică și plăci de cupru pentru a reflecta și a uniformiza efectele termice;
Aripioare de armare de 16 mm grosime în jurul perimetrului din interiorul cadrului;
Design de carcasă complet închisă cu sistem de filtrare a aerului;
Motoare Mitsubishi de 1,3 kW și cutii de viteze Shimpo;
Axa X și Y: șine de ghidare HIWIN de 30 mm și rafturi elicoidale Lean B2;
Axa Z: șine de ghidare HIWIN de 25 mm și șurub cu bile de 25 mm;
Secțiune transversală mărită a portalului din aluminiu;
Vine implicit cu cap laser Precitec;
Echipat cu două camere: pentru observarea lucrărilor din interiorul mașinii și pentru observarea meselor interschimbabile;
Dulap electric separat pentru acces ușor.

Diferența dintre tăierea cu laser cu fibră și metal CO2

Ce este un laser CO2 CNC și cum funcționează? Tăierea metalelor cu laser: principii de funcționare și avantaje 1

Întrucât scriem despre tăierea cu laser a metalelor, nu putem să nu menționăm că unele mașini cu CO2 sunt potrivite și în acest scop. De exemplu, Wattsan NC-1612, care poate tăia și materiale nemetalice.

Puterea tubului laser a acestei mașini este de 130-150 W și dimensiunea zonei de lucru: 1600x1200 mm. Această mașină versatilă taie metale cu grosimea de până la 1,5 mm, precum și orice alte materiale standard pentru laserele CO2 : placaj , furnir, MDF, lemn , materiale plastice , textile , piele și blană.

Citiți mai multe despre mașina de tăiat cu laser metal Wattsan NC-1612 pe site-ul nostru.

Concluzii

O mașină de tăiat cu laser a metalelor este cea mai productivă unealtă pentru tăierea tablelor și a țevilor. Prețul oricărui tăietor laser din metal depinde de puterea emițătorului și de o serie de alți parametri.

Pentru a rezerva o programare pentru o consultație sau o demonstrație online a mașinilor de tăiat cu laser a metalelor, contactați managerii Virmer: +31208082045 , e-mail: info@virmer.com .