Yleiskatsaus metallin leikkaamiseen tarkoitetuista laserkoneista ja niiden valinnasta

Metallinleikkaukseen tarkoitettuja laserlaitteita käytetään monilla eri teollisuudenaloilla: konepajateollisuudessa, metallurgiassa ja huonekalujen valmistuksessa. Tämä suosio johtuu siitä, että sen avulla voit luoda monimutkaisen muotoisia osia suuremmalla tarkkuudella. Tällaisia ​​laitteita käsitellään artikkelissamme.

Metalliseilla laserleikkureilla on kolme päätoimintoa:

• kaiverrus: kuvan, tekstin ja jopa valokuvan piirtäminen metallipinnalle;
• laserleikkaus;
• kaareva leikkaus.

Kaikissa tapauksissa muodostetaan malli, jonka mukaan numeerinen ohjausmoduuli asettaa leikkausparametrit. Tuloksena on täysin tarkka tuote.

Minkä tahansa laserleikkurin suunnittelu sisältää useita lohkoja:

• emitteri - vastaa fotonivirran tai kapeasti fokusoidun laserpulssin tuottamisesta;
• kaasunsiirtoyksikkö - suunniteltu kuuman metallin puhaltamiseen pois työalueelta ja jäähdyttimen jäähdyttämiseen;
• käyttö - käytetään emitterin siirtämiseen käsitellyn pinnan yli;
• työleikkauspöytä - työkappale asetetaan siihen, kun taas pöytä voidaan vaihtaa;
• CNC/ACS-moduuli.

Tällaisten koneiden toimintaperiaate perustuu kapean säteen tuottamiseen laserputkella, joka suorittaa metallinkäsittelyn. Palkin kosketuksesta käsiteltävän materiaalin pintaan syntyy korkean lämpötilan vaikutus ja se mahdollistaa metallin kaivertamisen tai leikkaamisen. Tässä tapauksessa kaasuseoksen virtaus puhaltaa ulos sulan materiaalikerroksen, mikä varmistaa korkealaatuisen leikkauksen. Näillä koneilla voidaan työstää kaikentyyppisiä teräslevyjä sekä ei-rautametalleja ja niiden seoksia.

Minkä tahansa laserleikkurin työn ydin on kohdistaa kapeasti suunnattu säde, jonka seurauksena energia keskittyy käsitellyn materiaalin pintaan. Tällaisen palkin halkaisija ei ylitä millimetrin kymmenesosia, mikä varmistaa vähimmäisleikkauspaksuuden. Sulamisen kulku ja sitä seuraava metallirakenteen muutos tapahtuu seurauksena lasersäteen tehoominaisuuksien saattamisesta tiettyihin parametreihin. Toimintamekanismista riippuen tällaisia ​​koneita on neljä päätyyppiä.

Metallin laserleikkaus voidaan suorittaa happi- tai typpiympäristössä, valinta riippuu käsiteltävän metallin ominaisuuksista. Joten happialtistuksen seurauksena laukeavat eksotermiset reaktiot, joiden lämpöenergia mahdollistaa melko paksujen niukkaseosteisen ja hiiliteräksen levyjen leikkaamisen.

Ei ole suositeltavaa leikata galvanoituja tai galvanoituja pintoja hapessa. Tässä tapauksessa leikkaus on epätasainen, lisäksi kuonan muodostumisriski kasvaa. Ruostumatonta tai runsasseosteista terästä leikattaessa ei ole toivottavaa sallia leikkauskohdan hapettumista. Siksi tällaisten metallien kanssa työskenneltäessä inertit kaasut, useimmiten typpi, ovat kysyttyjä.

Mitä tahansa kaasua voidaan käyttää alumiinin leikkaamiseen. Mutta titaaniseosten kanssa työskentelyyn ei voida käyttää toista eikä toista, koska molemmat kaasut alkavat imeytyä metallipintaan ja muodostavat hauraan kerroksen. Tälle materiaalille tulisi antaa etusija laserlaitteille, jotka toimivat heliumissa tai erittäin puhtaassa argonissa.

Yleensä kaikki kaasulaserleikkurit antavat suurimman säteilyaallon, joten ne ovat kysyttyjä, kun käsitellään enimmäispaksuisia levyjä.

Laitteiden korkea hyötysuhde ja tuottavuus saadaan kuituoptisilla laserlaitteilla, jotka toteutetaan usein minikoneiden muodossa. Niillä on seuraavat edut.

• Korkean valon laatu. Leikkauslinja on ohuempi ja piste pienempi, mikä yleensä parantaa työn tehokkuutta.
• Suuri leikkausnopeus. Kaasuun verrattuna se on kaksinkertainen.
• Kestävyys. Ammattimaisen kuituoptisen laserin käyttö takaa vakaan suorituskyvyn jopa 100 000 käyttötuntiin asti.
• Lisääntynyt tehokkuus. Valosähköisen muuntamisen hyötysuhde valokuituleikkauksessa on 30 %, mikä on 2-3 kertaa enemmän kuin laserleikkauksessa kaasuympäristössä.
• Alhaiset käyttökustannukset. Kuituoptisten asennusten virrankulutus ei ylitä 30 % laserleikkauksesta kaasuilmakehässä.
• Minimi ylläpitokustannukset. Heijastavien linssien puuttuminen säästää paljon rahaa koneen kunnossapidossa.
• Tällaisten laitteiden käyttö ei ole erityisen vaikeaa. Optisen kuidun siirron ansiosta optisen polun parametreja ei tarvitse säätää.

Diodilaserleikkurin päätyöelementti on optiseksi resonaattoriksi muodostetun puolijohdekiteen muodossa oleva emitteri. Diodin lisäksi tällainen laser sisältää erikoislaitteen vaihtovirtaverkosta virran saamiseen. Tämän avulla voit muuttaa lähtösäteilyn parametreja.

Diodityyppinen laser on kuitenkin koherenssiparametrien suhteen huomattavasti huonompi kuin kaasu- ja kuituoptiset laserit. Tarkennus antaa suuren eron, joten energiaa on mahdotonta keskittää maksimitilavuuteen. Tällaisten laitteiden ainoa etu on sen suhteellinen halpa verrattuna kaikkiin muihin malleihin.

Puolijohdelaserin toimintaperiaate on samanlainen kuin kaasulaserin. Mutta sillä on myös omat ominaisuutensa. Toisin kuin kaasumaisessa väliaineessa, tässä käytetään kiinteän muodon aktiivista väliainetta. Yleensä nämä ovat kiteitä ja erilaisia ​​​​laseja, jotka aktivoituvat joutuessaan kosketuksiin harvinaisten maametallien kanssa. Tällaisille lasereille on ominaista lisääntynyt tehokkuus, kun taas monet mallit ovat kooltaan melko kompakteja. Nämä taskulamput tuottavat säteitä aallonpituuksilla, jotka kestävät monenlaisia ​​metalleja ja paksuuksia.

Nykyään markkinoilla on metallin laserleikkureita useilta valmistajilta. Ulkomaisten kotimarkkinoiden yritysten joukossa Euroopan maissa, Yhdysvalloissa sekä Japanissa ja Taiwanissa sijaitsevien tehtaiden tuotteet ovat erittäin suosittuja:

• Trumpf (Saksa);
• Schuler (Saksa);
• Trotec (Itävalta);
• Farley Laserlab (Australia);
• GCC (Taiwan).

Lisäksi Kiinassa valmistetuilla tuotteilla on suuri markkinaosuus. Mielipide siitä on epäselvä, monet epäilevät sen laatua.Jotkut merkit, joilla on tuotantolaitoksia Kiinassa, toimivat kuitenkin sveitsiläisellä teknologialla ja asiakkaan tiukassa valvonnassa. He valmistavat laserleikkauskoneita, joilla on erittäin korkeat tekniset ja toiminnalliset ominaisuudet. Näitä yrityksiä ovat:

• Kani;
• Wattsan;
• Bodor.

Venäjällä laserleikkureita valmistavat teollisuusyritykset Semiconductor Devices, LOMO, Plasma ja Inversion. Jokainen niistä tarjoaa tietyntyyppisiä laserjärjestelmiä. Maassamme ei ole yrityksiä, jotka harjoittaisivat kaikentyyppisten laserkoneiden tuotantoa samanaikaisesti.

Kun valitset laserleikkuria metallille, sinun tulee kiinnittää huomiota seuraaviin ominaisuuksiin.

• Materiaalivalikoima. Ensinnäkin on otettava huomioon yrityksen erityispiirteet. On tärkeää selvittää, mistä leikattavat osat on tehty ja mikä on niiden paksuus. Näitä tekijöitä tulee verrata koneen teknisiin tietoihin, työalueen kokoon ja laitteiden toimintaparametreihin.
• Tehoa. Kaikkien laserkoneiden keskimääräinen teho vaihtelee nykyään 500 - 6000 wattia. Jos aiot leikata alle 6 mm paksuja metallilevyjä, 500-700 W laserleikkuri riittää. Jos haluat työskennellä paksumman materiaalin kanssa, sinun on valittava koneet, joilla on suurin teho.
• Takila. Kuituoptisten koneiden osalta sinun on kiinnitettävä huomiota kulutustarvikkeisiin: servomoottorit, ohjaimet, leikkauspäät, kimeerat ja muut. Näiden komponenttien laatu ja toimivuus vaikuttavat laserleikkauksen tarkkuuteen ja nopeuteen. Jotkut häikäilemättömät valmistajat täydentävät laitteita ei alkuperäisillä komponenteilla, vaan vastaavilla kustannusten vähentämiseksi. Tämä voi olla ostajalle hämmentävää. Siksi kulutustarvikkeiden alkuperää koskevat tiedot on selvitettävä etukäteen.
• Laitteiden laatu. Viime vuosina useimmissa yrityksissä on ollut taipumus lyhentää tuotantosykliä. Monet yritykset, varsinkin äskettäin markkinoille tulleet, eivät kiinnitä riittävästi huomiota laserleikkuriensa testaamiseen ennen toimitusta asiakkaalle eivätkä suorita laitteiden laadunvalvontaa. Siksi konetta valittaessa on erittäin tärkeää kiinnittää huomiota testauspalvelujen saatavuuteen ja myyntiin valmistautumiseen valmistajalla.
• Palvelun ylläpito. Laitteita valittaessa on parempi antaa etusijalle niiden valmistajien koneet, joiden huoltopalvelut ovat edustettuina käyttöalueella. Muuten toiminnan aikana ilmenevät puutteet johtavat pitkäaikaisiin korjauksiin ja vastaavasti tuotannon seisokkeihin.

Metallin laserleikkauskoneet ovat monipuolisia. Ja tämä koskee sekä käytettyjä materiaaleja että tuotantomahdollisuuksien laajuutta. Niitä voidaan käyttää erityisesti metallien leikkaamiseen ja kaivertamiseen.

Yleisin laserlaitteiden käyttötarkoitus on materiaalin leikkaus. Työstökoneet, joissa pääleikkaustyökalu on laser, ovat yleisiä metallintyöstyksessä. Niiden avulla voit tehdä:

• sisä- ja ulkomainosrakenteiden yksittäiset elementit;
• metalliset rakenteet ja palapelit;
• sisustustavarat;
• osat autojen ja lentokoneiden mallintamiseen;
• matkamuistoja.

Metallituotteiden laserkaiverrus voi tehdä yksinkertaisimmistakin asioista korvaamattoman lahjan. Selkein kaiverrus saadaan lasersäteellä. Tällä tekniikalla käytetyillä kuvilla on rajoittamaton säilyvyys, ne eivät pelkää hankausta, happo-emäsliuosten vaikutuksia, vettä, ultraviolettisäteilyä ja äärimmäisiä lämpötiloja.

Tietokoneohjatun laserin avulla saat mahdollisimman yksityiskohtaisen kuvan. Usein metallipinnoille luodaan monimutkaisia ​​kuvioita ja jopa valokuvia toistetaan.

Lasersäteellä voidaan kaivertaa paitsi tasaisia ​​myös kuperia pintoja. Tässä tapauksessa koneen moottoriin on kytketty erityinen työkappaleen kiinnitysmekanismi. Moottorin pyöriminen siirtyy työkappaleeseen, se alkaa liikkua tietyllä nopeudella ja lasersäde levittää kuvan joka puolelta.