Лазерный станок — это высокоточное оборудование, без которого сложно представить современное производство и резку материалов. Чтобы эффективно использовать возможности лазерной технологии и правильно подобрать оборудование под свои задачи, важно понимать принцип работы станка лазерной резки. В статье подробно разберём, как формируется лазерный луч, каким образом происходит резка материала и за счёт чего достигается высокая точность обработки.
Принцип работы станка лазерной резки
Формирование лазерного излучения
Все начинается с генерации лазерного луча в источнике излучения. Это может быть CO2 лазер или волоконный. Источник формирует излучение с определённой длиной волны и стабильной мощностью. Основная особенность лазерного луча заключается в его способности концентрировать энергию в минимальной точке.
Сформированное излучение имеет строго заданные параметры: мощность, частоту импульсов, режим непрерывного излучения.
Передача и фокусировка лазерного луча
После генерации лазерное излучение направляется к режущей голове. В лазерных CO2 станках луч передаётся через систему зеркал, точно выверенных по оптической оси. В лазерных станках по металлу передача осуществляется по оптоволокну.
Луч проходит через фокусирующую линзу, она сжимает его до минимального диаметра. В зоне фокуса плотность энергии достигает максимального значения. Именно здесь материал начинает интенсивно нагреваться. Правильное положение фокуса по высоте имеет важное значение: смещение фокуса приводит к ухудшению качества реза, увеличению шероховатости и появлению дефектов кромки.
Воздействие лазера на материал
Когда сфокусированный луч попадает на поверхность заготовки, энергия излучения поглощается материалом и преобразуется в тепло. Температура в точке воздействия резко возрастает, превышая температуру плавления или испарения. В зависимости от типа материала и выбранных режимов происходит один из трёх процессов: плавление, испарение или локальное сгорание.
При резке металлов чаще всего используется механизм плавления с последующим удалением расплава. Для неметаллов возможна резка за счёт испарения или термического разложения.
Роль вспомогательного газа
Вспомогательный газ подается в зону реза через сопло. Он выдувает расплавленный материал и охлаждает область обработки. На выбор газа влияет материал. Кислород применяют для обработки стали, азот — для стали и алюминия, а сжатый воздух — для пластика, акрила, фанеры.
Перемещение и формирование контура
Формирование контура реза осуществляется за счёт синхронного движения режущей головки и лазерного луча по заданной траектории. Перемещение выполняется по координатам X, Y и Z. Все движения рассчитываются и контролируются ЧПУ.
Контроль параметров и стабильность процесса
Лазеры оснащаются системами автоматического контроля. Они отслеживают высоту режущей головки, давление газа, температуру лазерного источника и состояние оптики. При отклонениях от заданных параметров система корректирует процесс или останавливает работу для предотвращения брака и повреждения оборудования.
Стабильность процесса особенно важна при длительной непрерывной работе. Благодаря автоматизации лазерный станок способен выполнять сложные операции с минимальным участием оператора, сохраняя одинаковое качество реза на всех деталях партии.
Завершение процесса резки
После завершения траектории лазер отключается, а режущая головка возвращается в исходное положение. Заготовка отделяется от материала с чистой и ровной кромкой. В большинстве случаев не требует дополнительной механической обработки.
Таблица: основные элементы и их функции в станке лазерной резки
| Узел станка | Назначение | Влияние на процесс |
|---|---|---|
| Лазерный источник | Генерация лазерного излучения | Определяет мощность и толщину резки |
| Оптическая система | Передача и фокусировка луча | Влияет на точность |
| Режущая головка | Формирование реза и подача газа | Обеспечивает стабильность процесса |
| Система перемещения | Движение по осям X, Y, Z | Отвечает за геометрию изделий |
| ЧПУ | Управление станком | Обеспечивает автоматизацию и повторяемость |
| Охлаждение и вытяжка | Защита оборудования и оператора | Повышает надёжность и безопасность |
Виды лазеров
- CO2 лазеры. Они работают на газовой смеси и излучают в инфракрасном диапазоне. Отлично подходят для резки неметаллов: дерева, фанеры, акрила, пластика, кожи, ткани.
- Волоконные лазеры. Они используют твердотельный источник и оптоволоконную передачу излучения. Такие лазеры обладают высокой энергоэффективностью и применяются для резки металлов: стали, нержавейки, алюминия, латуни, меди.
Преимущества лазерной резки
- Точность и повторяемость. Сфокусированный лазерный луч имеет минимальный диаметр, что позволяет выполнять резы с точностью до долей миллиметра.
- Отсутствие механического контакта с материалом. В результате исключается механическое давление на материал, снижается риск деформаций и повреждений поверхности.
- Чистая и ровная кромка реза. В большинстве случаев изделия не требуют дополнительной механической обработки после резки.
- Минимальная зона термического воздействия. Это обеспечивает минимальную зону термического влияния и снижает риск коробления, внутренних напряжений и изменения структуры материала.
- Возможность резки сложных форм и контуров.
- Автоматизация и ЧПУ-управление. Лазерная резка полностью интегрируется в автоматизированные производственные процессы.
- Экономия материала и снижение отходов.
Применение станков лазерной резки
- Металлообработка и машиностроение: раскрой листового металла, изготовления деталей для машин, механизмов и оборудования.
- Производство изделий из нержавеющей стали и алюминия.
- Рекламная и сувенирная индустрия: изготовление вывесок, логотипов и декоративных элементов.
- Мебельное производство и интерьерные решения: раскрой декоративных панелей, фасадов, вставок и элементов интерьера.
- Производство строительных и архитектурных элементов: металлические панели, ограждения, элементы фасадов, декоративные решетки и конструкции сложной формы.
- Электроника и приборостроение: изготовление корпусов, панелей, монтажных пластин и мелких деталей.
- Прототипирование и мелкосерийное производство.
Подбираете станок лазерной резки? У нас представлен широкий ассортимент лазеров с разной мощностью, размерами рабочего поля, видами обрабатываемых материалов. Обращайтесь к нам — мы поможем выбрать станок под ваши задачи и бюджет.
А еще приглашаем в демонстрационный зал в Петербурге. Приходите с тестовым материалом и проверьте станок в работе. Живете в другом городе? Тогда отправляйте пробный материал, мы снимем видео и пришлем результат.
Пока оценок нет
Загрузка...Часто задаваемые вопросы
Основные узлы станка включают лазерный источник, оптику, фокусирующую линзу, систему подачи газа, рабочий стол и систему управления ЧПУ. Все элементы работают совместно для точной и безопасной резки материала.
ЧПУ управляет движением лазера по заданной траектории, определённой чертежом в CAD-файле. Программное обеспечение задаёт скорость движения, мощность лазера и последовательность резки для достижения точного результата.
Вспомогательный газ (кислород, азот или воздух) охлаждает кромку, удаляет расплавленный металл и предотвращает окисление, улучшая качество реза и увеличивая скорость обработки.
