Oversikt over lasermaskiner for skjæring av metall og deres valg

Laserutstyr for metallskjæring brukes i en lang rekke bransjer: maskinteknikk, metallurgi og møbelproduksjon. Denne populariteten skyldes det faktum at den lar deg lage deler av en kompleks form med økt nøyaktighetsnivå. Slikt utstyr vil bli diskutert i vår artikkel.

Metalllaserkuttere har tre hovedfunksjoner:

• gravering: tegning av et bilde, tekst og til og med et fotografi på en metalloverflate;
• laserskjæring;
• krumlinjet skjæring.

I alle tilfeller dannes det en mal som den numeriske kontrollmodulen setter skjæreparametrene i henhold til. Resultatet er et perfekt nøyaktig produkt.

Utformingen av enhver laserkutter inkluderer flere blokker:

• emitter - ansvarlig for å generere en strøm av fotoner eller en smalt fokusert laserpuls;
• gassbevegelsesenhet - designet for å blåse varmt metall ut av arbeidsområdet og avkjøle radiatoren;
• drive - brukes til å flytte emitteren langs overflaten som skal behandles;
• fungerende skjærebord - det er på det at arbeidsstykket er plassert, mens bordet kan byttes ut;
• CNC / ACS modul.

Prinsippet for drift av slike maskiner er basert på generering av en smal stråle av et laserrør som utfører metallbehandling. Som et resultat av bjelkens kontakt med overflaten av materialet som behandles, oppstår en høytemperatureffekt, og den tillater gravering eller kutting av metall. I dette tilfellet blåser strømmen av gassblandingen ut laget av smeltet materiale, noe som sikrer et kutt av høy kvalitet. Disse maskinene kan brukes til å arbeide med alle typer stålplater, så vel som med ikke-jernholdige metaller og deres legeringer.

Essensen av arbeidet til enhver laserskjærer består i å fokusere en smalt rettet stråle, som et resultat av at energien konsentreres på overflaten av det behandlede materialet. Diameteren til en slik bjelke overstiger ikke tideler av en millimeter, noe som sikrer minimum skjæretykkelse. Forløpet av smelting og den påfølgende transformasjonen av metallstrukturen skjer som et resultat av å bringe laserstrålens kraftkarakteristika til visse parametere. Avhengig av driftsmekanismen er det fire hovedtyper av slike maskiner.

Laserskjæring av metall kan utføres i et oksygen- eller nitrogenmiljø, valget avhenger av egenskapene til metallet som skal bearbeides. Så, som et resultat av oksygeneksponering, utløses eksoterme reaksjoner, hvis termiske energi gjør det mulig å kutte ganske tykke plater av lavlegert og karbonstål.

Det anbefales ikke å kutte galvaniserte eller galvaniserte overflater i oksygen. I dette tilfellet er kuttet ujevnt, i tillegg øker risikoen for slaggdannelse. Ved skjæring av rustfritt eller høylegert stål er det uønsket å tillate oksidasjon av skjærepunktet. Det er derfor, når du arbeider med slike metaller, er inerte gasser, oftest nitrogen, etterspurt.

Ethvert gassmedium kan brukes til å kutte aluminium. Men for å jobbe med titanlegeringer kan verken den ene eller den andre brukes, siden begge gassene begynner å bli absorbert av metalloverflaten og danner et sprøtt lag. For dette materialet bør laserenheter som opererer i helium eller høyrenset argon foretrekkes.

Generelt gir alle gasslaserkuttere den maksimale strålingsbølgen, så de er etterspurt når de behandler metallplater med maksimal tykkelse.

Høy effektivitet og produktivitet av utstyret leveres av fiberoptiske laserenheter, de er ofte implementert i form av minimaskiner. De har følgende fordeler.

• Høy strålekvalitet. Skjærelinjen er tynnere og flekken er mindre, noe som generelt forbedrer arbeidseffektiviteten.
• Høy skjærehastighet. Sammenlignet med gass er det dobbelt så mye.
• Varighet. Bruken av en profesjonell fiberoptisk laser sikrer stabil ytelse opptil 100 tusen timer med utstyrsdrift.
• Økt effektivitet. Effektiviteten til fotoelektrisk konvertering ved fiberoptisk skjæring tilsvarer 30 %, som er 2-3 ganger mer enn ved laserskjæring i gassmiljø.
• Lave brukskostnader. Strømforbruket til fiberoptiske installasjoner overstiger ikke 30 % av laserskjæring i gassatmosfære.
• Minimum vedlikeholdskostnader. Fraværet av behovet for reflekterende linser sparer mye penger på maskinvedlikehold.
• Driften av slikt utstyr er ikke spesielt vanskelig. På grunn av overføringen av den optiske fiberen er det ikke nødvendig å justere parametrene til den optiske banen.

Hovedarbeidselementet til en diodelaserskjærer er en emitter i form av en halvlederkrystall dannet som en optisk resonator. I tillegg til dioden inkluderer en slik laser en spesialisert enhet for strøm fra et vekselstrømnettverk. Dette lar deg variere parametrene til utgangsstrålingen.

Imidlertid er en laser av diodetype betydelig dårligere enn gass- og fiberoptiske når det gjelder koherensparametere. Fokusering gir stor divergens, så det er umulig å konsentrere energi i maksimalt volum. Den eneste fordelen med slikt utstyr er at det er relativt billig sammenlignet med alle andre modeller.

Prinsippet for drift av en faststofflaser ligner på en gass. Men den har også sine egne egenskaper. I motsetning til det gassformige mediet brukes her et aktivt medium av faste former. Som regel er dette krystaller og ulike glass som aktiveres ved kontakt med sjeldne jordartselementer. Slike lasere er preget av økt effektivitet, mens en rekke modeller er ganske kompakte i størrelse. Disse kutterne produserer bjelker med bølgelengder som kan håndtere en lang rekke metaller og tykkelser.

I dag er det laserkuttere for metall på markedet fra en rekke produsenter. Blant utenlandske selskaper på hjemmemarkedet er produktene fra fabrikker lokalisert i europeiske land, USA, så vel som i Japan og Taiwan veldig populære:

• Trumpf (Tyskland);
• Schuler (Tyskland);
• Trotec (Østerrike);
• Farley Laserlab (Australia);
• GCC (Taiwan).

I tillegg har kinesiskproduserte produkter en stor markedsandel. Meningen om det er tvetydig, mange tviler på kvaliteten.Noen merker med produksjonsanlegg i Kina opererer imidlertid ved hjelp av sveitsisk teknologi og under streng kontroll fra kunden. De produserer laserskjæremaskiner med ekstremt høye tekniske og operasjonelle egenskaper. Disse selskapene inkluderer:

• Kanin;
• Wattsan;
• Bodor.

I Russland produseres laserkuttere av industribedriftene Semiconductor Devices, LOMO, Plasma og Inversion. Hver av dem tilbyr visse typer lasersystemer. Det er ingen bedrifter i vårt land som driver med produksjon av alle typer lasermaskiner samtidig.

Når du velger en laserskjærer for metall, bør du være oppmerksom på følgende egenskaper.

• Utvalg av materialer. Først av alt er det nødvendig å ta hensyn til bedriftens spesifikasjoner. Det er viktig å avklare hva delene som skal kuttes er laget av og hvilken tykkelse de har. Disse faktorene bør sammenlignes med maskinens tekniske data, størrelsen på arbeidsområdet og driftsparametrene til utstyret.
• Makt. Gjennomsnittseffekten til alle lasermaskiner varierer i dag fra 500 til 6000 watt. Hvis du planlegger å kutte metallplater mindre enn 6 mm tykke, vil en 500-700W laserkutter være tilstrekkelig. For å jobbe med tykkere materiale, må du velge maskinene med maksimal kraft.
• Rigger. Når det gjelder fiberoptiske maskiner, må du være oppmerksom på forbruksvarer: servomotorer, guider, skjærehoder, kimærer og andre. Kvaliteten og funksjonaliteten til disse komponentene påvirker presisjonen og hastigheten til laserskjæring. Noen skruppelløse produsenter kompletterer utstyr ikke med originale komponenter, men med sine motparter for å redusere kostnadene. Dette kan være forvirrende for kjøperen. Derfor må informasjon om opprinnelsen til forbruksvarer være avklart på forhånd.
• Kvaliteten på utstyret. De siste årene har det vært en tendens til å redusere produksjonssyklusen hos de fleste virksomheter. Mange firmaer, spesielt de som nylig har kommet inn på markedet, tar ikke tilstrekkelig hensyn til å teste laserskjærerne før levering til kunden og utfører ikke kvalitetskontroll av utstyret. Derfor, når du velger en maskin, er det veldig viktig å være oppmerksom på tilgjengeligheten av testtjenester og forberedelse før salg hos produsenten.
• Service vedlikehold. Når du velger utstyr, er det bedre å gi preferanse til maskinene til de produsentene hvis servicetjenester er representert i bruksområdet. Ellers vil eventuelle feil i løpet av driften føre til langsiktige reparasjoner og følgelig nedetid i produksjonen.

Metalllaserskjæremaskiner er allsidige. Og det gjelder både materialene som brukes og bredden i produksjonsmulighetene. Spesielt kan de brukes til skjæring og gravering av metaller.

Den vanligste bruken av laserutstyr er materialkutting. Maskinverktøy der hovedskjæreverktøyet er en laser er utbredt i metallbearbeiding. De lar deg lage:

• individuelle elementer av innendørs og utendørs reklamestrukturer;
• metallkonstruktører og puslespill;
• dekorartikler;
• deler for bil- og flymodellering;
• suvenirer.

Lasergravering av metallprodukter kan gjøre det enkleste til en uvurderlig gave. Den mest tydelige graveringen oppnås ved hjelp av en laserstråle. Bildene som brukes i denne teknikken har ubegrenset holdbarhet, de er ikke redde for slitasje, effekten av syre-alkaliske løsninger, vann, ultrafiolett stråling og ekstreme temperaturer.

Ved hjelp av en datastyrt laser kan du få et bilde med maksimal detalj. Ofte lages intrikate mønstre på metalloverflater og til og med fotografier blir gjengitt.

Med laserstrålen kan ikke bare flate, men også konvekse overflater graveres. I dette tilfellet er en spesialisert arbeidsstykkefikseringsmekanisme koblet til maskinmotoren. Motorens rotasjon overføres til arbeidsstykket, det begynner å bevege seg med en gitt hastighet og laserstrålen påfører et bilde fra alle sider.