Technologie řezání laserem

Popis technologie

Při použití řezání laserem je válcovaný kov ovlivněn účinkem odrazu a absorpce záření z laseru. Změna rozměrů a tvaru prvků při zpracování laserem je dosažena v důsledku účinků dvou výsledků záření: tavení a odpařování. Popis procesu je následující:

• Laserový paprsek má vliv na železo v určitém bodě.
• Nejdříve se elementy roztaví na optimální teplotu, pak začíná proces roztavení kovu.
• Ve fázi tání se vytváří deprese.
• Vliv energie laserového záření vede na druhou fázi procesu - kovová látka se vaří a odpařuje.

Druhý mechanismus však vyžaduje vysoké vstupy energie a je možný pouze pro dostatečně tenký kov. Proto se v praxi řezání provádí tavením. Tak, aby se podstatně snížilo výdaje energie, zvýšením tloušťky kovu je zpracováván a rychlosti řezání, sekundární plyn vháněn do řezací zóny za účelem odstranění kovového odpadu. Obvykle se jako pomocný plyn používá kyslík, vzduch, inertní plyn nebo dusík. Takové řezání se nazývá plynový laser.

Odrůdy laserových nástrojů

Laser se skládá z prvků:

• Speciální energetický klíč (čerpací systém).
• Pracovní objekt, který má schopnost stimulovat emise.
• Optický rezonátor (sada speciálních zrcadel).

Příslušnost léčby k určité změně je určena metodou použitého laseru a jeho výkonem. Nyní existuje následující klasifikace lasery:

1. Solid-state (výkon nejvýše 7 kW).
2. Plyn (výkon až 22 kW).
3. Plynová dynamika (výkon od 110 kW).

Pro průmyslové účely je ošetření železa s pevným zařízením více oblíbené. Světelné emise mohou být dodávány v pulsním nebo kontinuálním režimu. Ruby, sklo s přidáním neodymu nebo CaF2 (fluorit vápníku) se používá jako tělo pro práci. Hlavní výhodou polovodičových laserů je schopnost vytvářet silný impuls po několika sekundách.

Plynové lasery se používají k výrobě železa pro technologické a vědecké účely. Aktivním katalyzátorem je směs plynného dusíku, oxidu uhličitého a helia, jejichž prvky jsou aktivovány elektrickým výbojem a poskytují laserový paprsek černobílou a direktivitu.

Plynové dynamické zařízení se značně liší. Pracovním orgánem je oxid uhličitý. Nejprve se plyn zahřeje na nejvyšší teplotu a pak prochází malým kanálem, kde dochází k expanzi a následnému ochlazení oxidu uhličitého. Výsledkem tohoto postupu je uvolňování energie používaného při laserové úpravě železa.

Plynové dynamické zařízení lze použít k úpravě železa s jakýmkoli povrchem. Díky malému výdeji sálavé energie mohou být umístěny ve vzdálenosti od zpracované části a současně šetří kvalitu řezného železa.

Zařízení

Laserová zařízení pro řezání železa sestávají z prvků:

• Specializovaný radiátor (polovodičové nebo plynové zařízení). Musí mít potřebný energetický a optický výkon.
• Systém tvorby paprsků a plynu. Je odpovědný za dodávku paprsku z radiačního cíle do zpracovávané části a změně parametrů pracovního plynu přicházejícího v daném bodě.
• Zařízení pohybu (koordinace) samotného železa a laserového paprsku působícího na něj. A také zahrnuje elektrický výkonný mechanismus, pohon a motor.
• ACS (automatizovaný řídící systém). Regulace laserového paprsku a ovládání souřadnicového mechanismu a systému transportu a tvorby paprsku a plynu. Dodává se s různými senzory a subsystémy.

Moderní zařízení na řezání železa je schopno provádět náročné úkoly, dokonce i umělecké řezání. Jejich výroba zajišťují ruské firmy (Technolaser) a zahraniční společnosti (německá firma Trumpf).

Laserové řezání tenkého železa

Pro průmyslové výrobce je výhodnější používat kovové plechy pro řezání než neošetřené části velké tloušťky. Současně je možné šetřit elektřinu a aplikovat metody řezání plechu s vyšším výkonem.

Metody řezání železa, tabule, která je připravena k dalšímu zpracování, - řezací kyslík (vypalování) řezání plynů (argon, dusík), a stlačený vzduch. Mezi přednosti laserového řezání plechu před jinými typy zpracování lze identifikovat:

• Vyšší přesnost odrazu a krájení laserového paprsku.
• V rovině dílu je méně prachu.
• Malá šance na poškození železa.
• Nižší náklady na energii.
• Vytvoření volumetrických jednoduchých konstrukcí s vysokou rychlostí a nejmenší plochy materiálu, který má být odstraněn.

Díky svým výhodám a použití přesného moderního vybavení se řezání železem používá k vytvoření:

• Části inženýrských strojů.
• Dekorační podpěry, police, regály a vybavení pro obchodní průmysl.
• Základní kotle, nádrže, komíny a kamna.
• Spojení dveří a bran, kované ploty.
• Skříně a pouzdra pro osobní design.
• Speciální vývěsní tabule, dopisy a šablony.

Použití řezných nástrojů má mnoho výhod oproti jiným typům konečných úprav kovů. Proto více a více podniků používá ve své výrobě přesně laserovou úpravu železa.

Inovační laserové systémy

Celosvětový strojní průmysl udržuje krok s časem a dává svým zákazníkům veškeré elektrické vybavení pro řezání železa. Víceosé přístroje jsou navrženy tak, aby nahrazovaly hlasité a málo výkonné mechanické řezačky. Energie laseru závisí na specifické výrobě a finančním odůvodnění vybrané jednotky. Nejnovější generace CNC obráběcích strojů pro precesní obrábění umožňuje dokončit materiály s věrností až do 0,005 mm. Rozsah zpracování jednotlivých modelů laserových instalací dosahuje mnoha čtverečních metrů.

Obrovskou výhodou je minimalizace lidského faktoru obsaženého ve vysoké automatizaci průmyslového procesu. Geometrie součástí je nastavena na makro blok, který provádí ovládání laserem a stůl s prázdnou deskou. Systémy zaostřování automaticky zvolí přijatelnou vzdálenost pro efektivní řezání.

Zvláštní výměníky tepla regulujte teplotu laserové jednotky, přičemž poskytne řídícímu uživateli informace o aktuálním stavu přístroje. Laserový mechanismus je vybaven ventilovými zařízeními pro připojení napájecího zásobníku plynu k napájení náhradních plynů pracovní části. Systém pro odsávání kouře je navržen tak, aby zlepšoval náklady na odsávače vzduchu, a to i v okamžiku zpracování. Oblast ošetření je zcela chráněna bezpečnostním krytem pro ochranu personálu údržby.

Řezání plechu na moderním zařízení se přeměňuje na jednoduchý proces určování číselných vlastností a získání hotové součásti na výstupu. Produktivita zařízení přímo závisí na charakteru komplexu stroje a na kvalifikaci obsluhy, která tvoří programový kód. Technika řezání železa proporcionálně zapadá do koncepce robotické výroby, navržená tak, aby úplně zbavila člověka tvrdé práce.

Výrobci nabízejí různé typy laserových strojů:

1. Víceúčelové.
2. Zvláštní.

Náklady na první je větší, ale umožňují nám vyrábět určitý počet operací a vyrábět detaily o obtížnější podobě. Velké množství tržních služeb poskytuje příležitost pro zájemce o koupi.

Profesionálové výrobců strojů chápou možnosti využití použité technologie pro výrobu přesných dílů s vynikající drsností. Oblast použití je rozsáhlá: od obvyklého řezání plechu až po získání složitých částí těla automobilů.

Zjevné výhody řezání železa jsou omezeny na několik aspektů:

• Vysoká kvalita hotového povrchu.
• Záhada materiálu.
• Schopnost pracovat s nestabilními materiály a malými polotovary.
• Pravděpodobnost získání složek komplexní konfigurace.

Mezi mínusy:

• Vysoká cena zařízení.
• A spotřební materiál.

Řezivo a neželezné kovy mají obrovskou poptávku na trhu. Laserové technologie se intenzivně používají v dekorativním umění při vytváření designových ozdob a jedinečných upomínkových předmětů.

Rozhodnutí o využití zpracování by mělo být učiněno s ohledem na výpočet zpětného získání zařízení a výše provozních nákladů. V současné době lze takovéto instalace vyřešit samy o sobě převážně velkými podniky s poměrně velkým výrobním cyklem. Při odvíjení technologie budou náklady na stroje a množství spotřebované energie klesat, takže v budoucnosti budou laserové jednotky nahrazovat své konkurenty.

Výhody a nevýhody technologie

Řezání železných výrobků má v porovnání s jinými způsoby řezání mnoho významných výhod. Mezi četné výhody této technologie patří:

1. Tloušťka produktů, které mohou být úspěšně vyryté, je poměrně široká: ocel - od 0,2 do 22 mm, měď a mosaz - od 0,3 do 16 mm, slitiny na bázi hliníku - od 0,3 do 22 mm, nerezová ocel - do 55 mm.
2. Při použití laserových zařízení je potřeba mechanického kontaktu se zpracovanou komponentou eliminována. To umožňuje vyrábět tak řezání jednoduše deformující a křehké části, aniž byste se obávali, že budou zkaženi.
3. Chcete-li získat pomocí požadovaného uspořádání produktu, stačí jednoduše načíst kresbu vytvořenou ve speciálním programu do řídicí jednotky laserové jednotky. Všechny zbývající části s nejmenším stupněm chyby (spolehlivost až 0,2 mm) budou provedeny zařízením vybaveným řídicím systémem počítače.
4. Agregáty pro řezání mohou zpracovávat plechy z oceli, stejně jako tvrdé kovy pracují s vysokou rychlostí.

Laserové zpracování může zcela nahradit nákladné vědecké a technické operace odlévání a lisování, což je vhodné v případech, kdy je nutné vyrábět malé šarže výrobků. Je možné výrazně snížit počáteční výrobní náklady, což je dosaženo díky vyšší rychlosti a rozvoji procesu zpracování, snížení objemu zbytků, bez nutnosti následného obrábění.

Spolu s vysokým výkonem, zařízení pro laserové zpracování mají mimořádnou všestrannost, která umožňuje s jejich pomocí vypočítat problémy jakékoliv úrovně složitosti. Zároveň jsou pro laserové zpracování charakteristické určité nevýhody.

Vzhledem k vysoké pevnosti a významné spotřebě energie zařízení pro řezání laserem je počáteční cena výrobků vyráběných při jeho použití vyšší než při výrobě razicího procesu. To však může být klasifikováno pouze v těch případech, kdy není cena výrobních technologických zařízení zahrnutá do nákladové ceny lisovaného prvku.