Prezentare generală a mașinilor laser pentru tăierea metalului și selecția acestora

Echipamentele laser pentru tăierea metalelor sunt utilizate într-o mare varietate de industrii: inginerie mecanică, metalurgie și fabricarea mobilei. Această popularitate se datorează faptului că vă permite să creați părți de formă complexă cu un nivel crescut de precizie. Un astfel de echipament va fi discutat în articolul nostru.

Dispozitivele de tăiat cu laser pentru metal au trei funcții principale:

• gravare: desenarea unei imagini, text și chiar o fotografie pe o suprafață metalică;
• taietura cu laser;
• tăiere curbilinie.

În toate cazurile, se formează un șablon conform căruia modulul de control numeric stabilește parametrii de tăiere. Rezultatul este un produs perfect precis.

Designul oricărui tăietor cu laser include mai multe blocuri:

• emițător - responsabil pentru generarea unui flux de fotoni sau a unui impuls laser focalizat îngust;
• unitate de mișcare a gazului - concepută pentru suflarea metalului fierbinte din zona de lucru și răcirea radiatorului;
• drive - folosit pentru deplasarea emițătorului peste suprafața tratată;
• masă de tăiere de lucru - pe ea este plasată piesa de prelucrat, în timp ce masa poate fi înlocuită;
• Modul CNC / ACS.

Principiul de funcționare a unor astfel de mașini se bazează pe generarea unui fascicul îngust de către un tub laser care realizează prelucrarea metalului. Ca urmare a contactului fasciculului cu suprafața materialului de prelucrat, apare un efect de temperatură ridicată și permite gravarea sau tăierea metalului. În același timp, fluxul amestecului de gaze elimină stratul de material topit, ceea ce asigură o tăiere de înaltă calitate. Aceste mașini pot fi folosite pentru a lucra cu toate tipurile de tablă de oțel, precum și cu metale neferoase și aliajele acestora.

Esența muncii oricărui tăietor cu laser este focalizarea unui fascicul îngust direcționat, ca urmare a căreia energia este concentrată pe suprafața materialului prelucrat. Diametrul unui astfel de fascicul nu depășește zecimi de milimetru, ceea ce asigură grosimea minimă de tăiere. Cursul de topire și transformarea ulterioară a structurii metalice apar ca urmare a aducerii caracteristicilor de putere ale fasciculului laser la anumiți parametri. În funcție de mecanismul de funcționare, există patru tipuri principale de astfel de mașini.

Tăierea cu laser a metalului poate fi efectuată într-un mediu cu oxigen sau azot, alegerea depinde de caracteristicile metalului care urmează să fie prelucrat. Deci, ca urmare a expunerii la oxigen, sunt declanșate reacții exoterme, a căror energie termică face posibilă tăierea foilor destul de groase de oțel slab aliat și carbon.

Nu se recomanda taierea suprafetelor galvanizate sau galvanizate in oxigen. În acest caz, tăietura este neuniformă, în plus, riscul formării de zgură crește. Când tăiați oțel inoxidabil sau înalt aliat, nu este de dorit să permiteți oxidarea punctului de tăiere. De aceea, atunci când se lucrează cu astfel de metale, sunt solicitate gaze inerte, cel mai adesea azot.

Orice mediu gazos poate fi folosit pentru tăierea aluminiului. Dar pentru lucrul cu aliaje de titan, nici unul, nici celălalt nu poate fi folosit, deoarece ambele gaze încep să fie absorbite de suprafața metalului și formează un strat fragil. Pentru acest material, ar trebui să se acorde preferință dispozitivelor laser care funcționează în heliu sau argon de înaltă puritate.

În general, orice tăietor cu laser cu gaz oferă unda maximă de radiație, astfel încât acestea sunt solicitate atunci când se prelucrează tablă de grosime maximă.

Eficiența și productivitatea ridicată a echipamentelor sunt asigurate de dispozitivele laser cu fibră optică, acestea fiind adesea implementate sub formă de mini-mașini. Au următoarele avantaje.

• Calitate înaltă a fasciculului. Linia de tăiere este mai subțire și locul este mai mic, ceea ce în general îmbunătățește eficiența muncii.
• Viteză mare de tăiere. În comparație cu gazul, este de două ori mai mult.
• Durabilitate. Utilizarea unui laser profesional cu fibră optică asigură performanțe stabile până la 100 de mii de ore de funcționare a echipamentului.
• Eficiență crescută. Eficiența conversiei fotoelectrice în tăierea fibrei optice corespunde cu 30%, ceea ce este de 2-3 ori mai mare decât atunci când tăiați cu laser într-un mediu cu gaz.
• Cost redus de utilizare. Consumul de energie al instalațiilor de fibră optică nu depășește 30% din tăierea cu laser în atmosferă de gaz.
• Costuri minime de întreținere. Fără a fi nevoie de lentile reflectorizante, puteți economisi mulți bani la întreținerea mașinii.
• Operarea unui astfel de echipament nu este deosebit de dificilă. Datorită transmiterii fibrei optice, nu este nevoie să ajustați parametrii căii optice.

Elementul principal de lucru al unui tăietor cu laser cu diodă este un emițător sub forma unui cristal semiconductor format ca un rezonator optic. În plus față de diodă, un astfel de laser include un dispozitiv specializat pentru alimentarea dintr-o rețea de curent alternativ. Acest lucru vă permite să variați parametrii radiației de ieșire.

Cu toate acestea, un laser de tip diodă este semnificativ inferior celor cu gaz și fibră optică în ceea ce privește parametrii de coerență. Focalizarea dă o mare divergență, deci este imposibil să concentrezi energia în volumul maxim. Singurul avantaj al unui astfel de echipament este ieftinitatea relativă față de toate celelalte modele.

Principiul de funcționare al unui laser cu stare solidă este similar cu unul cu gaz. Dar are și propriile sale caracteristici. Spre deosebire de mediul gazos, aici este utilizat un mediu activ de forme solide. De regulă, acestea sunt cristale și diverse pahare care sunt activate la contactul cu elementele pământurilor rare. Astfel de lasere se caracterizează printr-o eficiență crescută, în timp ce o serie de modele au dimensiuni destul de compacte. Aceste torțe produc fascicule cu lungimi de undă care pot manipula o mare varietate de metale și grosimi.

Astăzi, pe piață există tăietoare cu laser pentru metal de la o varietate de producători. Printre companiile străine de pe piața internă, produsele fabricilor situate în țări europene, SUA, precum și în Japonia și Taiwan sunt foarte populare:

• Trumpf (Germania);
• Schuler (Germania);
• Trotec (Austria);
• Farley Laserlab (Australia);
• GCC (Taiwan).

În plus, produsele fabricate în China ocupă o cotă mare de piață. Opinia despre el este ambiguă, mulți se îndoiesc de calitatea sa.Cu toate acestea, unele mărci cu unități de producție în China funcționează folosind tehnologia elvețiană și sub control strict din partea clientului. Ei produc mașini de tăiat cu laser cu caracteristici tehnice și operaționale extrem de înalte. Aceste companii includ:

• Iepure;
• Wattsan;
• Bodor.

În Rusia, tăietoarele cu laser sunt produse de întreprinderile industriale Semiconductor Devices, LOMO, Plasma și Inversion. Fiecare dintre ele oferă anumite tipuri de sisteme laser. Nu există întreprinderi în țara noastră care să producă toate tipurile de mașini cu laser în același timp.

Atunci când alegeți un tăietor cu laser pentru metal, ar trebui să acordați atenție următoarelor caracteristici.

• Sortiment de materiale. În primul rând, este necesar să se țină cont de specificul întreprinderii. Este important să clarificăm din ce sunt făcute piesele de tăiat și care este grosimea acestora. Acești factori trebuie comparați cu datele tehnice ale mașinii, dimensiunea zonei de lucru și parametrii de funcționare ai echipamentului.
• Putere. Puterea medie a tuturor mașinilor laser astăzi variază de la 500 la 6000 de wați. Dacă intenționați să tăiați foi de metal cu grosimea mai mică de 6 mm, va fi suficient un cutter laser de 500-700 W. Pentru a lucra cu material mai gros, trebuie să selectați mașinile cu putere maximă.
• Tachelaj. Când vine vorba de mașini cu fibră optică, trebuie să acordați atenție consumabilelor: servomotoare, ghidaje, capete de tăiere, himere și altele. Calitatea și funcționalitatea acestor componente afectează precizia și viteza tăierii cu laser. Unii producători fără scrupule completează echipamentele nu cu componente originale, ci cu omologii lor pentru a reduce costurile. Acest lucru poate fi confuz pentru cumpărător. Prin urmare, informațiile despre originea consumabilelor trebuie clarificate în prealabil.
• Calitatea echipamentului. În ultimii ani, a existat o tendință de reducere a ciclului de producție la majoritatea întreprinderilor. Multe firme, în special cele care au intrat recent pe piață, nu acordă suficientă atenție testării tăietoarelor cu laser înainte de livrarea către client și nu efectuează controlul calității echipamentelor. Prin urmare, atunci când alegeți o mașină, este foarte important să acordați atenție disponibilității serviciilor de testare și pregătirii înainte de vânzare la producător.
• Service întreținere. La selectarea echipamentelor, este mai bine să acordați prioritate mașinilor acelor producători ale căror servicii de service sunt reprezentate în regiunea de utilizare. În caz contrar, orice defecțiune în timpul funcționării va duce la reparații pe termen lung și, în consecință, la oprirea producției.

Mașinile de tăiat cu laser pentru metale sunt versatile. Și acest lucru este valabil atât pentru materialele utilizate, cât și pentru amploarea posibilităților de producție. În special, pot fi utilizate pentru tăierea și gravarea metalelor.

Cea mai obișnuită utilizare a echipamentelor laser este tăierea materialelor. Mașinile-unelte în care instrumentul principal de tăiere este un laser sunt răspândite în prelucrarea metalelor. Ele vă permit să realizați:

• elemente individuale ale structurilor publicitare interioare și exterioare;
• constructori metalice si puzzle-uri;
• articole de decor;
• Piese pentru modelare auto și aeronave;
• suveniruri.

Gravarea cu laser a produselor din metal poate transforma cel mai simplu lucru într-un cadou neprețuit. Gravura cea mai clară se obține cu ajutorul unui fascicul laser. Imaginile aplicate în această tehnică au o durată de valabilitate nelimitată, nu se tem de abraziune, efectele soluțiilor acido-alcaline, apă, radiații ultraviolete și temperaturi extreme.

Cu ajutorul unui laser controlat de calculator, puteți obține o imagine cu detalii maxime. Adesea, modelele complicate sunt create pe suprafețele metalice și chiar reproduc fotografii.

Cu fasciculul laser pot fi gravate nu numai suprafețe plane, ci și convexe. În acest caz, un mecanism specializat de fixare a piesei de prelucrat este conectat la motorul mașinii. Rotația motorului este transferată piesei de prelucrat, aceasta începe să se miște cu o viteză dată și fasciculul laser aplică o imagine din toate părțile.