Översikt över lasermaskiner för skärning av metall och deras val

Laserutrustning för metallskärning används i en mängd olika branscher: maskinteknik, metallurgi och möbeltillverkning. Denna popularitet beror på det faktum att den låter dig skapa delar av en komplex form med en ökad noggrannhet. Sådan utrustning kommer att diskuteras i vår artikel.

Metalllaserskärare har tre huvudfunktioner:

• gravering: rita en bild, text och till och med ett fotografi på en metallyta;
• laserskärning;
• kurvlinjär skärning.

I samtliga fall bildas en mall enligt vilken den numeriska styrmodulen ställer in skärparametrarna. Resultatet är en perfekt exakt produkt.

Utformningen av en laserskärare inkluderar flera block:

• emitter - ansvarig för att generera en ström av fotoner eller en snävt fokuserad laserpuls;
• gasrörelseenhet - designad för att blåsa ut het metall ur arbetsområdet och kyla kylaren;
• drivning - används för att flytta sändaren över den behandlade ytan;
• arbetande skärbord - det är på det som arbetsstycket placeras, medan bordet kan bytas ut;
• CNC/ACS-modul.

Funktionsprincipen för sådana maskiner är baserad på genereringen av en smal stråle av ett laserrör som utför metallbearbetning. Som ett resultat av balkens kontakt med ytan på materialet som bearbetas uppstår en högtemperatureffekt, och det tillåter gravering eller skärning av metall. I detta fall blåser flödet av gasblandningen ut skiktet av smält material, vilket säkerställer en högkvalitativ skärning. Dessa maskiner kan användas för att arbeta med alla typer av stålplåt, såväl som med icke-järnmetaller och deras legeringar.

Kärnan i varje laserskärares arbete består i att fokusera en smalt riktad stråle, som ett resultat av vilket energin koncentreras på ytan av det bearbetade materialet. Diametern på en sådan balk överstiger inte tiondelar av en millimeter, vilket säkerställer den minsta skärtjockleken. Smältningsförloppet och den efterföljande omvandlingen av metallstrukturen uppstår som ett resultat av att laserstrålens effektegenskaper bringas till vissa parametrar. Beroende på funktionsmekanismen finns det fyra huvudtyper av sådana maskiner.

Laserskärning av metall kan utföras i en syre- eller kvävemiljö, valet beror på egenskaperna hos den metall som ska bearbetas. Så, som ett resultat av syreexponering, utlöses exotermiska reaktioner, vars termiska energi gör det möjligt att skära ganska tjocka plåtar av låglegerat och kolstål.

Det rekommenderas inte att skära galvaniserade eller galvaniserade ytor i syre. I detta fall är snittet ojämnt, dessutom ökar risken för slaggbildning. Vid skärning av rostfritt eller höglegerat stål är det inte önskvärt att tillåta oxidation av skärpunkten. Det är därför, när man arbetar med sådana metaller, efterfrågas inerta gaser, oftast kväve.

Vilket gasmedium som helst kan användas för att skära aluminium. Men för att arbeta med titanlegeringar kan varken det ena eller det andra användas, eftersom båda gaserna börjar absorberas av metallytan och bildar ett sprött lager. För detta material bör laseranordningar som arbetar i helium eller högrenat argon företräde.

I allmänhet ger alla gaslaserskärare den maximala strålningsvågen, så de är efterfrågade vid bearbetning av plåt med maximal tjocklek.

Hög effektivitet och produktivitet av utrustningen tillhandahålls av fiberoptiska laserenheter, de implementeras ofta i form av minimaskiner. De har följande fördelar.

• Hög strålkvalitet. Skärlinjen är tunnare och fläcken är mindre, vilket generellt förbättrar arbetseffektiviteten.
• Hög skärhastighet. I jämförelse med gas är det dubbelt så mycket.
• Varaktighet. Användningen av en professionell fiberoptisk laser säkerställer stabil prestanda upp till 100 tusen timmars drift av utrustningen.
• Ökad effektivitet. Effektiviteten för fotoelektrisk omvandling vid fiberoptisk skärning motsvarar 30 %, vilket är 2-3 gånger mer än vid laserskärning i gasmiljö.
• Låg användningskostnad. Energiförbrukningen för fiberoptiska installationer överstiger inte 30 % av laserskärning i gasatmosfär.
• Minsta underhållskostnader. Frånvaron av behovet av reflekterande linser sparar mycket pengar på maskinunderhåll.
• Driften av sådan utrustning är inte särskilt svår. På grund av överföringen av den optiska fibern finns det inget behov av att justera parametrarna för den optiska vägen.

Huvudarbetselementet i en diodlaserskärare är en emitter i form av en halvledarkristall formad som en optisk resonator. Förutom dioden inkluderar en sådan laser en specialiserad enhet för att driva från ett växelströmsnätverk. Detta gör att du kan variera parametrarna för den utgående strålningen.

En laser av diodtyp är emellertid betydligt sämre än gas- och fiberoptiska när det gäller koherensparametrar. Fokusering ger en stor divergens, så det är omöjligt att koncentrera energi i maximal volym. Den enda fördelen med sådan utrustning är dess relativa billighet i förhållande till alla andra modeller.

Funktionsprincipen för en solid-state laser liknar en gas. Men det har också sina egna egenskaper. I motsats till det gasformiga mediet används här ett aktivt medium av fasta former. I regel handlar det om kristaller och olika glas som aktiveras vid kontakt med sällsynta jordartsmetaller. Sådana lasrar kännetecknas av ökad effektivitet, medan ett antal modeller är ganska kompakta i storlek. Dessa ficklampor producerar strålar med våglängder som kan hantera en mängd olika metaller och tjocklekar.

Idag på marknaden finns laserskärare för metall från en mängd olika tillverkare. Bland utländska företag på den inhemska marknaden är produkterna från fabriker i europeiska länder, USA, såväl som i Japan och Taiwan mycket populära:

• Trumpf (Tyskland);
• Schuler (Tyskland);
• Trotec (Österrike);
• Farley Laserlab (Australien);
• GCC (Taiwan).

Dessutom upptar kinesisktillverkade produkter en stor marknadsandel. Åsikten om det är tvetydig, många tvivlar på dess kvalitet.Vissa varumärken med produktionsanläggningar i Kina arbetar dock med schweizisk teknologi och under strikt kontroll från kunden. De tillverkar laserskärmaskiner med extremt höga tekniska och operativa egenskaper. Dessa företag inkluderar:

• Kanin;
• Wattsan;
• Bodor.

I Ryssland tillverkas laserskärare av industriföretagen Semiconductor Devices, LOMO, Plasma och Inversion. Var och en av dem erbjuder vissa typer av lasersystem. Det finns inga företag i vårt land som är engagerade i produktion av alla typer av lasermaskiner samtidigt.

När du väljer en laserskärare för metall bör du vara uppmärksam på följande egenskaper.

• Sortiment av material. Först och främst är det nödvändigt att ta hänsyn till företagets detaljer. Det är viktigt att klargöra vad delarna som ska skäras är gjorda av och vad de har för tjocklek. Dessa faktorer bör jämföras med maskinens tekniska data, storleken på arbetsområdet och utrustningens driftsparametrar.
• Kraft. Medeleffekten för alla lasermaskiner sträcker sig idag från 500 till 6000 watt. Om du planerar att skära metallplåtar som är mindre än 6 mm tjocka räcker det med en 500-700W laserskärare. För att arbeta med tjockare material måste du välja maskinerna med maximal effekt.
• Tackling. När det gäller fiberoptiska maskiner måste du vara uppmärksam på förbrukningsvaror: servomotorer, guider, skärhuvuden, chimärer och andra. Kvaliteten och funktionaliteten hos dessa komponenter påverkar precisionen och hastigheten för laserskärning. Vissa skrupelfria tillverkare kompletterar inte utrustningen med originalkomponenter, utan med sina motsvarigheter för att minska kostnaderna. Detta kan vara förvirrande för köparen. Därför måste information om förbrukningsvarornas ursprung klargöras i förväg.
• Kvaliteten på utrustningen. Under senare år har det funnits en tendens att minska produktionscykeln hos de flesta företag. Många företag, särskilt de som nyligen har kommit in på marknaden, ägnar inte tillräcklig uppmärksamhet åt att testa sina laserskärare innan de levereras till kunden och utför inte kvalitetskontroll av utrustningen. Därför, när du väljer en maskin, är det mycket viktigt att vara uppmärksam på tillgängligheten av testtjänster och förberedelser före försäljning hos tillverkaren.
• Service underhåll. När du väljer utrustning är det bättre att ge företräde åt maskinerna från de tillverkare vars servicetjänster är representerade i användningsområdet. Annars kommer eventuella brister i driften att leda till långvariga reparationer och följaktligen produktionsstopp.

Metalllaserskärmaskiner är mångsidiga. Och det gäller både material som används och bredden av produktionsmöjligheter. I synnerhet kan de användas för skärning och gravering av metaller.

Den vanligaste användningen av laserutrustning är materialskärning. Verktygsmaskiner där det huvudsakliga skärverktyget är en laser är utbredda inom metallbearbetning. De låter dig göra:

• enskilda delar av reklamstrukturer inomhus och utomhus;
• metallkonstruktörer och pussel;
• dekorartiklar;
• delar för bil- och flygplansmodellering;
• souvenirer.

Lasergravering av metallprodukter kan göra det enklaste till en ovärderlig present. Den tydligaste graveringen erhålls med en laserstråle. Bilderna som används i denna teknik har en obegränsad hållbarhet, de är inte rädda för nötning, effekterna av syra-alkaliska lösningar, vatten, ultraviolett strålning och extrema temperaturer.

Med hjälp av en datorstyrd laser kan du få en bild med maximal detaljrikedom. Ofta skapas intrikata mönster på metallytor och återger till och med fotografier.

Med laserstrålen kan inte bara plana utan även konvexa ytor graveras. I detta fall är en specialiserad arbetsstyckefixeringsmekanism ansluten till maskinmotorn. Motorns rotation överförs till arbetsstycket, det börjar röra sig med en given hastighet och laserstrålen applicerar en bild från alla sidor.