Лазерная резка является одним из наиболее распространенных методов в производстве. Первоначально предназначенная для сверления отверстий в алмазных штампах, лазерная резка прошла долгий путь и в настоящее время считается одним из наиболее эффективных способов резки куска материала и создания готовых изделий. Это технология, которая широко используется для различных приложений от крупных промышленных производителей до школ и любителей.
В этой статье рассматривается весь спектр лазерной резки, в том числе то, что это такое и как это работает, различные типы, особенности и области применения лазерной резки, а также будущие тенденции в оборудовании для лазерной резки.
Что это
Лазерная резка — это процесс использования мощного лазерного луча для облучения материала. Как правило, лазер используется вместе с системой управления движением, которая определяет, как лазер перемещается по материалу. Лазерная резка используется не только в промышленных целях, таких как изготовление металлов, но иногда и для художественных эффектов, таких как гравировка и травление.
Как это работает?
Лазеры используют энергию электронов для генерации интенсивного высокотемпературного света, иначе называемого лазерным лучом. При контакте с материалом лазерный луч быстро расплавляет поверхность, образуя отверстие. От начальной точки контакта лазер движется в запрограммированном направлении, которое либо полностью разрезает материал, либо создает желаемый эффект. При этом расплавленный материал сдувается высокоскоростным потоком воздуха.
Лазерная резка — это метод термической резки, при котором обычно получаются гладкие разрезы с превосходным качеством, высокой точностью и минимальными потерями материала. По сравнению с традиционными методами резки, лазерная резка создает более узкие прорези, что позволяет сэкономить больше порций материала.
Виды лазерной резки
Лазерную резку можно разделить на четыре категории: лазерное испарение, лазерное плавление, O2 лазерная резка и лазерная разметка с контролируемым изломом.
1. Лазерная вапоризация
Лазерная вапоризация использует лазерный луч с высокой плотностью энергии для нагревания материала. При контакте температура материала быстро поднимается до точки кипения, и материал начинает испаряться, превращаясь в пар. Поскольку эти пары быстро выбрасываются, в материале образуется разрез.
Этот тип лазерной резки требует большой мощности и плотности мощности и в основном используется для резки чрезвычайно тонких металлических материалов и неметаллических материалов, таких как бумага, ткань, дерево, пластик и резина.
2. Лазерное плавление
Лазерное плавление использует лазерный луч для быстрого нагрева материала и неокисляющий газ (такой как Ar, He, N и т. д.) для выпуска расплавленного материала. Неокисляющий газ распыляется через сопло под высоким давлением вместе с лучом, что позволяет материалу мгновенно выбрасываться при контакте с лучом.
Лазерное плавление не приводит к полному испарению металла и требует только 1/10 энергии, необходимой для лазерного испарения. Этот тип лазерной резки в основном используется для резки материалов, которые не легко окисляются, или активных металлов, таких как нержавеющая сталь, титан, алюминия и их сплавов.
3. 2 лазерная резка
O2 лазерная резка использует лазерный луч для быстрого нагрева материала и O2, окисляющий газ, для выгрузки расплавленного материала. Я не2 при лазерной резке окисляющий газ взаимодействует с материалом, вызывая реакцию окисления, при которой выделяется большое количество тепла. Затем расплавленный оксид и расплавленный материал выдуваются из зоны реакции, что приводит к разрезу материала. В связи с этим О2 лазерная резка похожа на кислородно-ацетиленовую резку.
Поскольку реакция окисления в процессе резки выделяет много тепла, энергия, необходимая для лазерной кислородной резки, составляет лишь половину энергии, необходимой для лазерного плавления, а скорость резки значительно выше, чем у лазерного испарения и лазерного плавления.
O2 Лазерная резка в основном используется для металлических материалов, которые легко окисляются, таких как углеродистая сталь, титановая сталь и термообработанная сталь.
4. Лазерный скрайбинг с контролируемым изломом
Лазерная гравировка использует лазерный луч с высокой плотностью энергии для сканирования поверхности металлического материала для создания серии небольших канавок, иначе называемых «линиями гравировки». Затем к поверхности прикладывается определенное контролируемое давление, в результате чего материал растрескивается вдоль линий разметки.
Лазерная маркировка в основном используется для производства полупроводниковых пластин, светодиодных ламп и других продуктов, требующих точного контроля и микроскопической точности. Таким образом, лазеры, используемые для лазерного скрайбирования, обычно представляют собой лазеры с модуляцией добротности и CO.2 лазеры.
Особенности
По сравнению с другими методами термической резки лазерная резка в целом является более быстрым процессом и обеспечивает превосходное качество резки. Лазерная резка имеет следующие преимущества:
1. Превосходное качество резки: Благодаря высокой плотности энергии и точности точки контакта лазера лазерная резка дает лучшие результаты.
а. Лазерная резка создает чрезвычайно узкий разрез. Ширина реза, полученного в результате лазерной резки, составляет менее 0.001 дюйма, а точность размеров исключительно точна и составляет около ± 0.0005 дюйма.
б. Лазерная резка создает чрезвычайно гладкие края, что означает, что ее можно использовать на последнем этапе производства без какой-либо дополнительной механической обработки.
в. Лазерная резка создает минимальную деформацию на заготовке и практически не влияет на материал вблизи реза. Форма щели также неизменно прямоугольная.
2. Высокая эффективность резки: Весь процесс лазерной резки может полностью контролироваться ЧПУ без необходимости какой-либо ручной работы. Во время операции лазерной резки пользователям нужно только настроить систему управления движением. Конфигурации могут быть применены для различных форм. Кроме того, станки для лазерной резки могут быть оснащены несколькими рабочими столами с ЧПУ, что значительно повышает эффективность при работе с большими или несколькими заготовками.
3. Быстрая скорость резки: Лазер мощностью 1200 Вт может достигать скорости резки 600 см/мин при резке листа из низкоуглеродистой стали толщиной 2 мм. Лазер такой же мощности может достигать скорости резки 1200 см/мин при резке плиты из полипропиленовой смолы толщиной 5 мм. Материал не нужно зажимать и фиксировать в процессе лазерной резки, что может предотвратить повреждение используемых инструментов и сократить время, необходимое для загрузки и выгрузки заготовок.
4. Бесконтактная лазерная резка: Резак не имеет никакого контакта с заготовкой, что обеспечивает нулевой или минимальный износ используемых инструментов. Кроме того, нет необходимости менять какие-либо инструменты для обработки разных деталей и форм. Пользователям просто нужно изменить выходные параметры лазера. Процесс лазерной резки также обеспечивает низкий уровень шума, небольшую вибрацию и отсутствие загрязнения.
5. Широкая область применения: По сравнению с кислородно-ацетиленовой и плазменной резкой, лазерная резка подходит для более широкого спектра материалов, включая металлические и неметаллические, а также композитные материалы на основе металлов и неметаллов. Различные материалы имеют разную степень пригодности для лазерной резки из-за их различных теплофизических свойств.
Приложения
Большинство лазерных резаков сегодня управляются программами ЧПУ или превращаются в автоматических роботов. Таким образом, лазерная резка подходит практически для всех материалов для создания любых типов форм, как двухмерных, так и трехмерных.
В области автомобилестроения лазерная резка широко используется для резки сложных кривых, таких как листы кузова, капоты, крыши, автомобильные окна, трубы, компоненты подушек безопасности и различные другие детали. В аэрокосмической области технология лазерной резки используется для резки специальных авиационных деталей, таких как жаровые трубы двигателей, каркасы самолетов, панели хвостового крыла, винты вертолетов и многие другие.
Технология лазерной резки также широко используется для неметаллических материалов. Лазерная резка может использоваться не только для материалов с высокой твердостью и хрупкостью, таких как нитрид кремния, керамика и кварц, но и для гибких материалов, таких как ткань, бумага, пластиковые пластины и резина.
Будущие тенденции
1. Лазерная резка будет продолжать продвигать вперед промышленную революцию.
Лазерная резка принесла многочисленные экономические выгоды как новым, так и старым производителям. Его основной компонент, источник лазерного излучения, является важным компонентом, который определяет режущую способность лазерного резака.
За последние 40 лет после создание лазерного резака, наиболее важным технологическим достижением в области лазерных источников света является замена станков для резки лазером CO2 на лазерную резку с использованием волоконного лазера.
Если вы спросите, будет ли новый лазерный источник света, который дешевле волоконных лазеров, имеет лучшую производительность и обеспечивает более тонкий луч, ответ, без сомнения, будет утвердительным. Но если спросить, что это был бы за лазер, точного ответа дать сейчас было бы невозможно. Излишне говорить, что в будущем лазерные источники света получат многочисленные разработки.
2. Мощные волоконные лазеры станут доминирующей силой на рынке станков для лазерной резки.
Станки для резки оптического волокна различных диапазонов мощности открыли великую эру производства. Эти станки для лазерной резки бывают разных форм и размеров, каждый из которых имеет свои варианты использования. Однако, если подумать о том, какой тип станка для лазерной резки будет наиболее широко использоваться во всех секторах в будущем, высокомощный волоконный лазер, безусловно, будет самым безопасным выбором.
По мнению отраслевых экспертов, ученых и пользователей, эти станки обеспечивают более высокую мощность, более высокую точность и большую производительность для технологии лазерной резки и окажут огромное влияние на рынок лазерной резки.
Следовательно, большое количество производителей высокомощных станков для лазерной резки с волоконным лазером неизбежно вступят в жесткую рыночную конкуренцию, в конечном счете, в интересах потребителей. Это расширит возможности контроля качества и производственных стандартов в ближайшем будущем, где только компании с превосходным качеством продукции, постоянным вниманием к исследованиям и разработкам и освоением основных конкурентоспособных технологий смогут оставаться на вершине.
3. Наступает эра интеллекта.
Технологические разработки во всем мире, такие как «Индустрия 4.0» в Германии и растущее внедрение «умных» заводов в Китае, ясно указывают на одно: грядет четвертая промышленная революция. И вместе с этим в отрасли лазерной резки наступит эра интеллектуального производства. Это включает в себя массовую интеграцию сетевых технологий, коммуникационных технологий и компьютерного программного обеспечения с высокоточными станками лазерной резки с ЧПУ.
В соответствии с этим разработка автоматизированных станков для лазерной резки значительно улучшила производственные мощности и автоматизацию цехов по обработке листового металла. В качестве средства повышения точности станки для лазерной резки неизбежно будут использовать самодельные сетевые коммуникационные возможности для связи с различными машинами на заводах по производству листового металла, включая линии размотки листа, гибочные станки, пробивные станки с ЧПУ, узлы сварки (клепки), дробеструйные машины и др. линии нанесения покрытий.
Другое оборудование, включенное в унифицированный производственный план, задачи и систему управления оценкой, также станет критически важным для управления цехом обработки листового металла. В результате большое количество Машина лазерной резки в будущем производители постепенно превратятся в подрядчиков по изготовлению листового металла.
Источник из stylecnc.com
Отказ от ответственности: информация, изложенная выше, предоставлена stylecnc независимо от Alibaba.com. Alibaba.com не делает заявлений и не дает гарантий в отношении качества и надежности продавца и продукции.
