Ключевые достоинства такого метода металлообработки, как лазерная резка, состоят в быстроте и точности. Лазерный луч эффективно режет листовой металлопрокат, и при этом образуется крайне малое количество отходов. В связи с этим лазер нередко используют для резания дорогостоящего цветмета и снижения невозвратных потерь материала.
Лазерный луч концептуально отличается от прочих источников энергии для резки металла. В лазерной установке реализован совершенно иной принцип, чем, например, в плазморезе. Если плазма – это ионизированный газ, то лазер представляет собой поток фотонов или, проще говоря, свет. Его основными физическими свойствами являются следующие:
- монохромность;
- когерентность;
- высокая интенсивность;
- узкая направленность.
Благодаря сочетанию всех этих качеств лазерный луч и способен резать металл гораздо эффективнее, чем плазма или электросиловая дуга (сварка).
Физический механизм лазерной резки
Лазерный луч обладает настолько большой мощностью, что фотоны без труда разрывают даже очень сильные межатомные связи в кристаллической решётке металлов. Это и обуславливает возможность применения лазера для резки металлических материалов. А благодаря высокой интенсивности лазерного излучения металл в зоне резки разогревается до высокой температуры и фактически испаряется, что делает рез аккуратным и ровным, избавляя от необходимости дальнейшей обработки.
Узкая направленность лазера даёт возможность резать металл практически по любой траектории. Вследствие этого с помощью лазерного луча можно вырезать детали с линиями любой кривизны. Резку лазером используют для изготовления разнообразных декоративных элементов причудливой геометрии.
Типы лазеров
В эксплуатационном плане различия между разными лазерами определяются видом активной среды, которая является источником фотонов. В зависимости от этого различают следующие типы лазеров.
- Твердотельные.
- Газовые.
- Полупроводниковые.
- Волоконные.
В промышленных установках лазерной резки используются, в основном, твердотельные лазеры, поскольку их использование связано с наименьшими неудобствами. В противоположность, например, газовым твердотельные менее зависимы от окружающих условий. Эксплуатация такого оборудования связана с малым числом ограничений. Кроме того, твердотельные лазеры обеспечивают экономичность металлообработки, так как эти генераторы требуют меньшего количества электроэнергии для запуска и поддержки лазерного излучения.
Устройство лазерного режущего станка
Любой лазерный режущий станок состоит из двух главных частей – стола и режущей головки. Первый предназначен для закрепления разрезаемого металлопроката. В автоматизированном оборудовании стол оснащается средствами механизации, которые без участия человека укладывают и закрепляют металлический лист, а по окончании процесса снимают готовые изделия и отправляют их на следующий производственный участок.
Другой элемент, а именно режущая головка, является, в сущности, источником лазерного излучения. Она выполнена в виде моноблока, который передвигается по направляющим над обрабатываемым металлическим листом, разрезая его по намеченной линии. Лазерные станки-автоматы оснащаются специальным координатным устройством, которое автоматически управляет режущей головкой.
Дополнительные компоненты станка лазерной резки – это всевозможные измерители и сигнальные системы. Измерительные устройства необходимы для обеспечения точности резки, а сигнализации оповещают оператора о режимах работы оборудования или об аварийных ситуациях.
