Laserové rezanie a iné typy tepelného rezania

Čo je rezanie laserom

Použitím laserového lúča s vysokou hustotou výkonu na ožarovanie materiálu, ktorý sa má rezať, aby sa materiál rýchlo zahrial na teplotu vyparovania, vyparovanie vytvárania otvorov, s pohybom lúča na materiáli, otvory sú nepretržite vytvárané v úzkej šírke (napríklad 0,1 mm alebo tak) štrbine, aby sa dokončilo rezanie materiálu.

Proces rezania laserom

Rezanie plameňom

Rezanie plameňom je štandardný proces používaný na rezanie mäkkej ocele s použitím kyslíka ako rezného plynu. Kyslík je natlakovaný až na 6 barov a vháňaný do rezu. Tam zahriaty kov reaguje s kyslíkom: začína spaľovanie a oxidácia. Chemická reakcia uvoľňuje veľké množstvo energie (až päťnásobok energie lasera), aby pomohla laserovému lúču pri rezaní.

Rezanie splyňovaním

Rezanie splyňovaním odparuje materiál, čím sa minimalizuje vplyv tepelných účinkov na okolitý materiál. Dá sa to dosiahnuť použitím kontinuálneho CO2 lasera na odparovanie nízko-tepelných, vysoko{3}}absorpčných materiálov, ako sú tenké plastové fólie a -netaviteľné materiály, ako je drevo, papier a pena.
Ultrakrátke pulzné lasery umožňujú túto technológiu aplikovať aj na iné materiály. Voľné elektróny v kove absorbujú laser a dramaticky sa zahrievajú. Laserový impulz nereaguje s roztavenými časticami a plazmou, materiál priamo sublimuje a nie je čas na prenos energie do okolitého materiálu vo forme tepla. Pikosekundové impulzy ablujú materiál bez viditeľného tepelného efektu, bez tavenia a bez tvorby otrepov.

Rezanie taveniny

Rezanie taveniny je ďalší štandardný proces používaný pri rezaní kovov. Môže sa použiť aj na rezanie iných taviteľných materiálov, ako je keramika. Ako rezný plyn sa používa dusík alebo argón a cez zárez sa vháňa tlak plynu 2 až 20 barov. Argón a dusík sú inertné plyny, čo znamená, že nereagujú s roztaveným kovom v záreze, ale jednoducho ho odfukujú smerom ku dnu. Inertné plyny zároveň chránia hranu rezu pred oxidáciou vzduchom.

Rezanie stlačeným vzduchom
Na rezanie tenkých plechov je možné použiť aj stlačený vzduch. Vzduch stlačený na 5-6 bar je dostatočný na odfúknutie roztaveného kovu v reze. Keďže takmer 80 % vzduchu tvorí dusík, rezanie stlačeným vzduchom je v podstate taviacim rezom.

Rezanie s pomocou plazmy-

Ak sú parametre správne zvolené, v plazmovom-reze pri tavení sa objaví oblak plazmy. Plazmový oblak pozostáva z ionizovanej kovovej pary a ionizovaného rezného plynu. Plazmový oblak absorbuje energiu CO2 lasera a premieňa ju na obrobok, takže k obrobku sa pripojí viac energie a materiál sa rýchlejšie roztaví, čo má za následok vyššiu rýchlosť rezania. Z tohto dôvodu sa tento proces rezania nazýva aj vysokorýchlostné plazmové rezanie-.
Plazmový oblak je v skutočnosti transparentný vzhľadom na pevnolátkové -lasery, takže tavné rezanie-pomocou plazmy je možné vykonávať len pomocou CO2 laserov.

Charakteristiky laserového rezania

Rezanie laserom sa v porovnaní s inými metódami tepelného rezania vo všeobecnosti vyznačuje vysokou rýchlosťou rezania a vysokou kvalitou. Konkrétne zhrnuté v nasledujúcich aspektoch.

(1) dobrá kvalita rezu: vďaka malému laserovému bodu, vysokej hustote energie, rýchlosti rezania, takže rezanie laserom môže dosiahnuť lepšiu kvalitu rezu. ① Laserový rezací zárez je jemný a úzky, dve strany štrbiny sú rovnobežné a kolmé na povrch, rozmerová presnosť rezaných častí môže dosiahnuť ± 0,05 mm. ② rezný povrch je čistý a krásny, drsnosť povrchu je len niekoľko desiatok mikrónov a dokonca aj laserové rezanie môže byť použité ako posledný proces, bez mechanického spracovania, diely môžu byť použité priamo. (③ materiál po rezaní laserom, šírka tepelne ovplyvnenej zóny je veľmi malá, výkon materiálu v blízkosti štrbiny je tiež takmer neovplyvnený a deformácia obrobku je malá, vysoká presnosť rezu, geometria štrbiny je dobrá, tvar prierezu štrbiny- má pravidelnejší obdĺžnikový tvar.

(2) vysoká účinnosť rezania: vďaka prenosovým charakteristikám lasera je laserový rezací stroj vo všeobecnosti vybavený množstvom CNC pracovných staníc, celý proces rezania môže byť plne realizovaný CNC. Obsluhu, len je potrebné zmeniť CNC program, je možné použiť na rezanie rôznych tvarov dielov, a to ako dvoj-rozmerného rezania, tak aj trojrozmerného{3}}rezania.

(3) rýchlosť rezania: s výkonom 1200 W laserové rezanie 2 mm hrubého plechu z mäkkej ocele, rýchlosť rezania až 600 cm / min; rezanie dosky z polypropylénovej živice hrúbky 5 mm, rýchlosť rezania až 1200 cm/min. materiály pri rezaní laserom nie je potrebné upínať a fixovať, jednak pre úsporu nástrojových upínačov, ale aj pomocný čas horného a spodného materiálu.

(4) bez-kontaktné rezanie: laserový rezací horák a obrobok bez kontaktu, nedochádza k opotrebovaniu nástroja. Spracovanie rôznych tvarov dielov, netreba meniť "nástroj", stačí meniť výstupné parametre lasera. Proces rezania laserom je nízky hluk, nízke vibrácie, žiadne znečistenie.

(5) Rezanie rôznych materiálov: kompozity s kovovou matricou, koža, drevo a vlákna. Ale pre rôzne materiály, vzhľadom na ich vlastné termofyzikálne vlastnosti a rôzne rýchlosti absorpcie lasera, výkon