Pregled laserskih mašina za sečenje metala i njihov izbor

Oprema za lasersko sečenje metala se koristi u raznim industrijama: mašinstvo, metalurgija i proizvodnja nameštaja. Ova popularnost je zbog činjenice da vam omogućava da kreirate delove složenog oblika sa povećanim nivoom tačnosti. O takvoj opremi ćemo govoriti u našem članku.

Metalni laserski sekači imaju tri glavne funkcije:

• graviranje: crtanje slike, teksta, pa čak i fotografije na metalnoj površini;
• lasersko sečenje;
• krivolinijsko sečenje.

U svim slučajevima formira se šablon prema kome numerički kontrolni modul postavlja parametre sečenja. Rezultat je savršeno tačan proizvod.

Dizajn bilo kog laserskog rezača uključuje nekoliko blokova:

• emiter - odgovoran za generisanje toka fotona ili usko fokusiranog laserskog impulsa;
• jedinica za kretanje gasa - dizajnirana za izduvavanje vrućeg metala iz radnog prostora i hlađenje radijatora;
• pogon - koristi se za pomeranje emitera preko tretirane površine;
• radni sto za sečenje - na njemu se postavlja radni predmet, dok se sto može zameniti;
• CNC / ACS modul.

Princip rada ovakvih mašina zasniva se na generisanju uskog zraka laserskom cevi koja vrši obradu metala. Kao rezultat kontakta grede sa površinom materijala koji se obrađuje, nastaje efekat visoke temperature, koji omogućava graviranje ili sečenje metala. U ovom slučaju, protok gasne mešavine izduvava sloj rastopljenog materijala, što obezbeđuje visokokvalitetan rez. Ove mašine se mogu koristiti za rad sa svim vrstama čeličnog lima, kao i sa obojenim metalima i njihovim legurama.

Suština rada bilo kog laserskog rezača je fokusiranje usko usmerenog zraka, usled čega se energija koncentriše na površini obrađenog materijala. Prečnik takve grede ne prelazi desetine milimetra, što obezbeđuje minimalnu debljinu rezanja. Tok topljenja i naknadna transformacija metalne strukture nastaju kao rezultat dovođenja karakteristika snage laserskog zraka na određene parametre. U zavisnosti od mehanizma rada, postoje četiri glavne vrste takvih mašina.

Lasersko sečenje metala može se vršiti u okruženju kiseonika ili azota, izbor zavisi od karakteristika metala koji se obrađuje. Dakle, kao rezultat izlaganja kiseoniku, pokreću se egzotermne reakcije, čija toplotna energija omogućava rezanje prilično debelih limova niskolegiranog i ugljeničnog čelika.

Ne preporučuje se sečenje pocinkovanih ili pocinkovanih površina u kiseoniku. U ovom slučaju, rez je neujednačen, pored toga, povećava se rizik od stvaranja šljake. Prilikom sečenja nerđajućeg ili visoko legiranog čelika, nepoželjno je dozvoliti oksidaciju tačke reza. Zbog toga su pri radu sa takvim metalima traženi inertni gasovi, najčešće azot.

Za sečenje aluminijuma može se koristiti bilo koji gasni medijum. Ali za rad sa legurama titanijuma, ne mogu se koristiti ni jedno ni drugo, jer oba gasa počinju da se apsorbuju na površini metala i formiraju krhki sloj. Za ovaj materijal, prednost treba dati laserskim uređajima koji rade u helijumu ili argonu visoke čistoće.

Generalno, bilo koji gasni laserski rezači daju maksimalni talas zračenja, tako da su traženi prilikom obrade lima maksimalne debljine.

Visoku efikasnost i produktivnost opreme obezbeđuju laserski uređaji sa optičkim vlaknima, često se implementiraju u obliku mini mašina. Imaju sledeće prednosti.

• Visok kvalitet snopa. Linija sečenja je tanja, a mesto manje, što generalno poboljšava efikasnost rada.
• Velika brzina rezanja. U poređenju sa gasom, to je duplo više.
• Trajnost. Upotreba profesionalnog lasera sa optičkim vlaknima obezbeđuje stabilne performanse do 100 hiljada sati rada opreme.
• Povećana efikasnost. Efikasnost fotoelektrične konverzije u rezanju optičkih vlakana odgovara 30%, što je 2-3 puta više nego kod laserskog sečenja u gasnom okruženju.
• Niska cena upotrebe. Potrošnja energije optičkih instalacija ne prelazi 30% laserskog sečenja u gasnoj atmosferi.
• Minimalni troškovi održavanja. Odsustvo potrebe za reflektujućim sočivima štedi mnogo novca na održavanju mašina.
• Rad takve opreme nije posebno težak. Zbog prenosa optičkog vlakna, nema potrebe za podešavanjem parametara optičkog puta.

Glavni radni element diodnog laserskog rezača je emiter u obliku poluprovodničkog kristala formiranog kao optički rezonator. Pored diode, takav laser uključuje specijalizovani uređaj za napajanje iz mreže naizmenične struje. Ovo vam omogućava da promenite parametre izlaznog zračenja.

Međutim, laser diodnog tipa je značajno inferiorniji od gasnih i optičkih u pogledu parametara koherentnosti. Fokusiranje daje veliku divergenciju, tako da je nemoguće koncentrisati energiju u maksimalnoj zapremini. Jedina prednost takve opreme je njena relativna jeftinost u odnosu na sve druge modele.

Princip rada lasera u čvrstom stanju je sličan gasnom. Ali ima i svoje karakteristike. Za razliku od gasovite sredine, ovde se koristi aktivni medijum čvrstih oblika. Po pravilu, to su kristali i razna stakla koja se aktiviraju pri kontaktu sa elementima retkih zemalja. Takvi laseri se odlikuju povećanom efikasnošću, dok je veliki broj modela prilično kompaktnih dimenzija. Ove baklje proizvode zrake sa talasnim dužinama koje mogu da podnesu širok spektar metala i debljina.

Danas na tržištu postoje laserski rezači za metal raznih proizvođača. Među stranim kompanijama na domaćem tržištu veoma su popularni proizvodi fabrika u evropskim zemljama, SAD, kao iu Japanu i Tajvanu:

• Trumpf (Nemačka);
• Šuler (Nemačka);
• Trotec (Austrija);
• Farley Laserlab (Australija);
• GCC (Tajvan).

Pored toga, proizvodi kineske proizvodnje zauzimaju veliki udeo na tržištu. Mišljenje o tome je dvosmisleno, mnogi sumnjaju u njegov kvalitet.Međutim, neki brendovi sa proizvodnim pogonima u Kini rade koristeći švajcarsku tehnologiju i pod strogom kontrolom kupaca. Proizvode mašine za lasersko sečenje sa izuzetno visokim tehničkim i operativnim karakteristikama. Ove kompanije uključuju:

• Rabbit;
• Wattsan;
• Bodor.

U Rusiji laserske rezače proizvode industrijska preduzeća Semiconductor Devices, LOMO, Plasma i Inversion. Svaki od njih nudi određene vrste laserskih sistema. U našoj zemlji nema preduzeća koja se bave proizvodnjom svih vrsta laserskih mašina istovremeno.

Prilikom izbora laserskog rezača za metal, obratite pažnju na sledeće karakteristike.

• Asortiman materijala. Pre svega, potrebno je uzeti u obzir specifičnosti preduzeća. Važno je razjasniti od čega su napravljeni delovi za sečenje i koja je njihova debljina. Ove faktore treba uporediti sa tehničkim podacima mašine, veličinom radne površine i radnim parametrima opreme.
• Снага. Prosečna snaga svih laserskih mašina danas se kreće od 500 do 6000 vati. Ako planirate da sečete metalne limove debljine manje od 6 mm, biće dovoljan laserski rezač od 500-700 W. Za rad sa debljim materijalom potrebno je da izaberete mašine sa maksimalnom snagom.
• Rigging. Kada je reč o mašinama sa optičkim vlaknima, treba obratiti pažnju na potrošni materijal: servomotore, vodiče, rezne glave, himere i drugo. Kvalitet i funkcionalnost ovih komponenti utiče na preciznost i brzinu laserskog sečenja. Neki beskrupulozni proizvođači kompletiraju opremu ne originalnim komponentama, već svojim kolegama kako bi smanjili troškove. Ovo može biti zbunjujuće za kupca. Stoga, informacije o poreklu potrošnog materijala moraju biti razjašnjene unapred.
• Kvalitet opreme. Poslednjih godina u većini preduzeća postoji tendencija smanjenja proizvodnog ciklusa. Mnoge firme, posebno one koje su nedavno ušle na tržište, ne poklanjaju dovoljno pažnje testiranju svojih laserskih rezača pre isporuke klijentu i ne vrše kontrolu kvaliteta opreme. Zbog toga je pri izboru mašine veoma važno obratiti pažnju na dostupnost usluga testiranja i pripreme za prodaju kod proizvođača.
• Servisno održavanje. Prilikom izbora opreme, bolje je dati prednost mašinama onih proizvođača čije su servisne usluge zastupljene u regionu upotrebe. U suprotnom, bilo kakve greške u toku rada će dovesti do dugotrajnih popravki i, shodno tome, zastoja u proizvodnji.

Mašine za lasersko sečenje metala su raznovrsne. A to se odnosi i na korišćene materijale i na širinu proizvodnih mogućnosti. Konkretno, mogu se koristiti za sečenje i graviranje metala.

Najčešća upotreba laserske opreme je sečenje materijala. Mašine alatke u kojima je glavni alat za sečenje laser su rasprostranjene u obradi metala. Oni vam omogućavaju da napravite:

• pojedinačni elementi unutrašnjih i spoljašnjih reklamnih struktura;
• metalni konstruktori i slagalice;
• predmeti za dekoraciju;
• delovi za auto i avio modelarstvo;
• suveniri.

Lasersko graviranje metalnih proizvoda može pretvoriti najjednostavniju stvar u neprocenjiv poklon. Najjasnije graviranje se dobija pomoću laserskog zraka. Slike primenjene u ovoj tehnici imaju neograničen rok trajanja, ne plaše se abrazije, dejstva kiselo-alkalnih rastvora, vode, ultraljubičastog zračenja i temperaturnih ekstrema.

Uz pomoć kompjuterski kontrolisanog lasera, možete dobiti sliku sa maksimalnim detaljima. Često se na metalnim površinama stvaraju zamršeni uzorci, pa čak i fotografije se reprodukuju.

Laserskim zrakom se mogu gravirati ne samo ravne, već i konveksne površine. U ovom slučaju, specijalizovani mehanizam za fiksiranje radnog predmeta je povezan sa mašinskim motorom. Rotacija motora se prenosi na radni predmet, počinje da se kreće zadatom brzinom i laserski zrak primenjuje sliku sa svih strana.