Definice
Laserové řezání je metoda tepelného řezání, která využívá zaostřený laserový paprsek s vysokou hustotou výkonu k ozařování řezaného materiálu, což způsobí, že se materiál rychle zahřeje a dosáhne bodu vznícení a poté se roztaví, odstraní, odpaří a odpaří a vytvoří otvory. Jak se paprsek pohybuje po materiálu, otvory se zvětšují a vytvářejí užší štěrbiny a současně je roztavený materiál odfukován vysokotlakým pracovním plynem pro dokončení hladkého a čistého řezu.
Zásada
Laser využívá excitaci látky k vytvoření paprsku. Tento paprsek má silnou teplotu. Při kontaktu s materiálem se může rychle roztavit na povrchu materiálu a vytvořit díru. Podle pohybu registračního bodu se tvoří řez. Ve srovnání s tradiční metodou řezání má metoda řezání menší mezeru a může ušetřit většinu materiálu. Analýza je však definována podle řezného účinku. Materiál, který je řezán podle laseru, má uspokojivý řezný účinek a vysokou přesnost. To se dědí Kromě výhod laseru se mu nevyrovnají ani běžné metody řezání.
Typ nemovitosti
Řezání laserem se dodává ve 4 kategoriích: řezání odpařováním, řezání tavením, řezání kyslíkem, rýhování a řízený lom.
1. Laserové řezání odpařováním
Použitím laserového paprsku s vysokou hustotou energie k ohřevu obrobku teplota rychle stoupá, ve velmi krátké době dosáhne bodu varu materiálu a materiál se začne vypařovat za vzniku páry. Rychlost výstřiku těchto par je velmi velká a současně s výstřikem výparů vzniká v materiálu řez. Teplo vypařování materiálů je obecně velmi velké, takže odpařování a řezání laserem vyžaduje velký výkon a hustotu výkonu.
Odpařovací řezání se většinou používá pro extrémně tenké kovové materiály a nekovové materiály (jako je papír, látka, dřevo, plast a pryž atd.).
2. Řezání tavením laserem
Při řezání tavením se kovový materiál roztaví laserovým ohřevem a poté se tryskou koaxiální s paprskem rozstřikuje neoxidační plyn (Ar, He, N atd.) a tekutý kov je vypouštěn silným tlakem plynu k vytvoření řezu. Laserové tavné řezání nepotřebuje úplně odpařit kov a potřebná energie je pouze 1/10 odpařovacího řezání.
Tavné řezání se většinou používá pro materiály, které nejsou snadno oxidovatelné nebo aktivní kovy, jako je nerezová ocel, titan, hliník a jejich slitiny.
3. Laserové řezání kyslíkem
Princip laserového řezání kyslíkem je podobný řezání kyslíkem a acetylenem. Využívá laserový paprsek jako předehřívací zdroj tepla a aktivní plyn, jako je kyslík, jako řezný plyn. Na jedné straně foukaný plyn interaguje s řezným kovem, aby vyvolal oxidační reakci a uvolnil velké množství oxidačního tepla; na druhé straně jsou roztavený oxid a tavenina vyfukovány z reakční zóny pro vytvoření řezu v kovu. Protože oxidační reakce v procesu řezání vytváří velké množství tepla, energie potřebná pro laserové řezání kyslíkem je pouze 1/2 tavného řezání a řezná rychlost je mnohem rychlejší než odpařovací řezání a řezání tavením. Laserové řezání kyslíkem se většinou používá pro snadno oxidovatelné kovové materiály, jako je uhlíková ocel, titanová ocel a tepelně zpracovaná ocel.
4. Laserové rýhování a řízený lom
Laserové rýhování používá laser s vysokou hustotou energie ke skenování povrchu křehkého materiálu, takže se materiál zahřeje, aby se odpařila malá drážka, a poté se aplikuje určitý tlak, křehký materiál popraská podél malé drážky. Lasery pro rytí jsou obecně Q-spínané a CO2 lasery.
Kontrola lomu je použití strmého rozložení teploty generovaného laserovým drážkováním, které vytváří místní tepelné napětí v křehkém materiálu a láme materiál podél malé drážky.
Funkce
Ve srovnání s jinými metodami tepelného řezání se řezání laserem vyznačuje vysokou rychlostí řezání a vysokou kvalitou. Konkrétně shrnuto jako následující aspekty.
1. Dobrá kvalita řezání
Díky malému řeznému místu, vysoké hustotě energie a vysoké řezné rychlosti může dosáhnout vysoké kvality řezu.
A. Řezný řez je úzký, obě strany štěrbiny jsou rovnoběžné a kolmé k povrchu a rozměrová přesnost řezaných dílů může dosahovat ±0.05mm.
b. Řezná plocha je hladká a čistá, drsnost povrchu jen desítky mikronů, bez mechanického opracování a díly lze přímo používat.
C. Po řezání materiálu laserem je šířka tepelně ovlivněné zóny velmi malá, výkon materiálu v blízkosti štěrbiny není téměř ovlivněn a deformace obrobku je malá, přesnost řezání je vysoká, geometrie štěrbiny je dobrý a tvar průřezu štěrbiny je spíše pravidelný obdélník.
2. Vysoká účinnost řezání
Vzhledem k vlastnostem přenosu je laserová řezačka obecně vybavena více CNC pracovními stoly a celý proces řezání lze plně řídit CNC. Během provozu stačí změnit program číslicového řízení, lze jej použít pro řezání dílů různých tvarů, a to jak 2-rozměrné řezání, tak 3-rozměrné řezání.
3. Vysoká řezná rychlost
Pomocí laseru o síle 1200W řezat a 2mm tlustá deska z nízkouhlíkové oceli, rychlost řezání může dosáhnout 600 cm / min; řezání a 5mm tlustá deska z polypropylenové pryskyřice, rychlost řezání může dosáhnout 1200 cm / min. Materiál není nutné při řezání upínat a fixovat, což může nejen ušetřit upínače nástrojů, ale také ušetřit pomocný čas při nakládání a vykládání.
4. Bezkontaktní řezání
Řezný hořák nemá žádný kontakt s obrobkem a nedochází k opotřebení nástroje. Pro zpracování dílů různých tvarů není potřeba měnit "nástroj", stačí změnit výstupní parametry laseru. Proces řezání má nízkou hlučnost, malé vibrace a žádné znečištění.
5. Existuje mnoho druhů řezných materiálů
Ve srovnání s řezáním kyslíkem a plazmou existuje mnoho typů laserem řezatelných materiálů, včetně kovových, nekovových, kompozitních materiálů na bázi kovu a nekovů, kůže, dřeva a vláken. Ale pro různé materiály, kvůli jejich odlišným termo-fyzikálním vlastnostem a různé rychlosti absorpce pro lasery, vykazují různou přizpůsobivost pro laserové řezání.
Aplikace
Většina laserových řezaček je řízena CNC programy nebo z nich dělají řezací roboty. Jako přesná metoda zpracování může laser řezat téměř všechny materiály, včetně 2-rozměrného řezání nebo 3-rozměrného řezání tenkých kovových desek.
V oblasti výroby automobilů se široce používá technologie řezání prostorových křivek, jako jsou horní okna automobilů. Německá společnost Volkswagen používá laser o síle 500W k řezání složitě tvarovaných plechů karoserie a různých zakřivených dílů. V oblasti letectví se laserová technologie používá pro řezání speciálních leteckých materiálů, jako jsou slitiny titanu, slitiny hliníku, slitiny niklu, slitiny chrómu, nerezová ocel, oxid berylnatý, kompozitní materiály, plasty, keramika a křemen. Mezi letecké díly řezané laserem patří plamenová trubice motoru, tenkostěnný plášť z titanové slitiny, rám letadla, plášť z titanové slitiny, nosník křídla, panel ocasního křídla, hlavní rotor vrtulníku, keramická tepelně izolační dlaždice raketoplánu atd.
Technologie řezání laserem se využívá i v oblasti nekovových materiálů. Nejenže lze řezat materiály s vysokou tvrdostí a křehkostí, jako je nitrid křemíku, keramika, křemen atd.; ale také může řezat a zpracovávat flexibilní materiály, jako je tkanina, papír, plastové desky, pryž atd., jako je řezání oděvů laserem, může ušetřit oblečení 10% až 12%, zvýšit účinnost více než 3krát.
Trendy
1. Laserový řezací stroj bude pokračovat v epochální produktové revoluci.
Laserový zdroj je základní součástí řezačky a také důležitým ukazatelem, který určuje typ a řeznou schopnost laserové řezačky. Netřeba připomínat, že budoucí změny v laserových řezacích nástrojích nastanou také u laserových zdrojů. Jak je uvedeno výše, výměna CO2 Laserový řezací stroj by vláknovou laserovou řezačkou je nejdůležitější technologická revoluce za 40 let od zrodu laserové řezačky, která přinesla epochální ekonomické výhody výrobcům a novým i starým uživatelům v této oblasti. Bude tedy v budoucnu existovat nový světelný zdroj, který bude levnější než vláknové lasery, bude mít lepší výkon, dokonalejší režim paprsku, vyšší elektro-optický konverzní poměr nebo nižší celkové náklady? Odpověď je samozřejmě ano. Pak se zeptejte, jaký druh laseru? Samozřejmě nyní nelze dát přesnou odpověď. Věda a technika někdy pokulhávají, někdy tisíce kilometrů za den.
2. Vysoce výkonný vláknový laser se stane hlavní silou na trhu laserového řezání.
V dnešní době zaznamenaly velký rozvoj stroje na řezání optických vláken různých výkonových řad. Kde je však hlavní proud laserových řezacích strojů v budoucnosti? Ačkoli stroje v každé výkonové řadě mají své vlastní použití, rodina laserů, která začala s vysoce výkonnými vláknovými lasery a spustila globální revoluci laserové technologie, považuje vyšší výkon, vyšší přesnost a větší řeznou kapacitu za jeden z důležitých vývojových trendů. směry vláknové laserové řezačky. STYLECNC nedávno spustil 15KW ultravysoká rychlost vláknový laserový řezací stroj, která dosáhla nebývalého průlomu v řezné rychlosti a řezné tloušťce, což přitáhlo pozornost průmyslu. Obsahuje to budoucí vývojový trend laserových řezaček? Stojí za to se těšit na odborníky z oboru, vědce a uživatelské přátele. Kromě toho si můžeme být jisti, že v blízké budoucnosti mnoho domácích i zahraničních výrobců vláknových laserových řezaček zahájí tvrdou tržní konkurenci. Pouze společnosti s vynikající kvalitou produktů, neustálým zaměřením na investice do výzkumu a vývoje a ovládajícími klíčové konkurenční technologie to mohou udělat a být neporazitelné.
3. Přichází éra inteligence.
Ať už jde o Průmysl 4.0 v Německu nebo inteligentní výrobu v Číně, přichází 4. průmyslová revoluce v průmyslové oblasti. Jako vysoce přesný CNC laserový řezací stroj, bude laserová řezačka jistě držet krok s dobou a poletí s technologií. Vývoj automatizace laserové řezačky výrazně zlepšil výrobní kapacitu a úroveň automatizace plechové dílny.
Na tomto základě se v budoucnu schyluje k éře inteligentní výroby laserových řezaček v oblastech síťových technologií, komunikačních technologií, počítačových softwarových technologií a dalších oborech. Dá se předvídat, že jako prostředek přesného stříhání plechu bude nevyhnutelně využívat své vlastní síťové komunikační schopnosti pro komunikaci s tovární odvíjecí linkou, ohýbacím strojem, CNC děrovacím strojem, svařovací (nýtovací) spojovací jednotkou, tryskací a lakovací linkou. . Důležitou součástí systému řízení plechových dílen se stala další zařízení, zasazená do jednotného systému řízení výrobního plánu, úkolů a hodnocení. V důsledku toho se výrobci laserů postupně přemění na dodavatele plechových dílů.
