Станки лазерной резки металла — особенности и принцип работы

С момента появления металл является одним из самых используемых материалов на Земле. Такая особенность обуславливает то, что на протяжении всего времени человек старается улучшить процедуру его обработки. Оборудование для лазерной резки — один из современных подходов к организации процесса производства заготовок из металла. Своими руками создать лазерный луч в бытовых условиях не получится. Лидером в производстве промышленных станков для лазерной резки является Китай.

Принцип работы лазерной резки

Если рассматривать лазерные установки, имеющие домашний узкоспециализированный круг применения, работа основана на создании сфокусированной энергии. Чтобы ее было достаточно, специальный аппарат проводит фокусировку энергии в один луч. Для управления исполнительного органа при гравировке настольный или другой тип станка по металлу, оснащается системой ЧПУ, своими руками переместить исполнительный орган с помощью блока ручного управления обычно нельзя. Стоит отметить, что без внедрения ЧПУ процесс производства высокоточных деталей был бы невозможен.

Различают два типа лазера:

1. твердый;
2. газовый.

Есть и другие варианты исполнения, но они дорогостоящие и имеют сложные конструкции, из-за чего они очень не популярны. Только настольный вариант, который проводит обработку неметалла, может иметь установку небольшой мощности.

Самыми популярными стали станки по металлу, имеющие газовый портативный генератор энергии, когда применяется углекислый газ в качестве тела луча. Из-за отсутствия механического воздействия и при наличии ЧПУ, возможности сделать меньшую мощность излучения, использовать станки стало возможно для обработки хрупких заготовок, неметалла.

Производство при резке по металлу или при выполнении гравировки, производится за счет воздействия высокой температуры, возникающей на момент контакта с фокусированным лучом и поверхности заготовки. В результате резка по металлу происходит за счет его разогрева.

Достоинства станков лазерной резки

Портативный или промышленный станок по металлу, российского или зарубежного производства, к примеру, Китай, имеет такими достоинствами:

• Высокая точность и производительность. Использование системы ЧПУ определяет автоматизацию гравировки и других процессов. Сделать обработку быстрее стало возможно из-за значительного увеличения мощности квантового генератора.
• Раскроечный процесс ведется с максимальной экономичностью.
• Исключена необходимость включения этапа доработки торцов или их гравировки с перебазированием, использованием другого оборудования.
• Станки по металлу с лазерной установкой используются при необходимости выполнения гравировки или другого типа обработки на момент штучного, мелкосерийного или крупносерийного производства. Система ЧПУ позволяет их внедрять в разные автоматические линии обработки, настольный или мини вариант исполнения применим при штучном производстве деталей.
• Станки по металлу с лазерной установкой используют для гравировки и другой обработки в случае, когда не допускается возникновение механического напряжения. Отсутствие механического напряжения определяет возможность проведения гравировки или резки по твердому металлу.
• Есть возможность нанесения мини технологической разметки для дальнейшей сборки по ней.
• Интегрированная система ЧПУ и особенности исполнительного органа определяют, что даже настольный или мини станок по металлу может применяться для создания нестандартных изделий, имеющих профиль различной геометрии и уровня сложности.
• Минимальный период от этапа разработки проекта до его реализации определяет то, что сделать детали можно с меньшими затратами, а это снижает окончательную стоимость продукта.

Данные качества присущи как мини станкам, так и промышленным вариантам исполнения, выпускаемым в Китае или России, если оборудование подобрано правильно.

Виды лазерной резки

Основным элементом мини или промышленного лазерного станка является сама установка, которая проводит создание и скопление в луч определенной энергии. Комплектующее для лазерных станков может иметь разный вид, но обычно состоит из:

• Особого источника энергии, портативный вид системы накачки.
• Рабочего тела, который отличается вынужденным эффектом излучения. Позиционирование этого элемента происходит с помощью системы ЧПУ.
• Резонатора оптического типа, состоящего из набора зеркал или других элементов.

Сделать самостоятельно даже мини вариант лазерной установки почти невозможно из-за сложности конструкции.

Ситуация, когда можно использовать портативный генератор лазерного излучения, зависит от необходимой мощности воздействия и вида лазера. Можно привести такую классификацию по использованию лазерного оборудования:

• Твердотельный имеет мощность не больше 6 кВт. Своими руками сделать его нельзя, но конструкция не очень сложная. Используется зачастую именно в производственных целях. Рабочее тело, имеющее портативный элемент лазерного станка, представлено рубином или стеклом с примесью неодима. Поэтому цена станка очень большая, а своими руками сделать систему почти невозможно. Основным преимуществом мини варианта исполнения твердотельного лазера является способность создания мощного заряда энергии за несколько миллисекунд. Вариант твердотельного лазера используют в промышленности, мини станки — для гравировки или мелкосерийного производства.
• Газовые имеют мощность до 20 кВт. Российские станки с газовым типом лазера используют преимущественно в научных экспериментах. Своими руками сделать даже портативный вариант установки не получится. Активное тело представлено азотом в газообразном виде, гелем или углекислым газом. Атомы таких веществ способны приобретать направленное движение при воздействии электричества.
• Газодиномичные установки обладают мощностью от 100 кВт, страна производитель, как правило Китай. Своими руками не получится провести даже замену элементов системы. Система очень сложная и редкая. Рабочим телом является углекислый газ, подающийся в портативный нагреватель. Сначала газ нагревают, а потом пропускают через узкий канал и охлаждают. Портативный элемент системы таким образом создает пучок энергии, используемый для лазерной резки. Своими руками в этом случае можно только составить план обработки. Подобные установки, которые зачастую поставляет Китай, имеют изолированную среду обработки и способны проводить резание любого металла. Есть возможность поместить источник луча на любом расстоянии от обрабатываемой поверхности без потери мощности и качества обработки.

Зачастую именно Китай является поставщиком рассматриваемого оборудования, но есть модели и российского производства, обладающие отличным функционалом и мощностью оборудования. Станки такого типа могут использоваться на мелко- и крупносерийном производстве с максимальной производительностью.