Oversigt over lasermaskiner til metalskæring og deres valg

Laserudstyr til metalskæring bruges i en lang række industrier: maskinteknik, metallurgi og møbelfremstilling. Denne popularitet skyldes det faktum, at det giver dig mulighed for at skabe dele af en kompleks form med et øget niveau af nøjagtighed. Sådant udstyr vil blive diskuteret i vores artikel.

Metallaserskærere har tre hovedfunktioner:

• gravering: tegning af et billede, tekst og endda et fotografi på en metaloverflade;
• laserskæring;
• krumlinjet skæring.

I alle tilfælde dannes en skabelon, i henhold til hvilken det numeriske styremodul indstiller skæreparametrene. Resultatet er et helt præcist produkt.

Designet af enhver laserskærer inkluderer flere blokke:

• emitter - ansvarlig for at generere en strøm af fotoner eller en snævert fokuseret laserimpuls;
• gasbevægelsesenhed - designet til at blæse varmt metal ud af arbejdsområdet og afkøle radiatoren;
• drev - bruges til at flytte emitteren langs overfladen, der skal behandles;
• arbejdsskærebord - det er på det, at emnet er placeret, mens bordet kan udskiftes;
• CNC/ACS modul.

Princippet om drift af sådanne maskiner er baseret på generering af en smal stråle af et laserrør, der udfører metalbehandling. Som et resultat af bjælkens kontakt med overfladen af ​​materialet, der behandles, opstår der en højtemperatureffekt, og det tillader gravering eller skæring af metal. I dette tilfælde blæser strømmen af ​​gasblandingen laget af smeltet materiale ud, hvilket sikrer et snit af høj kvalitet. Disse maskiner kan bruges til at arbejde med alle typer stålplader, såvel som ikke-jernholdige metaller og deres legeringer.

Essensen af ​​enhver laserskærers arbejde består i at fokusere en snævert rettet stråle, som et resultat af hvilken energien er koncentreret på overfladen af ​​det forarbejdede materiale. Diameteren af ​​en sådan bjælke overstiger ikke tiendedele af en millimeter, hvilket sikrer den mindste skæretykkelse. Forløbet af smeltning og den efterfølgende transformation af metalstrukturen opstår som et resultat af at bringe laserstrålens effektkarakteristika til visse parametre. Afhængigt af driftsmekanismen er der fire hovedtyper af sådanne maskiner.

Laserskæring af metal kan udføres i et ilt- eller nitrogenmiljø, valget afhænger af egenskaberne af det metal, der skal behandles. Så som et resultat af ilteksponering udløses eksoterme reaktioner, hvis termiske energi gør det muligt at skære ret tykke plader af lavlegeret og kulstofstål.

Det anbefales ikke at skære galvaniserede eller galvaniserede overflader i ilt. I dette tilfælde er snittet ujævnt, desuden øges risikoen for slaggdannelse. Ved skæring af rustfrit eller højlegeret stål er det uønsket at tillade oxidation af skærepunktet. Det er derfor, når man arbejder med sådanne metaller, er inerte gasser, oftest nitrogen, efterspurgte.

Ethvert gasmedium kan bruges til at skære aluminium. Men til arbejde med titanlegeringer kan hverken det ene eller det andet bruges, da begge gasser begynder at blive absorberet af metaloverfladen og danner et skørt lag. For dette materiale bør der gives fortrinsret til laseranordninger, der opererer i helium eller højt oprenset argon.

Generelt giver alle gaslaserskærere den maksimale strålingsbølge, så de er efterspurgte ved behandling af metalplader med maksimal tykkelse.

Høj effektivitet og produktivitet af udstyret leveres af fiberoptiske laserenheder, de implementeres ofte i form af mini-maskiner. De har følgende fordele.

• Høj strålekvalitet. Skærelinjen er tyndere, og stedet er mindre, hvilket generelt forbedrer arbejdseffektiviteten.
• Høj skærehastighed. I sammenligning med gas er det dobbelt så meget.
• Holdbarhed. Brugen af ​​en professionel fiberoptisk laser sikrer stabil ydeevne op til 100 tusind timers drift af udstyret.
• Øget effektivitet. Effektiviteten af ​​fotoelektrisk konvertering ved fiberoptisk skæring svarer til 30 %, hvilket er 2-3 gange mere end ved laserskæring i et gasmiljø.
• Lave omkostninger ved brug. Strømforbruget for fiberoptiske installationer overstiger ikke 30 % af laserskæring i en gasatmosfære.
• Minimum vedligeholdelsesomkostninger. Fraværet af behovet for reflekterende linser sparer mange penge på maskinvedligeholdelse.
• Betjening af sådant udstyr er ikke særlig vanskelig. På grund af transmissionen af ​​den optiske fiber er der ikke behov for at justere parametrene for den optiske vej.

Hovedarbejdselementet i en diodelaserskærer er en emitter i form af en halvlederkrystal dannet som en optisk resonator. Ud over dioden inkluderer en sådan laser en specialiseret enhed til strøm fra et vekselstrømsnetværk. Dette giver dig mulighed for at variere parametrene for udgangsstrålingen.

En laser af diodetypen er dog væsentligt ringere end gas- og fiberoptiske med hensyn til kohærensparametre. Fokusering giver en stor divergens, så det er umuligt at koncentrere energien i det maksimale volumen. Den eneste fordel ved sådant udstyr er, at det er relativt billigt sammenlignet med alle andre modeller.

Funktionsprincippet for en faststoflaser ligner en gas. Men det har også sine egne karakteristika. I modsætning til det gasformige medium anvendes her et aktivt medium af faste former. Som regel er der tale om krystaller og forskellige glas, der aktiveres ved kontakt med sjældne jordarters elementer. Sådanne lasere er kendetegnet ved øget effektivitet, mens en række modeller er ret kompakte i størrelse. Disse fakler producerer stråler med bølgelængder, der kan håndtere en lang række metaller og tykkelser.

I dag er der laserskærere til metal på markedet fra en række forskellige producenter. Blandt udenlandske virksomheder på hjemmemarkedet er produkterne fra fabrikker beliggende i europæiske lande, USA såvel som i Japan og Taiwan meget populære:

• Trumpf (Tyskland);
• Schuler (Tyskland);
• Trotec (Østrig);
• Farley Laserlab (Australien);
• GCC (Taiwan).

Desuden indtager kinesisk fremstillede produkter en stor markedsandel. Meningen om det er tvetydig, mange tvivler på dets kvalitet.Nogle mærker med produktionsfaciliteter i Kina opererer dog ved hjælp af schweizisk teknologi og under streng kontrol fra kunden. De producerer laserskæremaskiner med ekstremt høje tekniske og operationelle egenskaber. Disse virksomheder omfatter:

• Kanin;
• Wattsan;
• Bodor.

I Rusland produceres laserskærere af industrivirksomhederne Semiconductor Devices, LOMO, Plasma og Inversion. Hver af dem tilbyder visse typer lasersystemer. Der er ingen virksomheder i vores land, der er involveret i produktion af alle typer lasermaskiner på samme tid.

Når du vælger en laserskærer til metal, skal du være opmærksom på følgende egenskaber.

• Sortiment af materialer. Først og fremmest er det nødvendigt at tage højde for virksomhedens detaljer. Det er vigtigt at afklare, hvad de dele, der skal skæres, er lavet af, og hvad deres tykkelse er. Disse faktorer skal sammenlignes med maskinens tekniske data, størrelsen af ​​arbejdsområdet og udstyrets driftsparametre.
• Strøm. Den gennemsnitlige effekt af alle lasermaskiner i dag spænder fra 500 til 6000 watt. Hvis du planlægger at skære metalplader mindre end 6 mm tykke, vil en 500-700W laserskærer være tilstrækkelig. For at arbejde med tykkere materiale skal du vælge maskinerne med den maksimale effekt.
• Rigning. Når det kommer til fiberoptiske maskiner, skal du være opmærksom på forbrugsstoffer: servomotorer, guider, skærehoveder, kimærer og andre. Kvaliteten og funktionaliteten af ​​disse komponenter påvirker præcisionen og hastigheden af ​​laserskæring. Nogle skruppelløse producenter kompletterer udstyr ikke med originale komponenter, men med deres modstykker for at reducere omkostningerne. Dette kan være forvirrende for køberen. Derfor skal oplysninger om oprindelsen af ​​forbrugsstoffer være afklaret på forhånd.
• Kvaliteten af ​​udstyret. I de senere år har der været en tendens til at reducere produktionscyklussen hos de fleste virksomheder. Mange virksomheder, især dem, der for nylig er kommet ind på markedet, er ikke tilstrækkelig opmærksomme på at teste deres laserskærere før levering til kunden og udfører ikke kvalitetskontrol af udstyret. Derfor, når du vælger en maskine, er det meget vigtigt at være opmærksom på tilgængeligheden af ​​testtjenester og forberedelse forud for salg hos producenten.
• Servicevedligeholdelse. Når du vælger udstyr, er det bedre at foretrække maskinerne fra de producenter, hvis serviceydelser er repræsenteret i brugsområdet. Ellers vil eventuelle fejl under driften føre til langsigtede reparationer og følgelig nedetid i produktionen.

Metal laserskæremaskiner er alsidige. Det gælder desuden både de anvendte materialer og bredden i produktionsmulighederne. De kan især bruges til skæring og gravering af metaller.

Den mest almindelige brug af laserudstyr er materialeskæring. Værktøjsmaskiner, hvor det primære skæreværktøj er en laser, er udbredt i metalbearbejdning. De giver dig mulighed for at lave:

• individuelle elementer af indendørs og udendørs reklamestrukturer;
• metalkonstruktører og -puslespil;
• dekorationsgenstande;
• dele til bil- og flymodellering;
• souvenirs.

Lasergravering af metalprodukter kan gøre det enkleste til en uvurderlig gave. Den mest tydelige gravering opnås ved hjælp af en laserstråle. Billederne anvendt i denne teknik har en ubegrænset holdbarhed, de er ikke bange for slid, virkningerne af syre-alkaliske opløsninger, vand, ultraviolet stråling og ekstreme temperaturer.

Ved hjælp af en computerstyret laser kan du få et billede med maksimal detalje. Ofte skabes indviklede mønstre på metaloverflader og gengiver endda fotografier.

Med laserstrålen kan ikke kun flade, men også konvekse overflader graveres. I dette tilfælde er en specialiseret emnefikseringsmekanisme forbundet til maskinmotoren. Motorens rotation overføres til emnet, det begynder at bevæge sig med en given hastighed, og laserstrålen anvender et billede fra alle sider.