Лазерното рязане е прецизен и ефективен производствен процес, който използва невидим светлинен лъч за разрязване на материали, предлагайки множество предимства пред традиционните механични методи на рязане. Със своята висока точност, бърза скорост на рязане и възможност за рязане на сложни форми, лазерното рязане постепенно измества традиционните техники за рязане на метал.
-
Състав на оборудването за лазерно рязане
Машината за лазерно рязане се състои от няколко ключови компонента, включително лазерен генератор, система за подаване на лъч, система за цифрово управление на движението, автоматично фокусираща режеща глава, работна маса и система за подаване на газ под високо налягане. Различни параметри влияят върху процеса на лазерно рязане, някои от които зависят от техническите характеристики на лазерния генератор и машината, докато други са променливи.
-
Основни параметри на лазерното рязане
За да постигнете оптимални резултати при рязане, е важно да разберете следните ключови параметри:
1. Режим на лъч
Режимът на лъча, известен също като режим на Гаус, е идеалният режим за рязане, който обикновено се среща в лазерни генератори с ниска мощност (<1 kW). Multi-mode, a mixture of high-order modes, has lower cutting ability and focusability compared to single-mode lasers.
| Таблица. 1 параметри на процеса на едномодово лазерно рязане на общи материали | |||||
| Материал | дебелина (mm) | Спомагателен газ | Скорост на рязане (cm/min) | Ширина на прореза (mm) | Лазерна мощност (w) |
| Ниско въглеродна стомана | 3 | O2 | 60 | 0.2 | 250 |
| Тиган от неръждаема стомана | 1 | O2 | 150 | 0.1 | 250 |
| Титаниева сплав | 10(40) | O2 | 280(50) | 1.50(3.5) | 250 |
| Органично прозрачно стъкло | 10 | N2 | 80 | 0.7 | 250 |
| Алуминий | 1 | O2 | 300 | 0.1 | 250 |
| Полиестерен килим | 10 | N2 | 260 | 0.5 | 250 |
| Памучен плат (многослоен) | 15 | N2 | 90 | 0.5 | 250 |
| Картон | 0.5 | N2 | 300 | 0.4 | 250 |
| Велпапе | 8 | N2 | 300 | 0.4 | 250 |
| Кварцово стъкло | 1.9 | O2 | 60 | 0.2 | 250 |
| Полипропилен | 5.5 | N2 | 70 | 0.5 | 250 |
| Полистирен | 3.2 | N2 | 420 | 0.4 | 250 |
| Твърд поливинилхлорид | 7 | N2 | 120 | 0.5 | 250 |
| Пластмаси, подсилени с влакна | 3 | N2 | 60 | 0.3 | 250 |
| Дърво (шперплат) | 18 | N2 | 20 | 0.7 | 250 |
| Ниско въглеродна стомана | 1 | N2 | 450 | 中 | 500 |
| 3 | N2 | 150 | --- | 500 | |
| 6 | N2 | 50 | 0.15 | 500 | |
| 1.2 | O2 | 600 | 0.15 | 500 | |
| 2 | O2 | 400 | 0.20 | 500 | |
| 3 | O2 | 250 | --- | 500 | |
| Неръждаема стомана | 1 | O2 | 300 | --- | 500 |
| 3 | O2 | 120 | --- | 500 | |
| Шперплат | 18 | N2 | 350 | --- | 500 |
| Таблица. 2 многорежимни параметри на лазерно рязане на обичайни материали | ||||
| Материали | Дебелина на плочата (mm) | Скорост на рязане (cm/min) | Ширина на прореза (mm) | Лазерна мощност (kw) |
| Алуминий | 12 | 230 | 1 | 15 |
| Въглеродна стомана | 6 | 230 | 1 | 15 |
| Неръждаема стомана (0Cr18Ni9) | 4.6 | 130 | 2 | 20 |
| Бор/епоксиден композит | 8 | 165 | 1 | 15 |
| Влакнести/епоксидни композити | 12 | 460 | 0.6 | 20 |
| Шперплат | 25.4 | 150 | 1.5 | 8 |
| Плексиглас | 25.4 | 150 | 1.5 | 8 |
| Стъклена чаша | 9.4 | 150 | 1 | 20 |
| Бетон | 38 | 5 | 6 | 8 |
2. Лазерна мощност
Необходимата лазерна мощност зависи от материала, който се реже, дебелината на материала и изискванията за скорост на рязане. Мощността на лазера значително влияе върху дебелината на рязане, скоростта и ширината на реза. Като цяло увеличаването на мощността на лазера позволява рязане на по-дебели материали, по-високи скорости на рязане и по-широки ръбове.
3. Позиция на фокуса
Позицията на фокуса оказва значително влияние върху ширината на ръба. Обикновено фокусът е настроен на приблизително 1/3 от дебелината на материала под повърхността, което води до максимална дълбочина на рязане и минимална ширина на прореза.
4. Фокусно разстояние
При рязане на дебели стоманени плочи се препоръчва по-голямо фокусно разстояние за постигане на висококачествена вертикална режеща повърхност. По-голямото фокусно разстояние води до по-голям диаметър на лъча, намалявайки плътността на мощността и скоростта на рязане. За да се поддържа постоянна скорост на рязане, е необходимо увеличаване на лазерната мощност. За рязане на тънки плочи се предпочита по-късо фокусно разстояние, което води до по-малък диаметър на лъча, по-висока плътност на мощността и по-бърза скорост на рязане.
5. Помощна газ
Кислородът обикновено се използва като помощен газ при рязане на нисковъглеродна стомана, тъй като той използва реакцията на горене желязо-кислород, за да подобри процеса на рязане, което води до по-високи скорости на рязане и висококачествени срезове. Налягането на помощния газ влияе върху процеса на рязане, като по-високите налягания увеличават кинетичната енергия и възможностите за отстраняване на шлаката.
6. Структура на дюзата
Структурата на дюзата и размерът на отвора също оказват влияние върху качеството и ефективността на лазерното рязане. Различните изисквания за рязане налагат използването на различни дюзи. Обичайните форми на дюзата включват кръгла, конична и правоъгълна форма. Лазерното рязане обикновено използва коаксиално (газовият поток и светлинната ос подравнени) издухване и контролирането на разстоянието между изхода на дюзата и повърхността на детайла ({{0}}.5-2.0 mm) гарантира стабилно рязане процес.
| Таблица. 3 примера за параметри на процеса на лазерно рязане на обикновени метални материали |
||||
| Материал | Дебелина mm | Спомагателен газ | Скорост на рязане cm/min | Лазерна мощност kW |
| Ниско въглеродна стомана | 1 | O2 | 900 | 1000 |
| 1.5 | 300 | 300 | ||
| 3 | 200 | 300 | ||
| 6 | 100 | 1000 | ||
| 16.2 | 114 | 4000 | ||
| 35 | 50 | 4000 | ||
| 30КрМнСи | 1 | 200 | 500 | |
| 3 | 120 | 500 | ||
| 6 | 50 | 500 | ||
| Неръждаема стомана | 0.5 | 450 | 250 | |
| 1 | 800 | 1000 | ||
| 1.6 | 456 | 1000 | ||
| 3.2 | 180 | 500 | ||
| 4.8 | 400 | 2000 | ||
| 6 | 80 | 1000 | ||
| 6.3 | 150 | 2000 | ||
| 12 | 40 | 2000 | ||
| Титаниева сплав | 3 | 1300 | 250 | |
| 8 | 300 | 250 | ||
| 10 | 280 | 250 | ||
| 40 | 50 | 250 | ||
