Tehnologia de tăiere cu laser

Descrierea tehnologiei

Când se utilizează tăierea cu laser, metalul laminat este influențat de efectele reflexiei și absorbției radiației de la laser. Schimbarea dimensiunilor și formei elementelor în timpul procesării cu laser este realizată datorită efectului a două rezultate ale radiației: topirea și evaporarea. Descrierea procesului este următoarea:

• Fază laser are un efect asupra fierului la un moment dat.
• În primul rând, elementele sunt topite la temperatura optimă, apoi începe procesul de topire a metalului.
• În faza de topire se dezvoltă depresiuni.
• Influența energiei radiației laser duce la a doua fază a procesului - substanța metalică se fierbe și se evaporă.

Cu toate acestea, mecanismul din urmă necesită intrări mari de energie și este fezabil doar pentru un metal suficient de subțire. Prin urmare, în practică, tăierea se realizează prin topire. În același timp, pentru a reduce în mod semnificativ costurile cu energia, crește grosimea metalului prelucrat și viteza de tăiere, se injectează un gaz auxiliar în zona de tăiere pentru a elimina produsele de defectare a metalului. În mod obișnuit, oxigenul, aerul, gazul inert sau azotul sunt utilizate ca gaz auxiliar. O astfel de tăiere se numește cu laser cu gaz.

Soiuri de instrumente laser

Laserul constă din elementele:

• O cheie specială de energie (sistem de pompare).
• Un obiect de lucru care are capacitatea de a emite stimulente.
• Rezonator optic (un set de oglinzi specializate).

Apartenența tratamentului la o anumită variație este determinată de metoda laserului utilizat și de puterea sa. Acum există următoarea clasificare a laserelor:

1. Solid-state (putere maximă de 7 kW).
2. Gaz (putere de până la 22 kW).
3. Gaz-dinamic (putere de la 110 kW).

Pentru scopuri industriale, tratamentul cu fier cu un dispozitiv solid este mai popular. Emisiile de lumină pot fi furnizate în modul puls sau continuu. Ruby, sticla cu adaos de neodim sau CaF2 (fluorit de calciu) este folosita ca organism de munca. Principalul avantaj al laserului solid este capacitatea de a crea un impuls energetic puternic în câteva secunde.

Laserele de gaz sunt folosite pentru procesarea fierului în scopuri tehnologice și științifice. Catalizatorul activ este un amestec de azot gazos, dioxid de carbon și heliu, ale cărui elemente sunt activate de o descărcare electrică și dau fasciculului laser o direcție monocromă și direcțională.

Aparatele dinamice diferă foarte mult. Organismul de lucru este dioxidul de carbon. În primul rând, gazul este încălzit la cea mai înaltă temperatură, apoi este trecut printr-un canal mic, unde are loc expansiunea și răcirea ulterioară a dioxidului de carbon. Ca urmare a acestei proceduri, energia utilizată pentru tratarea cu laser a fierului este eliberată.

Aparatele dinamice pot fi utilizate pentru tratarea fierului cu orice suprafață. Datorită unei mici cheltuieli de energie radiantă, ele pot fi plasate la o distanță față de partea prelucrată și, în același timp, economisesc calitatea fierului tăiat.

echipament

Dispozitivele laser pentru tăierea fierului constau din elemente:

• Radiatoare specializate (dispozitiv solid sau gaz). Trebuie să aibă performanțele energetice și optice necesare.
• Sistemul de formare a razelor și a gazului. Acesta este responsabil pentru alimentarea fasciculului de la ținta de radiație către partea care este procesată și schimbarea parametrilor gazului de lucru care sosesc în punctul respectiv.
• Dispozitivul de mișcare (coordonarea) atât a fierului cât și a fasciculului laser care acționează asupra acestuia. Și include, de asemenea, un mecanism executiv electric, un motor și un motor.
• ACS (sistem automat de control). Reglează fasciculul laser și controlează mecanismul de coordonate și sistemul de transport și formarea fasciculului și a gazului. Acesta este livrat cu diferiți senzori și subsisteme.

Un dispozitiv modern de tăiere a fierului este capabil să execute orice sarcini dificile, chiar tăiate artistice. Producția lor este efectuată atât de firmele rusești (Technolaser), cât și de companiile străine (firma germană Trumpf).

Tăierea cu laser a fierului subțire

Este mai convenabil ca producătorii industriali să folosească plăci de metal pentru tăiere decât părțile netratate de grosime mare. În același timp, este posibilă economisirea energiei electrice și aplicarea metodelor de tăiere a foilor cu putere mai mare.

Metode de tăiere a fierului, a cărui foaie este pregătită pentru procesare, este tăierea cu oxigen (ardere), tăierea cu un grup de gaze (argon, azot) și aer comprimat. Printre avantajele tăierii cu laser a fierului în fața altor tipuri de prelucrare se pot identifica:

• Acuratețea mai mare a reculului și tăierea fasciculului laser.
• Există mai puțin praf pe planul piesei.
• Șanse mici de deteriorare a foii de fier.
• Costuri reduse ale energiei.
• Formarea structurilor simple volumetrice cu viteză mare și cea mai mică suprafață de material care trebuie îndepărtată.

Datorită avantajelor sale și aplicării unor echipamente avansate avansate, tăierea fierului este utilizată pentru a crea:

• Piese pentru utilaje de inginerie.
• Suporturi decorative, rafturi, rafturi si echipamente pentru industria comertului.
• Cazane, rezervoare, coșuri și sobe.
• Legături de uși și porți, garduri forjate.
• Dulapuri și cazuri personale de proiectare.
• Insigne, scrisori și șabloane speciale.

Utilizarea tăierii are multe avantaje față de alte tipuri de finisări metalice. Prin urmare, din ce în ce mai multe întreprinderi folosesc în producția lor tratamentul cu laser precis al fierului.

Sisteme laser inovatoare

Industria constructoare de mașini la nivel mondial ține pasul cu vremurile și oferă consumatorilor toate tipurile de echipamente electrice pentru tăierea fierului. Dispozitivele cu mai multe axe sunt concepute pentru a înlocui tăietoarele mecanice puternice și cu productivitate scăzută. Energia laserului depinde de specificitatea producției și de justificarea financiară a unității selectate. Cea mai nouă generație de mașini CNC de precesie de tăiere are dreptul să finalizeze materiale cu o fidelitate de până la 0.005 mm. Gamă de prelucrare a modelelor individuale de instalații laser atinge mulți metri pătrați.

Un avantaj imens este minimizarea factorului uman, conținut în automatizarea înaltă a procesului industrial. Geometria componentelor este setată într-un bloc macro care execută controlul cu laser și un birou cu un martor. Sistemele de focalizare selectează automat o distanță acceptabilă pentru o tăiere eficientă.

Schimbătoare de căldură specifice reglați temperatura unității laser, furnizând informații de control ale operatorului cu privire la starea actuală a instrumentului. Mecanismul laser este echipat cu dispozitive de supapă pentru conectarea alimentării cu cilindru de gaz pentru alimentarea cu gaze de rezervă a piesei de lucru. Sistemul de extragere a fumului este conceput pentru a îmbunătăți costurile hotelor de evacuare, inclusiv chiar în momentul prelucrării. Zona de tratare este complet protejată de un capac de siguranță pentru protecția personalului de întreținere.

Tăierea tăierii pe echipamente moderne este transformată într-un proces ușor de specificare a caracteristicilor numerice și de obținere a componentei finite la ieșire. Productivitatea echipamentului depinde în mod direct de caracteristicile complexului de mașini și de calificarea operatorului care formează codul programului. Tehnica de tăiere a fierului se potrivește proporțional cu conceptul de fabricare robotică, conceput pentru a elimina complet persoana de muncă grea.

Producătorii oferă diferite tipuri de mașini laser:

1. Multifuncțională.
2. Special.

Costul primului este mai mare, dar ne permit să producem un anumit număr de operații și să producem detalii despre o formă mai dificilă. Un număr mare de servicii de piață oferă o oportunitate pentru cumpărătorii interesați.

Profesioniștii din întreprinderile de construcții de mașini înțeleg posibilitățile de utilizare a tehnologiei furnizate pentru producerea de piese precise cu duritate excelentă. Domeniul de utilizare este extins: de la tăierea obișnuită a tablului la achiziționarea de părți complexe ale caroseriei.

Avantajele aparente ale tăierii fierului sunt reduse la câteva aspecte:

• Calitate superioară a suprafeței finisate.
• Savurarea materialului.
• Abilitatea de a lucra cu materiale instabile și semne mici.
• Probabilitatea obținerii componentelor unei configurații complexe.

Printre minusurile:

• Prețul ridicat al echipamentului.
• Și consumabile.

Tăierea fierului și a metalelor neferoase se bucură de o cerere imensă de pe piață. Tehnologiile laser sunt utilizate intens în arta decorativă atunci când creați ornamente de designer și suveniruri unice.

Decizia privind utilizarea prelucrării ar trebui luată ținând cont de calculul recuperării echipamentelor și de valoarea cheltuielilor de funcționare. În prezent, astfel de instalații pot fi rezolvate de la sine, în principal, de întreprinderi mari, cu un ciclu de producție destul de mare. Odată cu desfacerea tehnologiei, costul mașinilor și cantitatea de energie consumată vor scădea, astfel încât în ​​viitor unitățile laser își vor înlocui concurenții.

Avantajele și dezavantajele tehnologiei

Decuparea produselor din fier are multe avantaje semnificative în comparație cu alte metode de tăiere. Printre numeroasele avantaje ale acestei tehnologii se numara:

1. Gama de grosime a produselor care pot fi gravate cu succes este destul de largă: oțel - de la 0,2 la 22 mm, cupru și alamă - de la 0,3 la 16 mm, aliaje pe bază de aluminiu - de la 0,3 la 22 mm, oțel inoxidabil - până la 55 mm.
2. Atunci când se utilizează dispozitive laser, nevoia de contact mecanic cu componenta procesată este eliminată. Acest lucru permite producerea, prin urmare, a tăierii pur și simplu deformare și părți fragile, fără a vă faceți griji că vor fi răsfățați.
3. Pentru a obține prin tăierea produsului configurația dorită, este suficient să încărcați pur și simplu un desen realizat într-un program special în unitatea de comandă a unității laser. Toate restul cu cel mai mic grad de eroare (fiabilitate de până la 0,2 mm) vor fi executate de echipamente echipate cu un sistem de control al calculatorului.
4. Agregatele pentru tăiere pot prelucra foile de tablă din oțel, precum și cele din metalul dur, cu viteză ridicată.

Procesarea cu laser poate înlocui complet operațiunile științifice și tehnice costisitoare ale turnării și ștanțării, care este adecvată în cazurile în care este necesar să se producă loturi de produse mici. Este posibil să se reducă semnificativ costul inițial de producție, care se realizează datorită vitezei mai mari și dezvoltării procesului de prelucrare, reducând volumul de reziduuri, fără a fi nevoie de prelucrări ulterioare.

Împreună cu puterea mare, dispozitive de prelucrare laser au o versatilitate extraordinară, ceea ce face posibilă calcularea cu ajutorul lor a problemelor de orice nivel de complexitate. În același timp, anumite dezavantaje sunt, de asemenea, caracteristice pentru prelucrarea cu laser.

Datorită rezistenței mari și a consumului semnificativ de energie al echipamentului de tăiere cu laser, costul inițial al produselor fabricate cu utilizarea sa este mai mare decât atunci când este produs prin procesul de ștanțare. Cu toate acestea, acest lucru poate fi clasificat doar în acele situații în care prețul de producție a echipamentului tehnologic nu este inclus în prețul de cost al elementului ștampilat.