Jaký je proces řezání kovu laserem?

Řezání laseremje přesná a účinná metoda používaná k řezání kovů a jiných materiálů pomocí vysoce výkonného laseru. Tento proces je široce používán v různých průmyslových odvětvích, včetně výroby, automobilového průmyslu, letectví a kovoobrábění, díky své přesnosti, rychlosti a schopnosti vytvářet složité návrhy. V této příručce rozebereme, jak laserové řezání funguje, klíčové součásti a typy laserového řezání.

1. Co je řezání laserem?

Řezání laserem je proces, který využívá soustředěný paprsek světla (laser) k řezání nebo gravírování materiálů, jako jsou kovy, plasty a dřevo. Laserový paprsek roztaví, spálí nebo odpaří materiál a zanechá za sebou čistý, vysoce kvalitní řez s minimálním odpadem.

2. Klíčové součásti laserového řezání

- Zdroj laseru: Laserový paprsek pochází z laserového generátoru (pro řezání kovů se běžně používají CO2, vláknové nebo Nd:YAG lasery). Laser je zesílen a nasměrován na řezaný materiál.

- Zaostřovací čočka: Čočka nebo řada čoček zaostřuje laserový paprsek do malého bodu, čímž zvyšuje jeho intenzitu v místě kontaktu s materiálem.

- Řezací hlava: Řezací hlava směřuje laserový paprsek na materiál. Pohybuje se po naprogramované dráze, řízené CNC (Computer Numerical Control) nebo jinými naváděcími systémy.

- Asistenční plyn: Tryskou je často vháněn plyn, jako je kyslík, dusík nebo vzduch, aby napomáhal procesu řezání, čímž pomáhá odstranit roztavený materiál a zlepšit kvalitu řezu.

- Lůžko materiálu: Kov je umístěn na stabilním lůžku nebo stole, který podpírá materiál během procesu řezání.

3. Proces řezání laserem

Proces řezání laserem lze rozdělit do následujících kroků:

Krok 1: Návrh a programování

- CAD Design: Prvním krokem je vytvoření návrhu součásti nebo součásti, kterou je třeba vyříznout. To se provádí pomocí softwaru CAD (Computer-Aided Design). Návrh je převeden do formátu čitelného laserovým řezacím strojem, obvykle do vektorového souboru.

- CNC programování: Návrh je nahrán do CNC systému, který řídí laserový řezací stroj. Převádí design do pokynů pro řezání a vede laser k tomu, jak a kde řezat.

Krok 2: Příprava materiálu

- Kovový plech nebo materiál, který má být řezán, se položí na lože stroje. Mezi běžné kovy používané při řezání laserem patří ocel, nerezová ocel, hliník, mosaz a měď.

Krok 3: Řezání laserem

- Generování paprsku: Laserový zdroj generuje vysokoenergetický paprsek světla, který je pak zaostřen přes čočky, aby se vytvořil intenzivní tepelný bod.

- Zahřívání materiálu: Když zaostřený laserový paprsek dopadne na kov, energie se absorbuje, což způsobí, že se materiál rychle zahřeje a roztaví, spálí nebo se vypaří.

- Pomocný plyn: Pomocný plyn (jako je kyslík nebo dusík) je nasměrován do oblasti řezání tryskou. Pomáhá odstranit roztavený kov a nečistoty, ochlazuje materiál a zlepšuje rychlost a přesnost řezání.

 - Kyslík se často používá pro řezání měkké oceli, protože reaguje s kovem za vzniku tepla a urychluje proces řezání.

 - Dusík se používá pro materiály, jako je nerezová ocel, aby se zabránilo oxidaci a zajistil se čistý okraj.

- Laserový pohyb: CNC řízená laserová řezací hlava se pohybuje po naprogramované dráze podle návrhu. Rychlost, výkon a ohnisko laseru se nastavují na základě materiálu a tloušťky řezaného kovu.

Krok 4: Chlazení a konečná úprava

- Když laser prořezává materiál, roztavený nebo odpařený kov je odfouknut pomocným plynem a zanechává čistý, hladký řez.

- Po dokončení řezu mohou být hrany vyhlazeny nebo odstraněny otřepy, v závislosti na požadované povrchové úpravě.

- Veškeré zbytky šrotu nebo odpadního materiálu jsou díky přesnosti laseru minimální.

4. Typy laserového řezání kovů

Existuje několik metod řezání laserem v závislosti na materiálu a aplikaci:

A. Řezání odpařováním

- Laserový paprsek zahřeje materiál na bod varu a způsobí jeho odpařování. Tato metoda je vhodná pro materiály jako dřevo nebo plasty, ale lze ji použít i pro tenké kovy.

B. Řezání tavením a vyfukováním (fúzní řezání)

- Materiál se zahřívá, dokud se neroztaví, a vysokotlaký plyn (často dusík) vyfoukne roztavený kov z řezu. Tato metoda je běžná pro řezání kovů, jako je nerezová ocel a hliník.

C. Reaktivní řezání (řezání plamenem)

- Také známý jako laserové řezání za pomoci kyslíku, tato metoda je podobná řezání kyslíkem. Kyslík je vháněn do oblasti řezání a kov reaguje s kyslíkem, vytváří dodatečné teplo a urychluje proces řezání. To se často používá pro řezání tlusté oceli.

D. Praskání tepelným napětím

- Některé křehké materiály, jako je sklo, lze řezat pomocí kontrolovaného tepelného namáhání. Laser vyvolává lokální zahřívání a jak se materiál ochlazuje, praská podél řezné dráhy.

5. Výhody laserového řezání kovů

- Vysoká přesnost: Laserové řezání může produkovat extrémně přesné řezy s úzkými tolerancemi, takže je ideální pro složité návrhy.

- Čisté řezy: Laser vytváří hladké, čisté okraje, což často eliminuje potřebu sekundárního dokončování.

- Univerzální: Řezání laserem pracuje na široké škále kovů a tlouštěk, od tenkých plechů po silnější plechy.

- Snížení množství odpadu: Řezání laserem je vysoce účinné a snižuje plýtvání materiálem ve srovnání s jinými metodami řezání.

- Rychlost: Nabízí vyšší řezné rychlosti, zejména při řezání tenčích kovů, ve srovnání s tradičními metodami, jako je mechanické řezání.

6. Aplikace laserového řezání v kovu

Laserové řezání se používá v různých průmyslových odvětvích, včetně:

- Automobilový průmysl: Pro řezání kovových dílů, jako jsou součásti podvozku a části motoru.

- Aerospace: K vytvoření přesných součástí pro letadla a kosmické lodě.

- Výroba: Pro zakázkovou kovovýrobu, včetně držáků, krytů a plechových dílů.

- Výroba šperků: Pro detailní kovové vzory a vzory.

- Konstrukce: Řezání ocelových nosníků, panelů a obkladů.

Závěr

Laserové řezání kovu je vysoce účinný a přesný proces, který poskytuje vynikající přesnost, rychlost a flexibilitu v celé řadě průmyslových odvětví. Ať už řežete tenké plechy nebo tlusté ocelové plechy, správná metoda řezání laserem a zařízení mohou výrazně zvýšit produktivitu a snížit plýtvání materiálem. Pochopení procesu zajišťuje lepší kontrolu kvality a pomáhá při výběru nejvhodnějšího typu laserového řezání pro specifické potřeby obrábění kovů.

Dongguan Fu Cheng Xin Communication Technology Co., Ltd. se zavázala k vývoji, výrobě, montáži a dodavatelům hardwaru ODM na jednom místě. Vítejte na dotazu na Lei.wang@dgfcd.com.cn.