Қаңылтырды лазермен кесу: процесс, артықшылықтары мен кемшіліктері

Табақ металды лазермен кесу дегеніміз не?

Субтрактивті өндіріс процестері бөлшектерді дайындау кезінде материалдарды модификациялау үшін шешуші маңызға ие. Табақ металды лазермен кесу — дайындамадан компоненттерді пішу мен алып тастаудың стандартты әдістерінің бірі. Бұл техника лазер сәулелерінің көмегімен материалдың фрагменттерін кесіп алуды көздейді.

Лазермен кесу әдісі сандық бағдарламалық басқару (СББ) технологиясы негізінде жұмыс істейді, бұл мінсіз дәлдікті қамтамасыз етеді. Кесу операциясын бастамас бұрын оператор компьютерге конструкциялар мен үлгілердің егжей-тегжейлі сипаттамасы бар кодтарды немесе бағдарламаларды енгізуі керек.

Табақ металды лазермен кесу процесі

Металды лазермен кесу тегіс және айқын тіліктерді қамтамасыз ету үшін металдар мен қорытпаларды балқыту үшін лазер сәулелерін пайдалануды көздейді. Лазермен кесу процесі синхронды жұмыс істейтін екі операциядан тұрады.

Біріншісі — материалдың фокусталған лазер сәулесін, яғни кесуді жүзеге асыратын энергияны сіңіруі. Екіншісі — лазермен концентрлі орналасқан және процесс үшін қажетті технологиялық газды беретін кескіш соплоны қамтиды. Газ жұмыс бастиегін бу мен шашырандылардан қорғайды, сонымен қатар кесу аймағынан (керф) артық қалдықтарды жоюға көмектеседі.

Табақ металды лазермен кесудің үш негізгі әдісі бар.

1. Балқытып лазермен кесу

Балқытып лазермен кесу процесі инертті газды, көбінесе азотты пайдаланады. Төмен реакциялық қабілеті бар бұл технологиялық газ материалдағы кесу саңылауын үздіксіз тазартады. Балқытылған материалды жою кезінде инертті газ процестің өзіне кедергі жасамай, кесу жиегінің тотығуын болдырмайды.

Бұл лазермен кесу әдісі жоғары эстетикалық тартымдылықты және минималды фиништік өңдеуді талап ететін алюминий қорытпалары мен тот баспайтын болаттың жұқа табақтарын пішуге қолайлы.

2. Лазерлік сублимациялық кесу

Атауынан көрініп тұрғандай, лазерлік сублимациялық кесу материалды буландырады. Басқа лазерлік кесу процестеріндегідей балқытудың орнына, материал бірден қатты күйден газ күйіне ауысады — сублимация жүреді.

Балқытып кесу сияқты, сублимациялық кесу материал буларын кесу аймағынан үрлеп шығару үшін инертті газдарды пайдаланады. Осылайша, кесу жиегінде тотықтырғыштар болмайды. Бұл әдіс көбінесе ағаш, былғары, тоқыма және т.б. сияқты органикалық материалдарды кесуде қолданылады.

3. Лазерлік газбен кесу (автогенді)

Лазерлік газбен кесу балқытылған материалды шығару үшін жанғыш газды — оттегіні пайдаланады. Лазер дайындаманы қыздырып, материал балқығаннан кейін өздігінен жануды тудырады. Оттегі тотығу — экзотермиялық реакция есебінен кесу процесі үшін қосымша энергия береді.

Газбен кесу жұмсақ болатты және керамика сияқты балқығыш материалдарды пішу үшін өте қолайлы. Бұл процесс кесу бетінде күйік іздерін қалдыруы мүмкін, өйткені газ тотықтырғыш болып табылады. Процесс параметрлерін дұрыс оңтайландыру қылаулардың пайда болуын болдырмауға көмектеседі.

Табақ металды кесуге арналған лазер түрлері

Өндірушілер әдетте материалдарды кесу үшін лазердің үш түрін пайдаланады. Лазердің әрбір түрі ерекше қасиеттерге ие және белгілі бір материалдар үшін жақсы үйлеседі. Төменде лазердің үш түріне шолу берілген.

1. Талшықты лазерлер

Талшықты лазерлік кесу станоктары сәулені беру үшін шыны талшықты пайдаланады. Олар қуатты және дәл кесу үшін өте жоғары қуатты тудырады. Бұл лазер арнайы шыны талшықтармен күшейтілген «тұқымдық лазер» арқылы жасалатын қатты денелі лазерлер тобына жатады.

Бұл лазерлер барлық дерлік материалдарды кесуге жарамды: металдар мен қорытпалардан бастап металл еместерге, соның ішінде ағаш, шыны және пластикке дейін. Кесуден бөлек, олар күйдіру және гравировка сияқты операциялар үшін өте қолайлы.

Сонымен қатар, бұл ең төзімді лазерлер, олардың қызмет ету мерзімі 25 000 сағаттан асады және аз техникалық қызмет көрсетуді талап етеді.

2. CO₂-лазерлері

CO₂-лазерлері негізінен азот пен гелийден тұратын инертті газдар қоспасымен толтырылған түтік арқылы электр тогын өткізу арқылы лазер сәулелерін тудырады. Бұл лазерлердің ең көп таралған түрі, өйткені олар тиімді, үнемді және әртүрлі материалдарды жоғары жылдамдықпен кесуге мүмкіндік береді.

Дегенмен, олар талшықты лазерлермен салыстырғанда төмен кесу қуатына ие. Сонымен, олар табақ металды кесу үшін ең жақсы таңдау емес. Әдетте өндірушілер оларды металл еместер мен ағаш, қағаз, акрил және т.б. сияқты органикалық материалдарды кесу үшін пайдалануды жөн көреді.

3. Кристалдық лазерлер (Nd:YAG немесе Nd:YVO)

Кристалдық лазерлер Nd:YAG (неодиммен қоспаланған алюминий-иттрий гранаты) немесе Nd:YVO (неодиммен қоспаланған иттрий ортованадаты) кристалдарынан сәуле шығарады. Соңғысы жиі кездеседі.

Бұл кристалдар жоғары кесу қабілеті бар сәулелер жасайды. Дегенмен, олар қымбат және төзімділігі төмен, жартылай ыдырау кезеңі қысқа — 8 000-нан 15 000 сағатқа дейін. Олар жиі пластикті, металдарды және керамиканы қоса алғанда металл еместерді кесу үшін қолданылады.

Табақ металды лазермен кесудің 7 артықшылығы

Өндіріс секторы үшін табақ металды лазермен кесудің артықшылықтарын қарастырайық.

1. Жоғары дәлдік пен ұқыптылық

Лазермен кесу өзінің шектен тыс дәлдігінің арқасында табақ металдар үшін өте қолайлы. Станоктар күрделі кесінділерді жоғары дәлдікпен орындай алады. Өнеркәсіпте лазермен кесу қатаң рұқсат етілген ауытқуларды қажет ететін ұсақ бөлшектері бар табақ металды пішудің негізгі әдісі болып табылады.

Кейбір кескіштер 0,0005 дюймге дейінгі қателікпен дәл кесуді орындай алады. Сондықтан бұл технология өндірістік компаниялардың көпшілігінде сұранысқа ие. Лазер металл бөліктерді балқытатындықтан, кескіштер іс жүзінде қылау қалдырмайды. Оның орнына таза, тегіс және өткір жиек алынады.

2. Автоматтандырылған процесс

Лазермен кесу сандық бағдарламалық басқару (СББ) жүйелерімен басқарылады. Техникалық оператор бағдарламаларды компьютерге енгізгеннен кейін процесс өздігінен жүреді. Демек, адамның араласуы мен еңбек шығындары аз талап етіледі. Сонымен қатар, кесу тиімділігі жоғары болған кезде қателік қаупі іс жүзінде жоқ.

3. Зақымданудың алдын алу

Лазермен металл кесу деформация тудырады деген қате түсінік бар. Алайда олай емес. Лазерлік кесудің жылуы материалдың жалпы рұқсат етілген ауытқуларына әсер етпестен, тек өте кішкентай аймақтарына ғана әсер етеді.

Сонымен қатар, лазермен кесу процесі жылдам жүреді; лазерлер тек алып тастау керек бөліктерді ғана қыздырады және балқытады. Осылайша, жылу материалдың басқа бөліктеріне айтарлықтай әсер етпейді. Көп жағдайда материалдардың деформациясы немесе майысуы болмайды.

4. Материалдардың көпшілігімен үйлесімділік

Бұл субтрактивті өндіріс әдісінің тағы бір маңызды артықшылығы — оның материалдардың кең ауқымымен жұмыс істеу қабілеті. Ол мыс, алюминий, тот баспайтын болатты немесе тіпті титанды оңай кеседі. Себебі процесс материалды балқыту үшін лазерлерді өте жоғары температурада пайдалануды қамтиды.

5. Салыстырмалы түрде төмен құны

Әрине, лазерлік кесу станоктары қымбат тұрады. Алайда басқа СББ станоктарымен салыстырғанда бұл әдіс үнемді. Сонымен қатар, бұл әмбебап станок — бір лазерлік станок сіздің барлық кесу операцияларыңызға жарамды. Әртүрлі кесу түрлері үшін жабдықты модификациялаудың қажеті жоқ.

Бұдан бөлек, ол төзімді. Құрылғы сіз кесіп жатқан материалдармен жанаспайды, сондықтан үйкеліс пен беттің тозуы іс жүзінде болмайды. Сондай-ақ онда көптеген қозғалатын бөліктер жоқ, бұл техникалық қызмет көрсету талаптарын төмендетеді. Тұтастай алғанда, лазерлік кескішті пайдалану кезіндегі пайдалану шығындары басқа дәстүрлі өндірістік құралдармен салыстырғанда төмен.

6. Жоғары әмбебаптық

Материалдардың көпшілігімен үйлесімділіктен бөлек, процесс жоғары әмбебаптығымен ерекшеленеді. Басқа құрылғылардан айырмашылығы, лазерлік кескішті көптеген функциялар үшін пайдалануға болады: қарапайымнан бастап күрделі кесінділерге дейін, сондай-ақ қатаң рұқсат етілген ауытқуларды және күрделі конструкцияларды қажет ететін тапсырмалар үшін. Бұл ерекшелік оны өнеркәсіптің көптеген салалары үшін тамаша таңдау етеді.

7. Төмен энергия тұтыну

Шынында да, лазерлік кескіштерге кесу кезінде материалдарды тиімді қыздыру және балқыту үшін энергия қажет. Дегенмен, бұл кесу техникасы басқа әдістерге қарағанда энергияны тиімдірек пайдаланады.

Сонымен қатар, басқа станоктардан айырмашылығы, онда қозғалатын бөліктер аз, бұл энергияға деген қажеттіліктің аздығын білдіреді. Станоктың жоғары жұмыс жылдамдығы да кесудің тез орындалуын қамтамасыз етіп, уақыт пен электр энергиясын үнемдейді.

Табақ металды лазермен кесудің кемшіліктері

Табақ металды лазермен кесудің негізгі кемшіліктеріне мыналар жатады:

1. Техникалық оператор қажет

Лазерлік кесу станогын тиімді пайдалану үшін оның барлық функцияларын түсінетін және түзетулер енгізу үшін ақауды уақытында байқай алатын сарапшы қажет. Егер сіз құрылғыны дұрыс реттемесеңіз, материалдарды немесе станоктың өзін зақымдауыңыз мүмкін. Сондықтан, егер сіз лазермен кесу қызметтерін іске қосқыңыз келсе, кәсіби маман жалдауыңыз керек.

2. Металл қалыңдығы бойынша шектеулер

Лазерлік кескіштер материалдардың көпшілігімен, әсіресе табақ металмен өте жақсы үйлеседі. Дегенмен, қалың металдармен жұмыс істегенде басқа әдістерді қарастырған жөн. Өнеркәсіп салаларының көпшілігінде лазерлік кескіштер максималды қалыңдығы 15 мм алюминий табақтарды және 6 мм-ге дейінгі болат табақтарды пішеді.

3. Зиянды булар мен газдардың шығуы

Біз лазерлік кесу материалдарды балқыту үшін жылуды пайдаланатынын анықтадық. Балқу процесінде қоршаған ортаға зиянды булар мен газдар бөлінеді. Сондықтан мұндай станоктарды жақсы желдетілетін үй-жайларда пайдалану ұсынылады.

4. Жоғары бастапқы инвестициялар

Жоғары сапалы лазерлік кескішті сатып алу құны өте жоғары. Ол гидроабразивті кесу қондырғылары сияқты басқа кескіш станоктардың бағасынан екі есе дерлік жоғары. Лазерлік кескішпен бизнес бастау үшін сіз айтарлықтай бастапқы салымдарға дайын болуыңыз керек.

Мақаланың дереккөзі: waykenrm.com