СПб, Химический пер., 8Е

Виды оборудования для лазерной резки

Лазерная резка металла осуществляется с помощью различных типов оборудования, которые отличаются принципом работы, точностью и возможностями:

CO₂-лазеры (углекислотные):

    • Работают на основе углекислого газа в качестве активной среды.
    • Преимущества: высокая производительность, возможность резки неметаллических материалов, таких как дерево, пластик, ткань.
    • Ограничения: менее эффективны для обработки отражающих металлов (например, алюминия, меди).

Волоконные лазеры (Fiber):

    • Используют оптоволокно для передачи энергии лазера.
    • Преимущества: высокая скорость и точность резки, особенно эффективны для металлов (нержавеющей стали, алюминия, меди).
    • Часто применяются в промышленности благодаря их долговечности и экономичности.

Твердотельные лазеры (Nd:YAG, Nd:YVO₄):

    • Работают на основе твердотельных материалов, таких как кристаллы неодима.
    • Преимущества: высокая плотность энергии, что делает их подходящими для тонкой резки и гравировки.
    • Чаще применяются в ювелирной промышленности и при обработке тонких деталей.

Комбинированные станки:

    • Объединяют лазерную резку с механической обработкой (например, сверление, фрезеровка).
    • Используются для выполнения сложных задач, где требуется высокая точность.

Автоматизированные комплексы лазерной резки

Современные автоматизированные комплексы включают:

  • ЧПУ (числовое программное управление): обеспечивает точное выполнение заданных параметров резки.
  • Роботизированные модули: позволяют автоматизировать загрузку и выгрузку материалов, снижая влияние человеческого фактора.
  • Системы контроля качества: отслеживают состояние реза в реальном времени, минимизируя брак.

Автоматизация значительно ускоряет процесс, улучшает качество продукции и снижает затраты на производство.

Тип оборудования

Принцип работы

Преимущества

Ограничения

Применение

CO₂-лазеры (углекислотные)

Используют CO₂ как активную среду

Высокая производительность, подходят для неметаллических материалов

Неэффективны для отражающих металлов

Резка дерева, пластика, тканей

Волоконные лазеры (Fiber)

Используют оптоволокно для передачи энергии

Высокая точность и скорость, подходят для металлов

Могут быть дорогостоящими

Обработка металлов, строительство, машиностроение

Твердотельные лазеры (Nd:YAG, Nd:YVO₄)

Работают на основе кристаллов неодима

Высокая плотность энергии, подходят для тонкой резки

Ограниченный масштаб применения

Ювелирная промышленность, тонкие детали

Комбинированные станки

Сочетают лазерную резку с механической обработкой

Выполняют сложные задачи с высокой точностью

Сложность настройки и высокая стоимость

Комплексные промышленные задачи

Автоматизированные комплексы лазерной резки

Включают ЧПУ, роботизированные модули и системы контроля

Автоматизация процессов, снижение брака и ускорение

Зависимость от программного обеспечения

Серийное производство, массовая резка

 

Устройство лазерной головки

Лазерная головка — ключевой элемент оборудования, влияющий на точность и качество реза. В неё входят:

  1. Источник лазера: генерирует концентрированный луч света.
  2. Фокусирующая система: оптические линзы, которые направляют лазерный луч на поверхность материала.
  3. Сопло для подачи газа: используется для охлаждения и защиты зоны реза от окисления.
  4. Датчики контроля: помогают регулировать расстояние до материала и мощность луча.

Условия лазерной резки

Для качественной резки необходимо учитывать:

  • Скорость подачи материала: зависят от его типа и толщины.
  • Мощность лазера: варьируется в зависимости от задачи (гравировка, резка, маркировка).
  • Используемый газ: обеспечивает охлаждение и предотвращает деформацию материала.

 

Расход газа при лазерной резке

Лазерная резка использует вспомогательные газы (азот, кислород или воздух) для повышения качества реза и предотвращения дефектов. Расход газа зависит от множества факторов, включая тип материала, толщину заготовки, мощность лазера и требуемое качество обработки.

Основные параметры, влияющие на расход газа:

1.      Тип используемого газа:

    • Азот (N₂): Создаёт инертную среду, предотвращая окисление. Применяется при резке нержавеющей стали и алюминия. Расход обычно выше, чем у кислорода.
    • Кислород (O₂): Реагирует с материалом, ускоряя процесс резки. Используется для углеродистой стали. Экономичнее по сравнению с азотом, но оставляет оксидный слой.
    • Воздух: Бюджетный вариант для некритичных деталей, где не требуется идеальная кромка.

2.      Толщина материала:

    • Чем толще материал, тем больше газа потребуется для удаления расплава и предотвращения деформации.

3.      Мощность лазера и скорость резки:

    • Увеличение мощности лазера обычно требует большего потока газа для охлаждения зоны реза и удаления отходов.

4.      Тип реза:

    • Прямой рез требует меньшего расхода газа по сравнению с фигурным или мелкодетализированным.

Примерные нормы расхода газа:

  • Азот: 10–25 м³/ч (в зависимости от толщины материала и давления).
  • Кислород: 5–15 м³/ч (зависит от скорости резки и мощности лазера).
  • Воздух: 50–200 м³/ч, если используется компрессор.

Примерная формула:

Расход газа (R, м³/ч) может быть рассчитан по формуле:

R = P × A × K

  • P — давление газа (бар).
  • A — площадь реза (м²/с).
  • K — коэффициент, зависящий от типа материала и газа.

Разделение параметров:

  1. Давление газа (P):

    • Для азота и кислорода: 6–12 бар для стандартной резки.
    • Для воздуха: зависит от компрессора, обычно 5–10 бар.
  2. Площадь реза (A):

    A = W × d

    • W — скорость резки (м/с).
    • d — толщина материала (м).
  3. Коэффициент (K):

    • Для азота: 0.5–0.8.
    • Для кислорода: 0.3–0.6.
    • Для воздуха: 0.1–0.4.

 

Пример расчета:

  • Резка нержавеющей стали толщиной 5 мм (d = 0.005 м).
  • Скорость резки (W): 0.02 м/с.
  • Давление азота (P): 10 бар.
  • Коэффициент для азота (K): 0.7.
  1. Расчёт площади реза:
    A = W × d = 0.02 × 0.005 = 0.0001 м²/с.
  2. Расчёт расхода газа:
    R = P × A × K = 10 × 0.0001 × 0.7 = 0.0007 м³/с = 2.52 м³/ч.

 

Формула является примерной, потому что её цель — дать ориентировочное значение, подходящее для большинства стандартных условий. Для точных расчётов рекомендуется:

  1. Обратиться к документации производителя станка.
  2. Провести экспериментальные замеры расхода газа в условиях вашего производства.

Примеры применения

  1. Углеродистая сталь:

    • Толщина материала до 18 мм.
    • Использование кислорода позволяет ускорить процесс, сохраняя ровные края. Это востребовано в строительстве и машиностроении.
  2. Нержавеющая сталь:

    • Толщина до 10 мм.
    • Применение азота обеспечивает чистую кромку без следов окисления. Идеально для декоративных изделий и оборудования пищевой промышленности.
  3. Вольфрам:

    • Высокая плотность и прочность материала требуют мощных лазеров и использования азота для предотвращения микротрещин.
    • Подходит для создания деталей, работающих при высоких температурах.

Оборудование компании МПИ

На производственной площадке МПИ используются высокоточные волоконные лазеры (Fiber):

  1. RODMA MASHINES 1540:

    • Работает с листами размером до 3000×1500 мм.
    • Подходит для резки стали, алюминия, латуни и меди.
  2. SENFENG SF6015M:

    • Оснащён функцией трубореза, что позволяет обрабатывать трубы диаметром до 220 мм и длиной до 6000 мм.
    • Обрабатывает листы размером до 6000×1500 мм, обеспечивая гибкость в выполнении крупных заказов.

Оборудование компании позволяет выполнять заказы любой сложности, обеспечивая высокое качество и точность обработки металлов. МПИ предлагает услуги для строительных, машиностроительных компаний и частных клиентов, гарантируя индивидуальный подход и оперативное выполнение задач.

 

Звоните по телефону
или отправьте форму заявки!
Ваше сообщение (необязательно):
Можно приложить до 10 файлов, напр-р, чертежи. Формат желательно PDF, Jpeg (необязательно):
Заполните и отправьте ваши данные для связи (обязательно):