Επισκόπηση μηχανών λέιζερ για κοπή μετάλλων και επιλογή τους

Ο εξοπλισμός λέιζερ για κοπή μετάλλων χρησιμοποιείται σε μια μεγάλη ποικιλία βιομηχανιών: μηχανολογία, μεταλλουργία και κατασκευή επίπλων. Αυτή η δημοτικότητα οφείλεται στο γεγονός ότι σας επιτρέπει να δημιουργήσετε μέρη ενός πολύπλοκου σχήματος με αυξημένο επίπεδο ακρίβειας. Τέτοιος εξοπλισμός θα συζητηθεί στο άρθρο μας.

Οι κοπτήρες λέιζερ μετάλλων έχουν τρεις κύριες λειτουργίες:

• χαρακτική: σχέδιο εικόνας, κειμένου, ακόμη και φωτογραφίας σε μεταλλική επιφάνεια.
• Κοπή λέιζερ?
• καμπυλόγραμμη κοπή.

Σε όλες τις περιπτώσεις, σχηματίζεται ένα πρότυπο σύμφωνα με το οποίο η μονάδα αριθμητικού ελέγχου ορίζει τις παραμέτρους κοπής. Το αποτέλεσμα είναι ένα απόλυτα ακριβές προϊόν.

Ο σχεδιασμός οποιουδήποτε κόφτη λέιζερ περιλαμβάνει πολλά μπλοκ:

• πομπός - υπεύθυνος για τη δημιουργία ενός ρεύματος φωτονίων ή ενός στενά εστιασμένου παλμού λέιζερ.
• μονάδα κίνησης αερίου - σχεδιασμένη για την εκτόξευση ζεστού μετάλλου από την περιοχή εργασίας και την ψύξη του ψυγείου.
• κίνηση - χρησιμοποιείται για τη μετακίνηση του πομπού πάνω από την επεξεργασμένη επιφάνεια.
• τραπέζι εργασίας κοπής - σε αυτό τοποθετείται το τεμάχιο εργασίας, ενώ το τραπέζι μπορεί να αντικατασταθεί.
• Μονάδα CNC / ACS.

Η αρχή λειτουργίας τέτοιων μηχανών βασίζεται στη δημιουργία μιας στενής δέσμης από ένα σωλήνα λέιζερ που εκτελεί επεξεργασία μετάλλων. Ως αποτέλεσμα της επαφής της δοκού με την επιφάνεια του υπό επεξεργασία υλικού, εμφανίζεται ένα φαινόμενο υψηλής θερμοκρασίας και επιτρέπει τη χάραξη ή την κοπή μετάλλου. Ταυτόχρονα, η ροή του μίγματος αερίων φυσά το στρώμα του λιωμένου υλικού, γεγονός που εξασφαλίζει κοπή υψηλής ποιότητας. Αυτά τα μηχανήματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για εργασία με όλους τους τύπους λαμαρίνας, καθώς και με μη σιδηρούχα μέταλλα και τα κράματά τους.

Η ουσία της δουλειάς οποιουδήποτε κόφτη λέιζερ είναι να εστιάσει μια στενά κατευθυνόμενη δέσμη, ως αποτέλεσμα της οποίας η ενέργεια συγκεντρώνεται στην επιφάνεια του επεξεργασμένου υλικού. Η διάμετρος μιας τέτοιας δοκού δεν υπερβαίνει τα δέκατα του χιλιοστού, γεγονός που εξασφαλίζει το ελάχιστο πάχος κοπής. Η πορεία της τήξης και ο επακόλουθος μετασχηματισμός της μεταλλικής δομής προκύπτουν ως αποτέλεσμα της εξαγωγής των χαρακτηριστικών ισχύος της δέσμης λέιζερ σε ορισμένες παραμέτρους. Ανάλογα με τον μηχανισμό λειτουργίας, υπάρχουν τέσσερις κύριοι τύποι τέτοιων μηχανών.

Η κοπή μετάλλου με λέιζερ μπορεί να πραγματοποιηθεί σε περιβάλλον οξυγόνου ή αζώτου, η επιλογή εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά του προς επεξεργασία μετάλλου. Έτσι, ως αποτέλεσμα της έκθεσης στο οξυγόνο, πυροδοτούνται εξώθερμες αντιδράσεις, η θερμική ενέργεια των οποίων καθιστά δυνατή την κοπή αρκετά παχιών φύλλων από χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα και άνθρακα.

Δεν συνιστάται η κοπή γαλβανισμένων ή γαλβανισμένων επιφανειών σε οξυγόνο. Σε αυτή την περίπτωση, η τομή είναι ανομοιόμορφη, επιπλέον, αυξάνεται ο κίνδυνος σχηματισμού σκωρίας. Κατά την κοπή ανοξείδωτου ή υψηλής κραματοποίησης χάλυβα, δεν είναι επιθυμητό να επιτρέπεται η οξείδωση του σημείου κοπής. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο, όταν εργάζεστε με τέτοια μέταλλα, αδρανή αέρια, πιο συχνά άζωτο, είναι σε ζήτηση.

Οποιοδήποτε μέσο αερίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κοπή αλουμινίου. Αλλά για την εργασία με κράματα τιτανίου, δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί ούτε το ένα ούτε το άλλο, καθώς και τα δύο αέρια αρχίζουν να απορροφώνται από τη μεταλλική επιφάνεια και σχηματίζουν ένα εύθραυστο στρώμα. Για αυτό το υλικό, θα πρέπει να προτιμώνται συσκευές λέιζερ που λειτουργούν σε ήλιο ή αργό υψηλής καθαρότητας.

Γενικά, οποιοιδήποτε κόφτες λέιζερ αερίου δίνουν το μέγιστο κύμα ακτινοβολίας, επομένως έχουν ζήτηση κατά την επεξεργασία λαμαρίνας μέγιστου πάχους.

Υψηλή απόδοση και παραγωγικότητα του εξοπλισμού παρέχεται από συσκευές λέιζερ οπτικών ινών, συχνά υλοποιούνται με τη μορφή μίνι-μηχανημάτων. Έχουν τα ακόλουθα πλεονεκτήματα.

• Ποιότητα υψηλής δέσμης. Η γραμμή κοπής είναι πιο λεπτή και το σημείο είναι μικρότερο, γεγονός που γενικά βελτιώνει την απόδοση της εργασίας.
• Υψηλή ταχύτητα κοπής. Σε σύγκριση με το αέριο, είναι διπλάσιο.
• Αντοχή. Η χρήση επαγγελματικού λέιζερ οπτικών ινών εξασφαλίζει σταθερή απόδοση έως και 100 χιλιάδες ώρες λειτουργίας εξοπλισμού.
• Αυξημένη αποτελεσματικότητα. Η απόδοση της φωτοηλεκτρικής μετατροπής στην κοπή οπτικών ινών αντιστοιχεί σε 30%, που είναι 2-3 φορές μεγαλύτερη από ό,τι όταν γίνεται κοπή με λέιζερ σε ατμόσφαιρα αερίου.
• Χαμηλό κόστος χρήσης. Η κατανάλωση ισχύος των εγκαταστάσεων οπτικών ινών δεν υπερβαίνει το 30% της κοπής με λέιζερ σε ατμόσφαιρα αερίου.
• Ελάχιστο κόστος συντήρησης. Η απουσία της ανάγκης για αντανακλαστικούς φακούς εξοικονομεί πολλά χρήματα στη συντήρηση του μηχανήματος.
• Η λειτουργία τέτοιου εξοπλισμού δεν είναι ιδιαίτερα δύσκολη. Λόγω της μετάδοσης της οπτικής ίνας, δεν υπάρχει ανάγκη προσαρμογής των παραμέτρων της οπτικής διαδρομής.

Το κύριο στοιχείο εργασίας ενός κόφτη λέιζερ διόδου είναι ένας πομπός με τη μορφή κρυστάλλου ημιαγωγού που σχηματίζεται ως οπτικός συντονιστής. Εκτός από τη δίοδο, ένα τέτοιο λέιζερ περιλαμβάνει μια εξειδικευμένη συσκευή για τροφοδοσία από δίκτυο εναλλασσόμενου ρεύματος. Αυτό σας επιτρέπει να μεταβάλλετε τις παραμέτρους της ακτινοβολίας εξόδου.

Ωστόσο, ένα λέιζερ τύπου διόδου είναι σημαντικά κατώτερο από το λέιζερ αερίου και οπτικών ινών όσον αφορά τις παραμέτρους συνοχής. Η εστίαση δίνει μεγάλη απόκλιση, επομένως είναι αδύνατο να συγκεντρωθεί η ενέργεια στον μέγιστο όγκο. Το μόνο πλεονέκτημα αυτού του εξοπλισμού είναι η σχετική φθηνότητα του σε σχέση με όλα τα άλλα μοντέλα.

Η αρχή λειτουργίας ενός λέιζερ στερεάς κατάστασης είναι παρόμοια με ενός αερίου. Έχει όμως και τα δικά του χαρακτηριστικά. Σε αντίθεση με το αέριο μέσο, ​​εδώ χρησιμοποιείται ένα ενεργό μέσο στερεών μορφών. Κατά κανόνα, πρόκειται για κρύσταλλα και διάφορα ποτήρια που ενεργοποιούνται κατά την επαφή με στοιχεία σπάνιων γαιών. Τέτοια λέιζερ χαρακτηρίζονται από αυξημένη απόδοση, ενώ ορισμένα μοντέλα είναι μάλλον συμπαγή σε μέγεθος. Αυτοί οι πυρσοί παράγουν δέσμες με μήκη κύματος που μπορούν να χειριστούν μια μεγάλη ποικιλία μετάλλων και πάχους.

Σήμερα στην αγορά υπάρχουν κόφτες λέιζερ για μέταλλα από διάφορους κατασκευαστές. Μεταξύ των ξένων εταιρειών στην εγχώρια αγορά, τα προϊόντα εργοστασίων που βρίσκονται σε ευρωπαϊκές χώρες, τις ΗΠΑ, καθώς και στην Ιαπωνία και την Ταϊβάν είναι πολύ δημοφιλή:

• Trumpf (Γερμανία);
• Schuler (Γερμανία);
• Trotec (Αυστρία);
• Farley Laserlab (Αυστραλία);
• GCC (Ταϊβάν).

Επιπλέον, τα προϊόντα κινεζικής παραγωγής καταλαμβάνουν μεγάλο μερίδιο αγοράς. Η γνώμη γι 'αυτό είναι διφορούμενη, πολλοί αμφιβάλλουν για την ποιότητά του.Ωστόσο, ορισμένες μάρκες με εγκαταστάσεις παραγωγής στην Κίνα λειτουργούν χρησιμοποιώντας ελβετική τεχνολογία και υπό αυστηρό έλεγχο πελατών. Παράγουν μηχανές κοπής λέιζερ με εξαιρετικά υψηλά τεχνικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά. Αυτές οι εταιρείες περιλαμβάνουν:

• Κουνέλι;
• Wattsan;
• Bodor.

Στη Ρωσία, οι κόφτες λέιζερ παράγονται από τις βιομηχανικές επιχειρήσεις Semiconductor Devices, LOMO, Plasma και Inversion. Κάθε ένα από αυτά προσφέρει ορισμένους τύπους συστημάτων λέιζερ. Δεν υπάρχουν επιχειρήσεις στη χώρα μας που να ασχολούνται ταυτόχρονα με την παραγωγή όλων των τύπων μηχανών laser.

Όταν επιλέγετε έναν κόφτη λέιζερ για μέταλλο, θα πρέπει να δώσετε προσοχή στα ακόλουθα χαρακτηριστικά.

• Ποικιλία υλικών. Πρώτα απ 'όλα, είναι απαραίτητο να ληφθούν υπόψη οι ιδιαιτερότητες της επιχείρησης. Είναι σημαντικό να διευκρινιστεί από τι είναι κατασκευασμένα τα προς κοπή μέρη και ποιο είναι το πάχος τους. Αυτοί οι παράγοντες πρέπει να συγκριθούν με τα τεχνικά δεδομένα του μηχανήματος, το μέγεθος της περιοχής εργασίας και τις παραμέτρους λειτουργίας του εξοπλισμού.
• Εξουσία. Η μέση ισχύς όλων των μηχανών λέιζερ σήμερα κυμαίνεται από 500 έως 6000 W. Εάν σκοπεύετε να κόψετε μεταλλικά φύλλα πάχους μικρότερου από 6 mm, αρκεί ένας κόφτης λέιζερ 500-700 W. Για να δουλέψετε με παχύτερο υλικό, πρέπει να επιλέξετε τα μηχανήματα με τη μέγιστη ισχύ.
• Νοθεία. Όταν πρόκειται για μηχανές οπτικών ινών, πρέπει να δώσετε προσοχή στα αναλώσιμα: σερβοκινητήρες, οδηγούς, κεφαλές κοπής, χίμαιρες και άλλα. Η ποιότητα και η λειτουργικότητα αυτών των εξαρτημάτων επηρεάζει την ακρίβεια και την ταχύτητα της κοπής με λέιζερ. Ορισμένοι αδίστακτοι κατασκευαστές ολοκληρώνουν τον εξοπλισμό όχι με γνήσια εξαρτήματα, αλλά με τους ομολόγους τους προκειμένου να μειώσουν το κόστος. Αυτό μπορεί να προκαλέσει σύγχυση για τον αγοραστή. Επομένως, οι πληροφορίες σχετικά με την προέλευση των αναλωσίμων πρέπει να διευκρινίζονται εκ των προτέρων.
• Η ποιότητα του εξοπλισμού. Τα τελευταία χρόνια, παρατηρείται μια τάση μείωσης του κύκλου παραγωγής στις περισσότερες επιχειρήσεις. Πολλές εταιρείες, ειδικά αυτές που έχουν εισέλθει πρόσφατα στην αγορά, δεν δίνουν αρκετή προσοχή στη δοκιμή των κοπτικών λέιζερ τους πριν από την παράδοση στον πελάτη και δεν πραγματοποιούν ποιοτικό έλεγχο του εξοπλισμού. Επομένως, κατά την επιλογή ενός μηχανήματος, είναι πολύ σημαντικό να δίνετε προσοχή στη διαθεσιμότητα των υπηρεσιών δοκιμών και της προετοιμασίας πριν από την πώληση στον κατασκευαστή.
• Συντήρηση σέρβις. Κατά την επιλογή εξοπλισμού, είναι προτιμότερο να προτιμάτε τα μηχανήματα των κατασκευαστών των οποίων οι υπηρεσίες σέρβις αντιπροσωπεύονται στην περιοχή χρήσης. Διαφορετικά, τυχόν ελαττώματα κατά τη λειτουργία θα οδηγήσουν σε μακροπρόθεσμες επισκευές και, κατά συνέπεια, σε χρόνο διακοπής της παραγωγής.

Οι μηχανές κοπής με λέιζερ μετάλλων είναι ευέλικτες. Και αυτό ισχύει τόσο για τα υλικά που χρησιμοποιούνται όσο και για το εύρος των δυνατοτήτων παραγωγής. Συγκεκριμένα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για κοπή και χάραξη μετάλλων.

Η πιο κοινή χρήση του εξοπλισμού λέιζερ είναι η κοπή υλικών. Οι εργαλειομηχανές στις οποίες το κύριο εργαλείο κοπής είναι το λέιζερ είναι ευρέως διαδεδομένες στη μεταλλουργία. Σας επιτρέπουν να κάνετε:

• μεμονωμένα στοιχεία δομών εσωτερικής και εξωτερικής διαφήμισης.
• μεταλλικοί κατασκευαστές και παζλ?
• είδη διακόσμησης?
• ανταλλακτικά για μοντελοποίηση αυτοκινήτων και αεροσκαφών.
• Αναμνηστικά.

Η χάραξη με λέιζερ μεταλλικών προϊόντων μπορεί να μετατρέψει το πιο απλό πράγμα σε ένα ανεκτίμητο δώρο. Η πιο καθαρή χάραξη επιτυγχάνεται με χρήση ακτίνας λέιζερ. Οι εικόνες που εφαρμόζονται σε αυτή την τεχνική έχουν απεριόριστη διάρκεια ζωής, δεν φοβούνται την τριβή, τις επιπτώσεις όξινων-αλκαλικών διαλυμάτων, το νερό, την υπεριώδη ακτινοβολία και τις ακραίες θερμοκρασίες.

Με τη βοήθεια ενός λέιζερ που ελέγχεται από υπολογιστή, μπορείτε να πάρετε μια εικόνα με μέγιστη λεπτομέρεια. Συχνά, δημιουργούνται περίπλοκα σχέδια σε μεταλλικές επιφάνειες και ακόμη και φωτογραφίες αναπαράγονται.

Με τη δέσμη λέιζερ μπορούν να χαραχθούν όχι μόνο επίπεδες αλλά και κυρτές επιφάνειες. Σε αυτή την περίπτωση, ένας εξειδικευμένος μηχανισμός στερέωσης του τεμαχίου εργασίας συνδέεται με τον κινητήρα της μηχανής. Η περιστροφή του κινητήρα μεταφέρεται στο τεμάχιο εργασίας, αρχίζει να κινείται με δεδομένη ταχύτητα και η δέσμη λέιζερ εφαρμόζει μια εικόνα από όλες τις πλευρές.