Лазер для резки тонкого металла

Обновлено: 21.01.2025

Современные лазерные станки для резки и обработки металлов комплектуются твердотельными иттербиевыми лазерными излучателями оптоволоконного типа различных брендов.

Какие факторы учитываются при выборе излучателя для станка

Компания Wattsan комплектует свои лазерные металлорезы продукцией, наиболее востребованной рынком, выпуск которой налажен производителями: IPG, MAX Photonics, Raycus.

Диапазон мощности упомянутых излучателей достаточно широк, 0.35-25.0 кВт. Заявленные изготовителем сроки службы изделий превышают 5 лет. Изделия отличаются существенной эффективностью и надёжностью, а КПД (соотношение энергии потребляемой и её результирующего значения) может достигать 30, а у отдельных моделей, 50%.

У станков линейки Wattsan просматривается прямая зависимость толщины рамы и мощности установленных на них излучателей:

Оборудование с рамой, толщина которой не превышает (8.0-10.0) мм, чаще всего, получает излучатели, мощность которых не превышает 2кВт;
Оборудование с более мощными (10.0-12.0) мм рамами комплектуется излучателями, мощность которых задаётся диапазоном (1.5-6.0) кВт;
Самые прочные рамы, толщина которых составляет (12.0-16.0) мм получают излучатели с N≥4кВт.

Станки Wattsan спроектированы с учётом работы на максимально доступных скоростях с излучателями до 6 кВт (включительно). Даже когда в качестве заготовки выступает тонколистовой металл.

Взаимосвязь таких параметров оборудования, как корпус и максимальные разрешённые скорости, затронута в специальной статье и подробно рассмотрена в данном видео.

Практика показывает, что подавляющее большинство материалов заготовок, имеющих различную толщину, может качественно обрабатываться волоконным лазером подобной мощности. Поэтому более «крутой» станок приобретать экономически нецелесообразно.

Самый большой процент приобретённых станков имеет излучатели мощностью один-два киловатта.

Определяемся с выбором требуемой мощности

Для взвешенного принятия решения следует выполнить небольшой сравнительный анализ возможностей излучателей различной мощности. Пусть это будут устройства: 0.5Вт, 1.5Вт, 3.0Вт, 6.0Вт.

Лазер мощностью 0.5 кВт способен резать металлический лист толщиной 1 мм, выполняя данную работу на скорости порядка 12 м/мин. Но предельная толщина заготовки, для подобного устройства, составляет 3 мм. При этом скорость реза упадёт до 0.7 м/мин.
Более мощный излучатель в полтора киловатта с миллиметровым листом справится значительно быстрее. Обработка возможна на скоростях ≤26 м/мин. Заготовку толщиной в 3 мм он качественно режет, перемещаясь со скоростью 4 м/мин. Максимально доступной толщиной для этого устройства является 6 мм. Скорость реза упадёт, в данном случае, до 1 м/мин.
Трёх киловатт достаточно, чтобы резать миллиметровую заготовку на скоростях до 34 м/мин. С листом в 3 мм подобный станок работает, перемещаясь со скоростью 8.5 м/мин. Толщина 6 мм поддаётся сложнее. Скорость падает до 3 м/мин. Максимально возможная для обработки толщина возрастает до 12 мм. а скорость реза падает до 0.5 м/мин.
Шестикиловаттный излучатель является безусловным лидером «скоростных режимов». Лист в 1 мм режется на скоростях, которые могут достигать 41 м/мин. 3мм обрабатывается с перемещением на (15-16) м/мин. Толщина 6 мм обрабатывается медленнее, всего 5 м/мин. А предельная толщина заготовки в 16 мм, 0.6 м/мин.

Следует иметь в виду, что скорость обработки напрямую зависит не только от толщины заготовки, но и от материала, из которого она изготовлена. А также газа, применяемого в процессе работы.

излучатель мощностью в 500Вт, выполняет рез листа нержавеющей стали толщиной 1 мм, перемещаясь с V≤12 м/мин;
этот же лазер прорежет лист углеродистой стали аналогичной толщины (с кислородом) при V≤8 м/мин;
если предстоит обработка миллиметрового листа меди, алюминия (азот) на этом же станке, скорость упадёт до 5 м/мин.

Ещё одно парное сравнение характеристик, которое рекомендуется оценить: размер обрабатываемой заготовки и её толщина.

Чтобы выйти на максимальную скорость реза, станку необходимо определённое время и свободное пространство.

Именно этим объясняется практически незаметная разница в работе 3.0 кВт и 1.5 кВт волоконного лазера при изготовлении средних и мелких деталей из тонколистовой заготовки. Оборудование не успевает выйти на максимально доступный скоростной режим.

Положение кардинально меняется, когда рез выполняется на длинной большой заготовке. В этом случае ощутимая разница видна даже при работе с тонколистовыми металлами.

А, при увеличении толщины обрабатываемого материала, различие становится колоссальным. Эту толщину предварительно следует пробить.

Зная соотношение между мощностью и скоростью реза и тем, какие предельные толщины может брать излучатель, можно определиться с тем какой выбор будет для вас оптимальным. Потому что иногда взять более мощный излучатель выгоднее так как он будет работать быстрее.

Несмотря на то, что для решения большинства задач достаточно 6 кВт, компания Lasercut готова изготовить станок с излучателем до 25 кВт.

Но здесь стоит отметить, что для подобного оборудования нужна специальная усиленная станина. Представьте, какие толщины такой станок будет брать. Соответственно нужно, чтобы он выдерживал этот материал.

Если вы из тех редких людей, которым нужно такое специфическое оборудование, обращайтесь по любому из контактов, указанных на сайте.

Защита волоконного лазера от отражённых лучей

Важно понимать, что отдельные металлы представляют определённую опасность для лазера, которым их обрабатывают. Это обусловлено свойственным им значительным коэффициентам отражения.

Достоинства продукции IPG заключается в том, что в ней конструктивно предусмотрена защита волоконных излучателей от возникающих отражённых лучей.

Лазеры данного бренда предлагаются в двух вариантах исполнения защиты:

LK – имеют пассивную систему, датчики которой ловят переотражения и информируют оператора о выявленной опасности;
LS – активная система. Позволяет нивелировать выявленные опасные отражения. Прерывать работу для этого не придётся.

Станки в исполнении второго типа являются лучшим решением для обработки заготовок из таких материалов, как алюминий, латунь, зеркальная нержавейка, медь.

Ещё одним бесспорным преимуществом продукции IPG является лучший Гауссов пучок, что обеспечивает более стабильный рез. Однако на толщину прорезаемых заготовок и скорость резки это не влияет.

Перспективы рынка

Аналитики компании выявили интересную закономерность. Большая часть наших клиентов осуществляет замену имеющихся лазерных излучателей на более мощные.

Сегодняшний рынок, усиливающаяся конкуренция требуют повышенных скоростей и большей мощности.

Поэтому решение приобрести сегодня лазеры, мощность которых меньше 1 кВт, дальновидным назвать нельзя.

Гарантии на оборудование

Практика подтверждает бесспорное мировое лидерство бренда IPG в сегменте изготовления лазерных излучателей любых типов. Этому производителю принадлежит внушительное количество запатентованных технологий.

IPG — единственный производитель, лазеры которого эксплуатируются свыше десяти лет. Бренд фактически подтвердил заявленную долговечность собственной продукции.

Lasercut даёт годовую гарантию на реализуемые станки. Любая проблема, возникающая у их пользователей, будет оперативно решена нашими специалистами.

Компания ведёт любую сделку до её логического конца.

Наши контакты с потенциальным заказчиком начинаются с предварительных бесплатных консультаций по любым вопросам, касающимся нашего оборудования и лазерных станков по металлу в целом.

Мы помогаем с выбором, доставляет приобретённые станки и запасные части к ним, выполняем установку и пусконаладочные работы. При необходимости, обучим персонал заказчика. в течение трёх рабочих дней ваши будущие операторы получат информацию о конструкции станка, основных моментах его эксплуатации, обслуживания.

Наши сотрудники научат их подбирать требуемые настройки с учётом толщины и марки материала. Продемонстрируют порядок и особенности работы на режимах, упрощающих процесс, обеспечивающих экономию материалов и времени.

Длительный успешный опыт сотрудничества с различными производствами существенно обогатил и разнообразил профессиональное мастерство наших сотрудников.

Что позволяет им надлежащим образом организовать обучение, передать собственный опыт и уникальные наработки, позволяющие оптимизировать производство с использованием лазерного оборудования.

Купить станок, предназначенный для лазерной резки металла, клиент может в различных организациях. Но таким багажом знаний, практического опыта, который накоплен нашими мастерами сервисной службы, менеджерами, обладают далеко не все продавцы.

Лазер для резки металла

Как известно, лазер для резки металла применяется так же часто, как и механические методы, но при этом он обеспечивает лучшее качество и точность реза, что и определяет популярность этого способа раскроя. Часто можно услышать, что данная технология уже вытеснила остальные и не имеет недостатков, но это не так.

Использование лазера хоть и востребовано, но имеет определенные ограничения. В нашей статье мы расскажем, какой используется лазер для раскроя металла, разберемся в плюсах и минусах данного метода и приведем требования к нему.

Суть лазерной резки металла

В процессе лазерной резки используется луч, генерируемый специальной установкой. Он характеризуется особыми свойствами, а именно: способностью фокусироваться на малой площади и обеспечивать энергию высокой плотности. Благодаря этому лазер вызывает активное разрушение любого материала плавлением, горением или испарением.

Если говорить точнее, то лазер для резки металла способен концентрировать на заготовке энергию плотностью в 108 Ватт на 1 см2. Подобный эффект обеспечивают следующие свойства луча:

Монохроматичность, то есть постоянная длина и частота волны, что несвойственно, например, световым волнам. Поэтому лазерным лучом без труда можно управлять обычными оптическими линзами.
Высокая направленность и малый угол расходимости, что требуется для высокой фокусировки.
Когерентность, то есть полная согласованность большого количества волновых процессов, протекающих в луче. Кроме того, они вступают в резонанс между собой, из-за чего достигается многократное повышение общей мощности излучения.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Под действием луча лазера для резки обрабатываемая область металла быстро нагревается и плавится. Зона плавления быстро распространяется вглубь материала, что объясняется сразу рядом факторов, например, теплопроводностью металла. Далее материал в месте контакта нагревается до температуры кипения, начинается его испарение.

Виды лазера для резки металла

Станок для резки металла лазером включает в себя такие основные части:

рабочую среду, которая обеспечивает необходимое излучение;
источник энергии или систему накачки, создающую условия для появления электромагнитного излучения;
оптический резонатор, то есть систему зеркал, призванных усилить излучение.

С точки зрения рабочей среды выделяют:

Твердотельные лазеры

Главным узлом устройства является осветительная камера, в которой расположен источник энергии и твердое рабочее тело. В роли первого выступает мощная газоразрядная лампа-вспышка, а рабочее тело представляет собой стержень из неодимового стекла. Или в качестве материала стержня может применяться рубин, алюмо-иттриевый гранат, который был предварительно легирован неодимом, иттербием.

С торцов стержня находится пара зеркал, одно из которых является отражающим, а второе – полупрозрачным. Рабочее тело испускает луч, он многократно отражается внутри него, усиливаясь, и выходит сквозь полупрозрачное зеркало.

Также к твердотельным относятся волоконные лазеры для резки металла и прочих материалов. Их отличие от первого типа состоит в том, что они усиливают излучение при помощи стекловолокна, а за поступление энергии отвечает полупроводниковый лазер.

Проще всего понять, как работают подобные системы, на примере установки с гранатовым стержнем, в который в качестве легирующего компонента добавлен неодим. Ионы последнего выполняют функцию активных центров, поглощающих излучение газоразрядной лампы.

Они возбуждаются, то есть получают избыточную энергию, но потом приходят в исходное состояние, отдавая энергию как фотон или электромагнитное излучение, свет. Фотон оказывает влияние на другие возбужденные ионы, заставляя их также вернуться в первичное состояние, а реакция постепенно усиливается.

Под действием зеркал луч движется в определенном направлении. Фотоны вынуждены постоянно возвращаться в рабочее тело, что вызывает появление новых фотонов и увеличение излучения. В итоге достигается малая расходимость луча в сочетании с высокой концентрацией энергии.

Газовые лазеры

Здесь в качестве рабочего тела выступает углекислый газ в чистом виде либо в сочетании с азотом и гелием. Насос прокачивает газ через газоразрядную трубку, где тот возбуждается электрическими разрядами. Усилить излучение позволяют отражающее и полупрозрачное зеркала.

Есть разные конструкции газовых лазеров для резки металла: с продольной и поперечной прокачкой и щелевые.

Газодинамические лазеры

Газ со скоростью, превосходящей звуковую, проходит по суженному посередине каналу – его принято называть соплом Лаваля. Так газ резко расширяется и охлаждается, а его атомы приходят в обычное состояние, что сопровождается появлением излучения.

Преимущества и недостатки лазерной резки металла

Резка листового металла и иных материалов лазером позволяет:

Раскраивать металлы различной толщины. Для меди этот показатель составляет 0,2–15 мм, для алюминия – 0,2–20 мм, для сталей – 0,2–20 мм, а для нержавеющей стали находится в пределах 50 мм.
Обрабатывать хрупкие и легко поддающиеся деформации детали, что объясняется отсутствием контакта между инструментом и заготовкой.
Производить изделия любой конфигурации, особенно с использованием ЧПУ для резки металла лазером. В этом случае мастеру нужно только загрузить в программу чертеж, после чего оборудование выполнит работу достаточно точно и без посторонней помощи.
Проводить раскрой с высокой скоростью – если нужно изготовить небольшую партию, данный подход дает возможность отказаться от штамповки, литья.
Снизить себестоимость готовых деталей, что позитивно отражается на конечной цене изделий. Эта особенность связана с минимальным количеством отходов и возможностью отказаться от дополнительной обработки кромок за счет получение аккуратного реза.
Справляться со сложными задачами, так как резка лазером считается практически универсальной операцией.

Однако не стоит забывать о минусах данного метода. Одним из его основных недостатков являются значительные энергозатраты, из-за которых данный способ обработки является наиболее дорогостоящим.

Тем не менее, сопоставление лазерной резки и штамповки показывает, что первый подход является более экономичным, так как для второго нужно дополнительно изготовить оснастку.

Еще один недостаток использования лазера для резки металла кроется в небольшой толщине заготовок, которые могут обрабатываться этим методом – предельный показатель составляет 20 мм.

Нюансы резки лазером различных металлов

Как уже говорилось выше, лазерная резка имеет ограничения по толщине реза. И чем больше толщина листа, тем большие временные затраты требуются на его обработку. При этом ухудшается качество, ровность раскроя.

Применение лазера для резки предполагает такие особенности для разных металлов:

Сталь 3 не деформируется, даже когда речь идет о тонких листах, ведь в процессе обработки отсутствует контакт с режущим инструментом, используется сфокусированный луч.
Нержавеющая сталь является очень твердым металлом, поэтому посредством лазера удается значительно сократить временные затраты на раскрой в сравнении с механическим способом.
Алюминий относится к достаточно мягким металлам, однако при его механической обработке невозможно обеспечить острую кромку – проблема решается при помощи лазерного метода.
Медь входит в число дорогих материалов, поэтому основным преимуществом использования лазера является возможность сократить ее расход. Данный металл имеет сильные светоотражающие свойства, из-за чего приходится ограничивать толщину листа. В противном случае может быть испорчена режущая головка и есть риск проявления конусности. Специалисты рекомендуют раскраивать медные листы толщиной от 3 мм при помощи плазменной резки, ведь так обеспечивается оптимальная эффективность и качество.

Латунь имеет свойства, практически полностью совпадающие с характеристиками меди, поэтому может обрабатываться лазером для резки металла при толщине листа до 3 мм. Луч быстро и без искажений раскраивает тонкие листы латуни, заготовки не деформируются, рез не имеет конусности, окалин.
Черная/оцинкованная сталь разрезается лазером, если имеет толщину в пределах 20 мм. При превышении данного показателя значительно снижается энергоэффективность и качество работы.
Нержавейка достаточно твердая, поэтому лазер выбирают для раскроя листов толщиной до 10 мм. Большая толщина негативно отражается на качестве края деталей.
Алюминий режут лазером при толщине до 8 мм. Здесь также происходит снижение энергоэффективности при превышении указанной цифры, поскольку речь идет о тугоплавком металле.
Медь и латунь обрабатывают этим методом, если толщина листа составляет до 3 мм. На скорости и качестве обработки отрицательно сказываются высокие светоотражающие свойства данных материалов.

Обычно лазер используют для резки листов металла небольшой толщины, а также в случаях, когда необходимо сформировать геометрически правильные отверстия для точных соединений.

С обработкой листов толщиной свыше 3 мм отлично справляется плазменный станок, не теряя при этом скорости работы. По качеству реза он лишь немного уступает лазеру, но заготовки требуют дополнительной обработки. Под последней понимают, например, удаление окалины с кромки.

Современные станки для лазерной резки

Сегодня на рынке представлен большой выбор техники, осуществляющей раскрой лазером. Многокоординатное оборудование вытесняет шумные механические резаки с низким уровнем производительности.

Мощность конкретного лазера для резки металлов подбирается в соответствии с особенностями производства и экономическими требованиями.

Современные прецизионные станки с ЧПУ обладают точностью раскроя различных материалов до 0,005 мм и могут обрабатывать площадь до нескольких квадратных метров. Также подобное оборудование предполагает высокую автоматизацию производства, а значит, минимальное участие человека во всех процессах.

Для этого в программе задают необходимую геометрию детали. Далее системы настройки фокуса сами устанавливают расстояние, способное обеспечить самый эффективный раскрой.

Подготовка макета для лазерной резки

Производство деталей с помощью лазера для резки металла предполагает выполнение таких этапов:

Оформление идеи.
Подготовка художественного эскиза.
Формирование технического макета модели.
Изготовление тестовой детали.
Проверка параметров, доработка, если она требуется.
Запуск производства.

Создание технического макета требует особого внимания, поскольку точность выполнения работы на данном этапе определяет качество итогового изделия. Любые чертежи для дальнейших операций с применением лазера выполняются в «AutoCAD» или «CorelDraw», поскольку станки работают с форматами именно этих программ.

К макетам предъявляются такие требования:

масштаб чертежа 1:1;
замкнутые контуры, будь то внешние или внутренние;
CIRCLE, LINE, ARC используются в качестве команд для создания контуров;
команды ELLIPSE, SPLINE не учитываются;
наложение линий приводит к тому, что луч повторно проходит по одной траектории;
в чертеже обязательно фиксируется число деталей и используемый материал;
вся информация о чертеже содержится в одном файле.

Лазерная резка стали и цветных металлов сегодня очень популярна. Заказчики небольших партий изделий обращаются в профильные предприятия, ценя их способность быстро выдавать чистовые детали нестандартной формы.

Лазерные технологии нашли применение в декоративном творчестве, применяются для создания дизайнерских украшений, сувениров.

При выборе лазера в качестве инструмента для резки металла важно учитывать окупаемость оборудования, затраты на эксплуатацию. На данный момент подобные системы доступны преимущественно крупным предприятиям, имеющим большой производственный цикл.

Однако развитие технологий неизбежно приведет к снижению цены на станки и сокращению расхода электроэнергии. А значит, в будущем лазеры займут место прочих инструментов для раскроя разнообразных материалов.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Лазерная резка металла на станках с ЧПУ

Лазерная резка металла на станках с ЧПУ используется в основном для раскроя листа по сложному контуру. При этом все достоинства технологии сохраняются независимо от сложности процесса, изделия отличаются чистотой реза и точностью размеров при условии соблюдения технологии.

Резка лазером на станке с ЧПУ осуществляется по специальным чертежам, которые должны быть оформлены в особом формате. В нашей статье мы расскажем обо всех особенностях лазерной резки металла на станке ЧПУ.

Конструкция станка с ЧПУ для лазерной резки

Ранее резка по металлу происходила вручную. Однако замена ее на лазерную привела к появлению новых деталей и узоров, которые создаются теперь с высокой точностью и скоростью.

Управление механизмами и мощностью лазерного луча происходит с помощью ЧПУ.

Оборудование имеет оптику состоящую из:

трубки лазера;
головки излучателя;
отражающих зеркал;
линзы, с помощью которой происходит фокусировка.

Газовая смесь накачивается в трубку лазера. Затем формируется луч. Для этого в получившуюся газовую среду дается напряжение. Образовавшийся луч фокусируется зеркалами, линзами и направляется в установленную точку. После чего он обрабатывается в заданных направлениях головкой излучателя, которая перемещается над материалом.

Лазерный луч имеет большую мощность, что дает ему возможность проникнуть в любой материал. Такой способ резки не деформирует последний, благодаря чему резать можно любой мягкий материал, например, резину, пластик или бумагу. В случае, когда толщина не очень велика, мощности лазера хватает и для резки металла.

Плюсы и минусы лазерной резки металла на станках с ЧПУ

Основными преимуществами данного метода являются следующие:

Раскрой с помощью механических инструментов приводит к потерям материала, который уходит на пыль и стружку. Помимо этого, отходы забивают отверстия и линию реза, затрудняя проведение работ. Данные недостатки отсутствуют у лазерной резки.
Материалоемкость резки лазером минимальна, ведь толщина реза стремится к 0,1 мм. Таким образом, потери материала ничтожны.
Не происходит образования пыли и стружки. Отходами можно назвать лишь испарения, для удаления которых используется система вентиляции воздуха.
Конфигурация реза благодаря ЧПУ может быть любая, даже самая сложная.
Материал может быть практически любым. Лазерное оборудование позволяет резать не только металлы, но некоторые виды других заготовок.
Известна способность металла деформироваться при воздействии на него высокой температуры. Однако лазерный луч позволяет сделать настолько узкий рез, что тепло мало воздействует даже на его края. Торцы сохраняются ровными и чистыми. Заготовка не деформируется.
Кромки остаются острыми. Иногда этого требует сам процесс производства. Для получения скругленных краев требуется использование особых технологий.
Лазерная резка достаточно экономична. Ведь, несмотря на высокую стоимость обработки, точность кроя и его скорость окупают весь процесс.
Использование ЧПУ делает создание макета значительно легче, позволяет изготавливать детали высокой сложности и выполнять работу точно. Созданный конструктором макет загружается в компьютер, обслуживающий оборудование, где его можно подкорректировать с учетом используемого материала.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Лазерная резка металла на станках с ЧПУ имеет ряд недостатков:

Высокая стоимость оборудования. Аппаратура для резки лазером не относится к дешевой. Еще совсем недавно ее использовали редко именно из-за высокой стоимости. Несмотря на то, что сейчас цена значительно упала, множество производств не могут себе позволить закупить такое оборудование. Впрочем, дороговизна станка зачастую компенсируется в процессе производства, что рассматривалось нами выше.
Ограничение толщины металла. Лазерная аппаратура не в состоянии работать с толщиной материала более 2 см. Таковы особенности луча лазера. К сожалению, от используемой установки это не зависит.
Металлы, имеющие свойство отражения, не могут быть обработаны данным способом. Таким материалом является, например, чистый алюминий. Лазерный же луч представляет собой частицы, движущиеся в направленном потоке, которые можно отразить. Металлы, обладающие отражающим свойством, должны обрабатываться механическим способом.
КПД данного оборудование – достаточно низкий. Данный показатель у лазерного оборудование равен всего 15 %, что сильно сказывается на работе с материалом, чья толщина более 1,2 см, так как увеличивается расход времени и энергии на его обработку.
Возможные сложности с программным обеспечением. Сбой в работе программ приводит к невозможности правильной работы даже при исправных основных элементах оборудования. Несмотря на надежность современного ПО, данный недостаток может проявиться в любой момент.

Технологии лазерной резки металла на станках с ЧПУ

Существует три вида лазеров для резки металла в зависимости от типа рабочей среды:

1. Твердотельные лазеры.

Основным элементом такого оборудования является осветительная камера. Внутри нее размещено рабочее тело и источник получения энергии. Последней является лампа-вспышка газоразрядная. Ее рабочее тело – это стержень, который может быть выполнен из рубина, неодимового стекла, алюмо-итриевого граната, который легирован иттербием или неодимом. По краям данного стержня располагают отражающее и полупрозрачное зеркала. Луч лазера, отражаясь в процессе прохождения по стержню, усиливается и выходит сквозь полупрозрачное зеркало.

Твердотельными являются также волоконные лазеры. Усиление излучения у них происходит в стекловолокне. Энергия исходит из лазера на полупроводниках.

Чтобы до конца разобраться в работе лазера, рассмотрим оборудование, где рабочее тело – гранатовый стержень, легированный неодимом, чьи ионы выступают в качестве активного центра. Газоразрядная лампа источает энергию, которую усиленно поглощают ионы, переходя в состояние возбуждения. Это значит, что у них появилась лишняя энергия.

Возвращаясь в первоначальное состояние, ионы отдают излишек энергии в виде фотона. Последний является электромагнитным излучением, или светом. Он подталкивает остальные ионы к возвращению в исходное состояние. Получается лавинообразный процесс. Зеркала направляют движение луча. Отражая фотон, они множественно возвращают его в рабочее тело. Тем самым зеркала помогают образовываться фотонам и усиливают излучение. Основными характеристиками такого лазера являются концентрация энергии на высоком уровне и низкая расходимость луча.

2. Газовые лазеры.

В таких установках рабочим телом становится углекислота, а также ее смесь с гелием и азотом. Происходит прокачка газа через газоразрядную трубку. Возбуждение проходит в результате электрических разрядов. Излучение усиливается с помощью зеркал – полупрозрачного и отражающего. Конструкции таких лазеров имеют свои особенности, которые влияют на их виды: поперечной/продольной прокачки или щелевые.

3. Газодинамические лазеры.

Виды брака при лазерной резке металла на станках с ЧПУ

Причин возникновения брака во время резки может быть две. Во-первых, он появляется при нарушении различных норм работы, например, при изменении скорости работ. Во-вторых, в результате применения материалов плохого качества.

Для получения высококачественной продукции необходимо регулярное обслуживание аппаратуры, а также точное исследование тестового экземпляра еще до запуска его в серию.

В процессе лазерной обработки возможен такой брак:

Облой, называемый еще грат, представляющий капли металла, которые затвердели на краях заготовки. Очищение детали от них происходит вручную, что может изменить геометрию изделия. Это совершенно недопустимо при изготовлении сверхточных деталей.
Неровная кромка, возникающая при нерегулярности обслуживания оборудования, а также в результате истирания линейных направляющих и прочих компонентов. Еще одной причиной такого брака может стать плохое закрепление на рабочем столе обрабатываемого листа металла, имеющего небольшой вес.
Вихри или бороздки на выходе. Они могут появиться при резке определенных материалов, имеющих достаточно большую толщину, поскольку происходит отрыв потока газа и возникновение вихря. Решением данной проблемы может стать смена режимов обработки и давления газа на выходе из сопла.

При обработке толстых листов материала важное значение имеет вспомогательный газ, который убирает расплав из реза, очищая его.

Мощность излучения лазера для резки толстолистового металла должна быть повышена. Впрочем, следует учесть, что ее увеличение в процессе обработки может привести к сложностям в получении качественного одномодового лазера. Скорость резки при возрастании толщины заготовки значительно падает и края реза становятся шероховатыми, появляется грат.

Качество обработки падает при резке толстых листов металла, у которых высоко соотношение ширины разреза к толщине заготовки. Причина – в ослабевании силы воздействия газа на расплав и плохое удаление последнего из реза. Вспомогательный газ оказывает большое воздействие на качество резки металлов, чья толщина ≥ 2,5 см. Специалисты считают данную проблему одной из самых важных в современной технологии лазерной резки.

Требования к чертежам для лазерной резки металла на станках с ЧПУ

Процесс лазерной обработки происходит по специальным чертежам, содержащимся в векторных файлах. Станок лазерной резки металла с ЧПУ управляется программой, которая может принимать несколько форматов файлов, таких как: AI, DXF, CDR, PLT. Наиболее легкими в работе считаются два из них: AI (Adobe Illustrator, версия которого не ранее седьмой) и CDR (CorelDraw, версия до X3). Впрочем, чертежи можно сделать и в других программах, лишь бы их распознавал станок.

Существует несколько особенностей, знание которых важно для подготовки рисунков и векторных чертежей для лазерной обработки:

Линии и их толщина. Луч лазера проходит по заготовке, оставляя рез, заложенный в программе. Тонкая узкая щель на чертеже должна быть обозначена прямоугольником, а не толстой линией. Линии на картинке должны быть обозначены Hairline или 0,001 px, что означает тонкий абрис. Толстые линии следует сделать отдельными объектами. Порядок действий: в Inkscape следует выбрать «Контур/Оконтурить объект(обводку)», а в CorelDraw – «Упорядочить/Преобразовать абрис в объект».
Линия, которая дублирует аналогичную. Нередко возникают двойные линии, расположенные друг над другом. Лазерный аппарат при этом дважды режет одно и то же место, что может привести к порче детали.
Ширина разреза. Необходимо принимать во внимание наличие у лазерного луча собственной толщины, несмотря на небольшой размер. Ширина реза при обработке различных материалов отличается, но его размер не выше 0,2 мм. При производстве сборных деталей на чертеже следует делать наложение соприкасающихся граней.
Цвет для линий. Каждый слой на чертеже имеет свой цвет. При необходимости проведения резки в определенном порядке полосы следует окрашивать в различные цвета. А в аннотации надо обозначить очередность обработки для всех цветов линий. В прочих случаях чертеж делают в одном цвете, приоритетным является черный.
Заливка определенным цветом. Не следует делать заливку частей чертежа ни текстурой, ни цветом, поскольку программа не в состоянии распознать ее. А для оператора это вызывает затруднения в работе.
Размер чертежа и его масштаб. Абсолютно все схемы должны иметь масштаб 1:1. Размер же изделия или набора изделий не должен быть более 49х29 см, что является размером рабочей поверхности.
Повтор детали. При необходимости произвести несколько одинаковых изделий делают чертеж одного из них. Программа самостоятельно их размножит и правильно расположит. Вручную эту работу делать не нужно.
Растровые изображения. Лазерное оборудование распознает только векторный чертеж, растровую графику просто игнорирует.
Зазоры изделий. Детали с одной линией реза следует размещать встык, только не делать дублирующих линий (смотрите п. 2). Остальные изделия надлежит располагать с определенным зазором, величина которого зависит от толщины металла. Если толщина менее 2 мм, то зазор делается равным ей или более; если толщина более 2 мм, то зазор должен быть равен 4 мм или быть больше.

Достаточно часто встречается ситуация, когда заказчик работ имеет только растровый чертеж. Это может быть отсканированный документ или нарисованная картинка, как в электронном, так и в бумажном виде. В таком случае чертеж необходимо перевести в векторный формат. Такая работа стоит не менее 600 рублей за 1 час времени специалиста. Конечная стоимость оговаривается при анализе первичной документации.

Обзор лазерных станков для резки металла и их выбор

Лазерное оборудование для резки по металлу используется в самых разных сферах промышленности: в машиностроении, металлургии и изготовлении мебели. Такая популярность объясняется тем, что оно позволяет создавать детали усложненной формы с повышенным уровнем точности. О подобном оборудовании и пойдет речь в нашей статье.

Конструкция и принцип работы

Лазерные резаки для металла выполняют три основные функции:

гравировка: нанесение картинки, текста и даже фотографии на металлическую поверхность;
лазерная резка;
криволинейный раскрой.

Во всех случаях формируется шаблон, по которому модуль числового программного управления задает параметры реза. В результате выходит идеально точное изделие.

Главным преимуществом работы лазерных станков является высокая производительность: за сравнительно небольшой период времени можно обработать большое количество изделий.

Конструкция любого лазерного резчика предусматривает несколько блоков:

излучатель — отвечает за генерацию потока фотонов либо узконаправленного лазерного импульса;
блок перемещения газа — предназначается для выдува раскаленного металла из рабочей зоны и охлаждения излучателя;
привод — применяется для перемещения излучателя по обрабатываемой поверхности;
рабочий раскроечный стол — именно на нем размещается заготовка, при этом стол может быть сменным;
модуль ЧПУ/АСУ.

Принцип работы таких станков базируется на генерации лазерной трубкой узкого луча, выполняющего обработку металла. В результате контакта луча с поверхностью обрабатываемого материала возникает высокотемпературное воздействие, оно и позволяет выполнять гравировку или резку металла. При этом поток газовой смеси выдувает слой расплавленного материала, благодаря чему обеспечивается рез высокого качества. Такие станки могут использоваться для работы со всеми типами листовых сталей, а также с цветными металлами и их сплавами.

Описание видов

Суть работы любого лазерного резчика состоит в фокусировке узконаправленного луча, в результате которой энергия концентрируется на поверхности обрабатываемого материала. Диаметр такого луча не превышает десятых долей миллиметра, благодаря чему обеспечивается минимальная толщина реза. Ход расплавления и последующая трансформация структуры металла происходят как следствие доведения мощностных характеристик лазерного луча до определённых параметров. В зависимости от механизма работы выделяют четыре основные разновидности таких станков.

Газовые

Лазерная резка металла может осуществляться в кислородной или азотной среде, выбор зависит от особенностей металла, подлежащего обработке. Так, в результате кислородного воздействия запускаются экзотермические реакции, тепловая энергия которых позволяет выполнять рез довольно толстых листов из низколегированной и углеродистой стали.

Не рекомендуется резать в кислороде гальванически покрытые либо оцинкованные поверхности. В этом случае срез получается неровным, к тому же возрастает риск образования окалины. При резке нержавеющей или высоколегированной стали нежелательно допускать окисление места среза. Именно поэтому при работе с такими металлами востребованы инертные газы, чаще всего азот.

Также азот применяется в случаях, когда впоследствии срезы будут окрашиваться. Если использовать кислород, то окисление металла приведет к снижению качества колеровки.

Для резки алюминия можно использовать любую газовую среду. А вот для работы с титановыми сплавами нельзя использовать ни тот, ни другой, поскольку оба газа начинают абсорбироваться металлической поверхностью и образуют ломкий слой. Для этого материала предпочтение стоит отдавать лазерным устройствам, работающим в среде гелия или высокоочищенного аргона.

В целом же любые газовые лазерные резаки дают максимальную волну излучения, поэтому они востребованы при обработке листового проката максимальной толщины.

Оптоволоконные

Высокую эффективность и производительность оборудования обеспечивают оптоволоконные лазерные устройства, они часто реализуются в виде мини-станков. Имеют следующие преимущества.

Высокое качество луча. Линия реза более тонкая, а пятно имеет меньший размер, что в целом повышает эффективность работы.
Высокая скорость резки. В сравнении с газовыми она больше в два раза.
Долговечность. Применение профессионального волоконно-оптического лазера позволяет обеспечить стабильную производительность до 100 тысяч часов работы оборудования.
Повышенная эффективность. Результативность фотоэлектрического преобразования при оптоволоконной резке соответствует 30%, а это в 2-3 раза больше, чем при проведении лазерной резки в газовой среде.
Низкая себестоимость использования. Потребляемая мощность оптоволоконных установок не превышает 30% от лазерной резки в газовой среде.
Минимальные расходы на техобслуживание. Отсутствие необходимости в отражающих объективах позволяет сэкономить немало средств на обслуживании станка.
Эксплуатация такого оборудования не составляет особой сложности. Благодаря передаче оптического волокна отсутствует необходимость в настройках параметров оптического пути.

Диодные

Основным рабочим элементом диодного лазерного резака является излучатель в виде полупроводникового кристалла, сформированного как оптический резонатор. Помимо диода, в состав такого лазера входит специализированное устройство для питания от сети переменного тока. Это позволяет варьировать параметры выходного излучения.

Также конструкция предусматривает датчик контроля температуры и оптическое приспособление, позволяющие многократно повысить монохроматичность луча.

Однако лазер диодного типа существенно проигрывает газовым и оптоволоконным по параметрам когерентности. Фокусировка даёт большую расходимость, поэтому невозможно сконцентрировать энергию в максимальном объеме. Единственное преимущество такого оборудования заключается в сравнительной дешевизне относительно всех других моделей.

Твердотельные

Принцип работы твердотельного лазера напоминает газовый. Но у него есть и свои особенности. В отличие от газовой среды, здесь используется активная среда твердых форм. Как правило, это кристаллы и различные стёкла, которые активируются при контакте с редкоземельными элементами. Такие лазеры характеризуются повышенной эффективностью, при этом ряд моделей имеет довольно компактные размеры. Эти резаки вырабатывают лучи, длина волны которых позволяет успешно работать с металлами разных видов и толщины.

Нюансы выбора

При выборе лазерного резака по металлу необходимо обращать внимание на следующие характеристики.

Ассортимент материалов. В первую очередь, необходимо учитывать специфику предприятия. Важно уточнить, из чего сделаны детали, подлежащие резке и какова их толщина. Эти факторы следует сопоставить с техническими данными станка, размером рабочего поля и рабочими параметрами оборудования.
Мощность. Средняя мощность всех лазерных станков на сегодняшний день варьируется в диапазоне от 500 до 6000 Вт. Если вы планируете резать металлические листы толщиной менее 6 мм, будет достаточно лазерного резчика мощностью 500-700 Вт. Для работы с более толстым материалом нужно выбрать станки с максимальной мощностью.
Оснастка. Если речь идет об оптоволоконных станках, необходимо обратить внимание на расходные материалы: серводвигатели, направляющие, режущие головки, химеры и прочие. Качество и функциональность этих компонентов оказывают воздействие на точность и скорость лазерной резки. Некоторые недобросовестные производители комплектуют оборудование не оригинальными компонентами, а их аналогами в целях снижения себестоимости. Это может ввести в заблуждение покупателя. Поэтому информацию о происхождении расходников нужно уточнять заранее.
Качество оборудования. В последние годы наметилась тенденция к сокращению производственного цикла на большинстве предприятий. Многие фирмы, особенно недавно появившиеся на рынке, не уделяют достаточного внимания тестированию своих лазерных резаков перед поставкой клиенту и не производят контроль качества работы оборудования. Поэтому при выборе станка очень важно обращать внимание на наличие у производителя служб тестирования и предпродажной подготовки.
Сервисное обслуживание. При подборе оборудования предпочтение лучше отдавать станкам тех производителей, сервисные службы которых представлены в регионе использования. В противном случае любые изъяны в ходе эксплуатации приведут к долговременному ремонту и, соответственно, производственным простоям.

Применение

Станки для лазерной резки металла являются универсальными. Причем это касается как используемых материалов, так и широты производственных возможностей. В частности, на них можно производить резку и гравировку металлов.

Наиболее частым вариантом применения лазерного оборудования считается раскрой материала. Станки, в которых основным режущим инструментом является лазер, широко распространены в металлообработке. Они позволяют изготавливать:

отдельные элементы внутренних и наружных рекламных конструкций;
конструкторы и пазлы из металла;
предметы декора;
детали для авто- и авиамоделирования;
сувениры.

Гравировка металлических изделий при помощи лазера может превратить самую простую вещь в бесценный подарок. Наиболее четкой получается гравировка с использованием лазерного луча. Наносимые в такой технике изображения имеют безграничный срок годности, им не страшны истирания, воздействия кислотно-щелочных растворов, воды, ультрафиолета и перепадов температур.

При помощи лазера, управляемого компьютером, можно получить изображение с максимальной детализацией. Зачастую на металлических поверхностях создают затейливые узоры и даже воспроизводят фотографии.

Чаще всего лазерный резак используют для гравировки зажигалок, портсигаров, ювелирных украшений, холодного и стрелкового оружия, а также предметов декора.

При помощи лазерного луча гравировать можно не только плоские, но также и выпуклые поверхности. В этом случае к движку станка подключается специализированный механизм фиксации заготовки. Вращение двигателя передается обрабатываемому изделию, оно начинает перемещаться с заданной скоростью и лазерный луч наносит изображение со всех сторон.

Лазерные станки по металлу

Лазерный станок по металлу — высокотехнологичное оборудование для быстрого и качественного раскроя листового металла.
Особенность резаков по металлу заключается в том, что его мощность значительно выше CO2 станков за счет оптоволоконного излучателя. В наших станках устанавливаются такие излучатели как IPG, Maxphotonics, Raycus.

Компания Лазеркат организует доставку в России и СНГ, а также проведет бесплатную демонстрацию работы станка в Санкт-Петербурге и Москве и в других городах России.

Лазерные станки по металлу - каталог

Сортировка:

Станок по металлу Wattsan 1325E для резки листа

Лазерный станок по металлу

Станок по металлу Wattsan 1325S для резки листа

Лазерные станки по металлу
Статья
Видео

Как выбрать лазерный станок по металлу?

Станок по металлу Wattsan 1530E для резки листа

~~2 854 000 ₽~~
2 350 000 ₽

Станок по металлу Wattsan 1530S для резки листа

~~3 417 000 ₽~~
2 814 000 ₽

Лазерный станок по металлу с со сменными столами

~~3 995 000 ₽~~
3 290 000 ₽

Поставка «под заказ»

Оборудование идет в среднем 60 рабочих дней . Отгрузка происходит в течении 1—3 рабочих дней.

Забудьте о простоях производства с вечными металлорезами WATTSAN

Полное оснащение производства под ключ: начиная с проекта и заканчивая 100% сервисом*!

* Собственная сервисная служба гарантирует оперативное реагирование 24/7

Сварная станина, прошедшая обжиг в печи

Станина — это фундамент металлореза, от нее напрямую зависит точность и долговечность станка.

Станок по металлу Wattsan 1530S для резки листа и труб

Лазерный станок по металлу с модулем для резки труб

~~5 951 000 ₽~~
4 901 000 ₽

Станок по металлу Wattsan 1530S для резки листа в кабине

Лазерный станок по металлу со сменнными столами и защитной кабиной

~~5 705 000 ₽~~
4 698 000 ₽

Лазерный станок по металлу с модулем для резки труб и сменными столами

~~6 529 000 ₽~~
5 377 000 ₽

Станок по металлу Wattsan 1530S для резки листа и труб в кабине

Лазерный станок по металлу с модулем для резки труб, сменными столами и кабиной

~~7 708 000 ₽~~
6 348 000 ₽

3d лазерные граверы
Китайские станки с ЧПУ
Китайские станки с ЧПУ по металлу
Лазерные станки для резки поролона
Лазерный гравер
Лазерный гравер для бизнеса
Лазерный гравер для зеркала
Лазерный гравер для печатей и штампов
Лазерный гравер для печатных плат
Лазерный гравер для сувениров
Лазерный гравер для фанеры
Лазерный гравер по дереву
Лазерный гравер по металлу
Лазерный станок CO2
Лазерный гравер CO2
Лазерный станок для выжигания по дереву с ЧПУ
Лазерный станок для дома
Лазерный станок для домашней мастерской
Лазерный станок для изготовления шевронов
Лазерный станок для производства масок
Лазерный станок для резки кожи
Лазерный станок для резки оргстекла
Лазерный станок для табличек
Мини лазерный гравер
Мини лазерный станок
Настольный лазерный станок
Станки для изготовления топперов
Станок для изготовления ложементов
Настольный фрезерный станок с ЧПУ
Мини фрезерный станок с ЧПУ
Мощные фрезерные станки
Лазерные станки и граверы в Екатеринбурге

Станок для лазерной резки листового металла с ЧПУ успешно применяется на современных производствах.

К преимуществам использования данного оборудования можно отнести:

высокая точность раскроя металла;
отсутствие заусенцев и наплавов на кромке материала;
возможность получения отверстий с диаметром меньше толщины металла;
обработка детали любой сложности и траектории;
на данных станках можно обрабатывать любой металл: сталь, титан, алюминий и т.д.;
экономичное использование материала.

Купив станок лазерной резки листового металла, вы гарантированно сможете решить целый комплекс задач от начала этапа проектирования до полноценного запуска и дальнейшего совершенствования производственного процесса.

Если ваша компания заинтересована в приобретении качественного оборудования для лазерной резки твердых материалов, мы предлагаем вам купить станок лазерной резки металла в компании Lasercut.

Демонстрация наших станков в более 50 городах России или Online

Подберем оборудование для вашей задачи с учетом всех тонкостей.
80% клиентов выбирали оборудование благодаря нашей консультации.

Читайте также: