Лазерне різання та інші види термічного різання

Що таке лазерна різка

Використовуючи лазерний промінь високої щільності потужності для опромінення матеріалу, який потрібно розрізати, так що матеріал швидко нагрівається до температури випаровування, випаровування утворення отворів, під час руху променя на матеріалі, отвори безперервно утворюються у вузькій щілині (наприклад, 0,1 мм або близько того), щоб завершити різання матеріалу.

Процес лазерного різання

Газове різання

Різання полум’ям – це стандартний процес, який використовується для різання м’якої сталі з використанням кисню як газу для різання. Кисень створюється під тиском до 6 бар і вдувається в розріз. Там нагрітий метал вступає в реакцію з киснем: починається горіння і окислення. Хімічна реакція виділяє велику кількість енергії (у п’ять разів перевищує енергію лазера), щоб допомогти лазерному променю різати.

Розрізання газифікації

Газифікаційне різання випаровує матеріал, мінімізуючи вплив тепла на навколишній матеріал. Цього можна досягти за допомогою безперервного CO2-лазера для випаровування матеріалів із низьким-нагріванням і високим-поглинанням, таких як тонкі пластикові плівки та -неплавких матеріалів, таких як деревина, папір і піна.
Ультракороткі імпульсні лазери дозволяють застосовувати цю технологію до інших матеріалів. Вільні електрони в металі поглинають лазер і різко нагріваються. Лазерний імпульс не реагує з розплавленими частинками та плазмою, матеріал безпосередньо сублімується, і немає часу, щоб енергія передалася навколишньому матеріалу у вигляді тепла. Пікосекундні імпульси видаляють матеріал без видимого теплового ефекту, без плавлення та утворення задирок.

Розплавне різання

Різання з розплаву є ще одним стандартним процесом, який використовується під час різання металів. Його також можна використовувати для різання інших легкоплавких матеріалів, наприклад кераміки. В якості ріжучого газу використовується азот або аргон, а через проріз продувається газ під тиском 2-20 бар. Аргон і азот є інертними газами, що означає, що вони не реагують з розплавленим металом у пропилу, а просто видувають його униз. У той же час інертні гази захищають обрізану кромку від окислення повітрям.

Різання стисненим повітрям
Для різання тонких пластин також можна використовувати стиснене повітря. Повітря під тиском 5-6 бар достатньо, щоб видувати розплавлений метал у розрізі. Оскільки майже 80% повітря складається з азоту, різання стисненим повітрям є, по суті, плавленням.

Плазмове-різання

Якщо параметри вибрано належним чином, плазмова хмара з’явиться в різі плазмового-розплаву. Плазмова хмара складається з іонізованих парів металу та іонізованого різального газу. Плазмова хмара поглинає енергію CO2-лазера та перетворює її на заготівлю, щоб більше енергії було зв’язано з заготівлею, і матеріал плавився швидше, що призвело до більшої швидкості різання. З цієї причини цей процес різання також називають високо-швидкісним плазмовим різанням.
Плазмова хмара фактично прозора щодо твердотільних-лазерів, тому плазмове-різання плавлення можна виконувати лише за допомогою CO2-лазерів.

Характеристики лазерного різання

Лазерне різання, порівняно з іншими методами термічного різання, зазвичай характеризується високою швидкістю різання та високою якістю. Конкретно узагальнено в наступних аспектах.

(1) хороша якість різання: завдяки маленькій плямі лазера, високій щільності енергії, швидкості різання, тому лазерне різання може отримати кращу якість різання. ① розріз лазерного різання тонкий і вузький, дві сторони щілини паралельні та перпендикулярні до поверхні, точність розмірів вирізаних частин може досягати ± 0,05 мм. ② поверхня різання чиста та красива, шорсткість поверхні становить лише кілька десятків мікрон, і навіть лазерне різання можна використовувати як останній процес, без механічної обробки, деталі можна використовувати безпосередньо. (③ матеріал після лазерного різання, ширина зони впливу тепла дуже мала, продуктивність матеріалу біля щілини також майже не змінюється, деформація заготовки невелика, висока точність різання, геометрія щілини хороша, форма поперечного-перерізу щілини має більш правильну прямокутну форму.

(2) висока ефективність різання: завдяки характеристикам передачі лазера, машина для лазерного різання, як правило, оснащена кількома робочими станціями з ЧПУ, весь процес різання може бути повністю реалізований з ЧПУ. Операцію, потрібно лише змінити програму ЧПК, можна застосувати до різних форм різання деталей, як для дво-вимірного різання, так і для досягнення три-вимірного різання.

(3) швидкість різання: з потужністю 1200 Вт лазерне різання пластини з м’якої сталі товщиною 2 мм, швидкість різання до 600 см/хв; різання пластини з поліпропіленової смоли товщиною 5 мм, швидкість різання до 1200 см/хв. матеріали під час лазерного різання не потрібно затискати та фіксувати, щоб заощадити інструментальні затискачі, а також заощадити допоміжний час верхніх та нижніх матеріалів.

(4) без{1}}контактне різання: лазерний різак і деталь без контакту, інструмент не зношується. Обробка різних форм деталей, не потрібно змінювати «інструмент», потрібно лише змінити вихідні параметри лазера. Процес лазерного різання має низький рівень шуму, низьку вібрацію, відсутність забруднення.

(5) Розрізання різноманітних матеріалів: композитів з металевою матрицею, шкіри, дерева та волокна. Але для різних матеріалів, через їх власні теплофізичні властивості та різні швидкості поглинання лазера, продуктивність