Neka osnovna znanja o laserskom rezanju

Laseri su se prvi put počeli koristiti za rezanje već sedamdesetih godina prošlog stoljeća. U suvremenoj industrijskoj proizvodnji lasersko rezanje ima sve veću primjenu u obradi limova, plastike, stakla, keramike, poluvodiča, tekstila, drva i papirnih materijala.

Rezanje laserom

Kada fokusirana laserska zraka zasja na obradak, osvijetljeno područje će se naglo zagrijati da otopi ili ispari materijal. Nakon što laserska zraka prodre kroz obradak, počinje proces rezanja: laserska zraka se pomiče duž kontura dok topi materijal. Mlazna struja obično se koristi za otpuhivanje taline od reza, ostavljajući uski razmak širok gotovo koliko i fokusirana laserska zraka između rezanog dijela i okvira.

Rezanje plamenom

Rezanje plamenom je standardni postupak za rezanje čelika s niskim udjelom ugljika, uz korištenje kisika kao plina za rezanje. Kisik se stlači do 6 bara i upuhuje u rez. Tamo zagrijani metal reagira s kisikom: počinje gorjeti i oksidirati. Kemijska reakcija oslobađa veliku količinu energije (do pet puta veću od energije lasera) koja pomaže laserskoj zraci pri rezanju.

Rezanje fuzijom

Rezanje taljenjem još je jedan standardni postupak koji se koristi pri rezanju metala. Također se može koristiti za rezanje drugih topljivih materijala, poput keramike.

Kao plin za rezanje koristi se plin dušik ili argon, a kroz rez se upuhuje tlak plina od 2 do 20 bara. Argon i dušik su inertni plinovi, što znači da ne reagiraju s rastaljenim metalom u rezu, jednostavno ga otpuhuju prema dnu. U isto vrijeme, inertni plin može zaštititi oštricu od oksidacije zraka.

Rezanje komprimiranim zrakom

Za rezanje lima može se koristiti i komprimirani zrak. Tlak zraka od 5 do 6 bara dovoljan je za otpuhivanje rastaljenog metala u rezu. Budući da je gotovo 80% zraka dušik, rezanje komprimiranim zrakom je u osnovi rezanje taljenjem.

Rezanje uz pomoć plazme

Ako su parametri pravilno odabrani, oblaci plazme pojavit će se u rezu rezanja uz topljenje potpomognuto plazmom. Oblak plazme sastoji se od ionizirane metalne pare i ioniziranog plina za rezanje. Oblak plazme apsorbira energiju CO2 lasera i pretvara je u radni komad, omogućujući da se više energije spoji s radnim komadom i da se materijal brže otapa, što rezultira bržim rezanjem. Stoga se ovaj proces rezanja naziva i brzim plazma rezanjem.

Oblaci plazme zapravo su prozirni u odnosu na čvrste lasere, tako da se rezanje taljenjem potpomognuto plazmom može izvesti samo s CO2 laserima.

Rezanje plinofikacijom

Rezanje rasplinjavanjem isparava materijal i smanjuje toplinski učinak na okolni materijal. To se može postići upotrebom kontinuiranih CO2 lasera za obradu materijala s niskim isparavanjem topline i visokom apsorpcijom, kao što su tanki plastični filmovi i netaljivi materijali kao što su drvo, papir i pjena.

Ultrakratki pulsirajući laseri omogućuju primjenu tehnike na drugim materijalima. Slobodni elektroni u metalu apsorbiraju laser i jako se zagrijavaju. Laserski impulsi ne reagiraju s rastaljenim česticama i plazmom, a materijal sublimira izravno, ne ostavljajući vremena za prijenos energije u obliku topline na okolni materijal. Nema očitog toplinskog učinka kada pikosekundni puls ablaira materijal, nema topljenja i stvaranja neravnina.

Parametri: Prilagodite proces

Mnogi parametri utječu na proces laserskog rezanja, od kojih neki ovise o tehničkoj izvedbi lasera i alatnog stroja, dok su drugi varijabilni.

Stupanj polarizacije

Stupanj polarizacije pokazuje koji je postotak laserske svjetlosti pretvoren. Tipični stupanj polarizacije je oko 90%. To je dovoljno za kvalitetan rez.

Žarišni promjer

Žarišni promjer utječe na širinu reza i može se promijeniti promjenom žarišne duljine zrcala za fokusiranje. Manji žarišni promjer znači uži rez.

Položaj fokusa

Položaj fokusa određuje promjer snopa i gustoću snage na površini obratka kao i oblik reza.

Snaga lasera

Snagu lasera treba uskladiti s vrstom obrade, vrstom materijala i debljinom. Snaga mora biti dovoljno visoka da gustoća snage na izratku premaši prag obrade.

Način rada

Kontinuirani način se uglavnom koristi za rezanje standardnih profila strojno obrađenih materijala u veličinama od milimetara do centimetra. Za topljenje perforacije ili izradu preciznog profila koristi se niskofrekventni pulsirajući laser.

Brzina rezanja

Laserska snaga i brzina rezanja moraju odgovarati jedna drugoj. Prebrzo ili presporo rezanje rezultirat će povećanom hrapavošću i stvaranjem neravnina.

Promjer mlaznice

Promjer mlaznice određuje brzinu protoka i oblik plina koji istječe iz mlaznice. Što je materijal deblji, to je veći promjer mlaza plina, au skladu s tim treba povećati i promjer otvora mlaznice.

Čistoća i tlak plina

Kisik i dušik često se koriste kao plinovi za rezanje. Čistoća i tlak plina utječu na učinak rezanja.

Kada se koristi rezanje plamenom kisikom, čistoća plina mora doseći 99,95%. Što je deblja čelična ploča, niži je korišteni tlak plina.

Pri korištenju dušikovog taljenja rezanja, čistoća plina mora doseći 99,995% (idealno 99,999%), a viši tlak zraka je potreban pri topljenju i rezanju debelih čeličnih ploča.

Popis tehničkih parametara

U ranoj fazi laserskog rezanja, korisnici moraju sami odrediti postavke obradnih parametara kroz probna izvođenja. Zreli parametri strojne obrade sada su pohranjeni u upravljačkoj jedinici sustava za rezanje. Za svaku vrstu materijala i debljinu postoje odgovarajući podaci. List s tehničkim podacima omogućuje glatko upravljanje opremom za lasersko rezanje čak i osobama koje nisu upoznate s ovom tehnologijom.

Čimbenici ocjene kvalitete laserskog rezanja

Postoje mnogi kriteriji za određivanje kvalitete laserski izrezanih rubova. Kriteriji poput oblika neravnina, udubljenja, zrnatosti mogu se procijeniti golim okom; Posebnim instrumentima mjeri se okomitost, hrapavost i širina reza. Taloženje materijala, korozija, područja pod utjecajem topline i deformacija također su važni čimbenici u mjerenju kvalitete laserskog rezanja.

Široka perspektiva

Kontinuiran uspjeh laserskog rezanja teško je postići s većinom drugih metoda obrade. Taj se trend nastavlja i danas. U budućnosti će perspektiva primjene laserskog rezanja biti sve šira.