Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Серед великої кількості технологій по обробці заліза лазерна різка виділяється економічністю і продуктивністю. Ця технологія дозволяє не тільки сверхточно виробляти вироби зі складним геометричним контуром, але і забезпечує високу швидкість виготовлення цих виробів.

опис технології

При застосуванні лазерного різання вальцюються метал піддається впливу ефектів відображення і поглинання випромінювання від лазера. Зміна габаритів і форми елементів при лазерній обробці досягається завдяки впливу двох результатів випромінювання: плавлення і випаровування. Опис процесу полягає в наступному:

  • Лазерний промінь впливає на залізо в певній точці.
  • Спочатку елементи плавляться до оптимальної температури, потім починається процес плавки металу.
  • У фазі плавлення виникають поглиблення.
  • Вплив енергії випромінювання лазера призводить до 2 фазі процесу - кипить і випаровується металеве речовина.

Однак, останній механізм вимагає високих енерговитрат і здійснимо лише для досить тонкого металу. Тому на практиці різання виконують плавленням. При цьому з метою істотного скорочення витрат енергії, підвищення товщини оброблюваного металу і швидкості розрізання застосовується допоміжний газ, що вдихається в зону різу для видалення продуктів руйнування металу. Зазвичай в якості допоміжного газу використовується кисень, повітря, інертний газ або азот. Така різка називається газолазерной.

Різновиди лазерних приладів

Лазер складається з елементів:

  • Особливої ключа енергії (системи накачування).
  • Робочого об'єкта, що володіє можливістю вимушеного випромінювання.
  • Оптичного резонатора (набір спеціалізованих дзеркал).

Належність обробки до тієї чи іншої варіації визначається за методом застосовуваного лазера і його мощі. Зараз є таке класифікація лазерів:

  1. Твердотільні (міць не більше 7 квт).
  2. Газові (міць до 22 квт).
  3. Газодинамічні (міць від 110 квт).

У виробничих цілях найбільшою популярністю користується обробка заліза з твердотілим приладом. Світловипромінювання може подаватися в імпульсному або суцільному режимі. Як трудового тіла застосовується рубін, стекло з добавкою неодиму або CaF2 (флюорит кальцію). Головним достоїнством твердотільних лазерів вважається здатність створення потужного імпульсу енергії за кілька секунд.

Газові лазери використовуються для обробки заліза в технологічних і наукових цілях. Активним каталізатором виступає суміш газоподібного азоту, вуглекислого газу і гелію, елементи яких активізуються електричним розрядом і дають лазерному променю монохромність і спрямованість.

Величезною потужністю відрізняються газодинамічні пристрою. Робоче тіло - вуглекислий газ. Спочатку газ прогрівається до найвищої температури, яку потім він пропускається через невеликий канал, де трапляється розширення і подальше охолодження вуглекислого газу. В результаті цієї процедури виділяється енергія, що застосовується для лазерної обробки заліза.

Газодинамічні пристрою можна застосовувати для обробки заліза з будь-якою поверхнею. Завдяки невеликій витраті променевої енергії, їх можна розмістити на відстань від оброблюваної частини і при цьому зберегти якість різання заліза.

устаткування

Лазерні пристрої для різання заліза складаються з елементів:

  • Спеціалізованого випромінювача (твердотільний або газовий прилад). Повинен володіти потрібними енергетичними і оптичними показниками.
  • Система формування променів і газу. Відповідає за подачу променя від мети випромінювання до деталі, яка обробляється, і зміна показників надходить до точки робочого газу.
  • Пристрій пересування (координації) як самого заліза, так і впливає на нього лазерного променя. А також включає в себе електроісполнітельний механізм, привід і мотор.
  • АСУ (автоматизована система управління). Регулює лазерний промінь і управляє координатним механізмом і системою транспортування та формування променя і газу. Забезпечена різноманітними датчиками і підсистемами.

Сучасний прилад різання заліза здатний виконувати будь-які складні завдання, навіть художню різання. Їх виготовленням займаються як російські фірми ( «Технолазер»), так і іноземні підприємства (німецька фірма «Trumpf»).

Лазерне різання тонкого заліза

Промисловим виробникам зручніше застосовувати листи металу для нарізки, ніж необроблені частини великої товщини. При цьому можна економити електроенергію і застосовувати методи різання листового заліза з більшою потужністю.

Методи нарізки заліза, лист якого підготовлений до обробки, - це киснева нарізка (випалювання), різання групою газів (аргон, азот) і стиснутим повітрям. Серед достоїнств лазерної нарізки листового заліза перед іншими видами обробки можливо виділити:

  • Велику точність віддачі і нарізки лазерного променя.
  • Виникає менше пилу на площині деталі.
  • Маленька ймовірність нанесення ушкоджень листу заліза.
  • Зниження енергетичних витрат.
  • Формування об'ємних простих конструкцій з високий швидкістю і найменшою площею оброблюваної матеріалу.

Завдяки своїм плюсів і застосування точного передового обладнання, різка заліза використовується для створення:

  • Частин машинобудівної техніки.
  • Декоративних підставок, полиць, стелажів і оснащення для торгової промисловості.
  • Складових котлів, ємностей, димоходів та печей.
  • Ланок дверей і воріт, кованих огорож.
  • Особистого дизайну шаф і корпусів.
  • Своєрідних вивісок, букв і трафаретів.

Використання різання має масу переваг перед іншими видами обробки металу. Тому все більше підприємств вживають в своєму виробництві саме лазерну обробку заліза.

Інноваційні лазерні комплекси

Всесвітня станочная індустрія йде в ногу з часом і дає своїм споживачам всіляке електрообладнання для різання заліза. Багатокоординаційно апарати покликані змінювати гучні і низько плідні механічні різаки. Енергія лазера залежить від специфіки виробництва і фінансового обґрунтування обраного агрегату. Новітнє покоління прецесійного обробляють верстатів з ЧПУ дозволяють проводити обробку матеріалів з вірністю до 0, 005 мм. Метраж обробки окремих моделей лазерних установок досягає багатьох квадратних метрів.

Величезним достоїнством вважається мінімізація людського фактора, що міститься у високій автоматизації промислового процесу. Геометрія компонентів задається в макропрограммний блок, виконуючий управління лазером і трудовим столом з болванкою. Системи настройки фокусу машинально вибирають достатній відстані для дієвого різання.

Специфічні теплообмінники регулюють температуру лазерного агрегату, видаючи оператору контрольні відомості справжнього стану інструменту. Лазерний механізм оснащується клапанними пристроями для підключення газобалонного постачання, щоб забезпечити подачу запасних газів в робочу частину. Система димоулавліванія покликана поліпшити витрати на витяжну витяжку, включаючи її прямо в момент обробки. Зона обробки повністю екранується запобіжним кожухом для захищеності обслуговуючого персоналу.

Різка листового заліза на сучасному обладнанні перетворюється в легкий процес завдання числових характеристик і отримання на виході готового компонента. Продуктивність обладнання безпосередньо залежить від характеристик верстатного комплексу і кваліфікації оператора, формує програмний код. Методика різання заліза пропорційно вписується в концепцію роботизованого виготовлення, покликаного повністю позбавити людину від важкої праці.

Виробники пропонують різні типи лазерних верстатів:

  1. Багатоцільові.
  2. Спеціальні.

Вартість перших більше, але вони дають можливість виробляти кілька операцій і випускати деталі більш важкою форми. Чимала кількість ринкових послуг дає можливість вибору для зацікавлених покупців.

Професіонали машинобудівних підприємств розуміють можливості використання наданої технології для виготовлення точних деталей з чудовою шорсткістю. Область використання обширна: від звичайного розкрою листового металопрокату до придбання складних кузовних деталей автомашин.

Видимі плюси нарізки заліза зводяться до декількох аспектах:

  • Висока якість обробленої поверхні.
  • Ощадливість матеріалу.
  • Уміння роботи з неміцними матеріалами і дрібними заготовками.
  • Імовірність отримання компонентів складної конфігурації.

Серед мінусів:

  • Висока ціна оснащення.
  • І витратних матеріалів.

Нарізка заліза і кольорових металів користується величезним ринковим попитом. Лазерні технології інтенсивно застосовуються в декоративному творчості при створенні дизайнерських прикрас та унікальних сувенірів.

Рішення про використання обробки повинно прийматися з урахуванням розрахунку окупності оснащення і величиною експлуатаційних витрат. В даний час подібні установки можуть собі дозволити в основному великі підприємства з немаленьким виробничим циклом. З розкручуванням технології будуть зменшуватися вартість верстатів і величина споживаної енергії, тому в майбутньому лазерні агрегати витіснять своїх конкурентів.

Переваги та недоліки технології

Нарізка залізних виробів має безліч значимих переваг в порівнянні з іншими способами різання. З численних переваг цієї технології варто в обов'язковому порядку зазначити наступні:

  1. Інтервал товщини виробів, які можна успішно піддавати гравірування, досить широкий: сталь - від 0, 2 до 22 мм, мідь і латунь - від 0, 3 до 16 мм, сплави на базі алюмінію - від 0, 3 до 22 мм, нержавіюча сталь - до 55 мм.
  2. При застосуванні лазерних апаратів виключається потреба механічного контакту з оброблюваної складовою частиною. Це дозволяє виробляти, таким чином, різання просто деформуються і тендітні деталі, не хвилюючись за те, що вони будуть зіпсовані.
  3. Отримати за допомогою нарізки продукт необхідної конфігурації просто для цього досить завантажити в блок регулювання лазерного агрегату креслення, зроблений в спеціальній програмі. Все інше з найменшим ступенем похибки (достовірність до 0, 2 мм) здійснить обладнання, оснащене комп'ютерною системою управління.
  4. Агрегати для виконання нарізки можуть з великою швидкістю обробляти нетовсті листи із сталі, а також вироби з твердих сплавів.

Лазерна обробка здатна повністю замінити дорогі науково-технічні операції лиття і штампування, що доречно в тих випадках, коли потрібно виготовити маленькі партії продукції. Можна істотно знизити початкову вартість продукції, що досягається за рахунок більш високої швидкості і вироблення процесу обробки, зниження обсягу залишків, відсутності потреби в подальшій механічній обробці.

Поряд з високою потужністю, прилади для лазерної обробки становлять особливу універсальність, що дає можливість обчислювати з їх допомогою завдання будь-якого рівня складності. У той же час для лазерної обробки характерні і певні недоліки.

Через високу сили і значного енергоспоживання оснащення для лазерного різання, первісна вартість виробів, виготовлених з його використанням, вище, ніж при їх виробництві способом штампування. Однак це можна зарахувати тільки до тих ситуацій, коли в собівартість штампованого елемента не включена ціна виробництва технологічної оснастки.

Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Категорія:

Інструменти