Лазерная резка: технологии, оборудование и области применения

Принципы лазерной резки и параметры обработки

Лазерная резка относится к методам обработки материалов, основанным на использовании направленного и высокоэнергетического луча. Технология обеспечивает точность реза, чистые кромки и возможность работы с малыми толщинам и сложными геометриями. В зависимости от типа луча выбираются параметры фокуса, скорость перемещения и подача газов. Доступ к информации о расходниках для лазерной резки можно получить по расходники для лазерной резки.

Основной процесс включает концентрированный луч, который нагревает материал выше точки плавления или вызывает испарение. Важные параметры: длина волны, диаметр фокального пятна, мощность, скорость перемещения. Влияние параметров на качество реза отражается в ширине засечки (kerf), термическом воздействии и геометрической точности.

Типы лучей и режимы обработки

• Фиберный луч: высокая концентрация энергии и малая толщина кривых; подходит для металлов, полимеров.
• Ко2 луч: эффективен для неметаллических материалов и тонких металлов; применяется в резке пластика, дерева, композитов.
• Ультрафиолетовый или Nd:YAG: для специальных материалов и микрорезки.

Материалы и режимы резки

Материалы делятся на металлы, неметаллы и композиты. Толщина реза и режимы обработки зависят от типа материала, концентрации энергии и газовой поддержки. Для металлов характерны минимальные зоны термического влияния. Для неметаллов чаще требуется чистая кромка без плавления по краям.

• Металлы: сталь, алюминий, медь, титан; толщина — от нескольких десятков микрометров до нескольких миллиметров в зависимости от лазера.
• Пластики: акрил, полимеры; требуют контроля дымоудаления и газовой поддержки.
• Деревесина и композиты: требуют аккуратной подачи газа и контроля теплового расширения.

Контроль качества и требования к повторяемости

Ключевые параметры качества включают чистоту кромки, отсутствие подгарок, минимизацию деформаций и высокую повторяемость резов. В процессе контроля применяются визуальный осмотр, замеры геометрии, тесты прочности на резах и настройка параметров на тестовой вырезке. Система мониторинга параметров реза помогает выявлять отклонения на ранних стадиях.

Этапы подготовки и постобработки

1. Определение технологического задания: материал, толщина, требуемая геометрия.
2. Выбор типа лазера и параметров: фокусное расстояние, мощность, скорость.
3. Настройка вспомогательных режимов: газ, охлаждение, дымоудаление.
4. Проверка образца и постобработка: удаление заусенцев, шлифовка, контроль точности.

Технологические нюансы и подбор оборудования

Выбор оборудования зависит от требуемого диапазона материалов, точности реза и скорости обработки. В числе факторов — диапазон толщин, качество кромки, тепловые эффекты и требования к чистоте. В рамках проектирования реза учитывают допуски и запас на обработку, а также особенности обработки сложной геометрии.

Тип лазера	Тип материалов	Преимущества	Примеры параметров
Фиберный	Металлы, полимеры	Высокая точность, узкий kerf	мощность 1–6 кВт; скорость 0.5–20 м/мин
Ко2	Пластики, дерево, композиты	Хорошее поглощение у неметаллов	длина волны около 10.6 мкм; мощность 50–1500 Вт
УД/Nd:YAG	Тонкие материалы, микрорезка	Высокая точность на кромке	мощность до 2 кВт; малые толщины