В процессе резки заготовки из металла подвергаются высокотемпературному воздействию на максимально ограниченной площади. Металл на обрабатываемом участке расплавляется и в зависимости от его физико-механических характеристик испаряется или принудительно выдается струей газа. Лазерная резка с ЧПУ исключает механическое воздействие на заготовку и сохраняет основные эксплуатационные характеристики материала.
Основные преимущества и технические ограничения
Лазерная резка металла на станках с ЧПУ имеет следующие преимущества:
- Минимизация отходов. Площадь воздействия лазерного луча составляет 0,5-2 мм, что снижает количество отходов при обработке и позволяет размещать детали на листе максимально близко;
- Точность. Оборудование управляется с помощью компьютера, позволяющего соблюдать микронные допуски при обработке и производить детали сложной конфигурации;
- Гладкость места обработки. При воздействии лазера на заготовку не образуется заусенцев, что исключает необходимость дополнительной обработки;
- Высокая производительность. Скорость раскроя зависит от теплопроводности и жесткости металла, но она в любом случае выше, чем при механической обработке;
- Универсальность. Данный критерий заключается не только в возможности обрабатывать большинство металлов и сплавов, но и в простоте перенастройки оборудования.
Однако раскрой металла лазером имеет и определенные технические ограничения:
- Максимально допустимая толщина листа. Зависит от физических свойств сплава и установки, но преимущественно ограничивается 25-30 мм;
- Низкая эффективность при обработке сплавов и металлов с высокими отражающими характеристиками, например, алюминия;
- Низкий КПД. Только 15% энергии тратится на раскрой. Это особенно заметно при обработке листов толщиной более 12 мм. Кроме того, чем толще заготовка, тем больше времени уходит на ее резку.
Следует отметить, что оборудование для лазерной резки очень дорогое по сравнению со станками для механической обработки.
Особенности лазерной обработки различных металлов и сплавов
Резка листового металла лазером применяется следующим образом:
Материал (металл или сплав) | Толщина листа в мм |
Высоколегированные (нержавеющие) стали | 0,2-12 |
Углеродистые стали | 0,2-30 |
Латунь | 0,2-12 |
Сплавы на основе алюминия | 0,2-20 |
Медь и сплавы на ее основе | 0,2-15 |
Лучшие показатели обработки металлов и сплавов с помощью лазерного луча наблюдаются у материалов с низкой теплопроводностью. Если металл имеет высокую теплопроводность, например медь и алюминий, то тепло от лазера быстро распространяется по всей площади листа, что потребует дополнительных затрат энергии на достижение критических температур в точке раскроя.
Также наибольшую эффективность можно достичь при обработке листов толщиной до 6 мм. Чем тоньше лист, тем выше скорость обработки. Несмотря на то, что лазерный раскрой более точный, его целесообразно применять на металлических листах не более 20-25 мм толщиной.
