Лазерная резка — высокотемпературное воздействие на заготовку с помощью инертного или активного газа. Разные металлы ведут себя в процессе резки по-разному, так как различаются теплопроводностью, степенью поглощения излучения и другими параметрами. Поэтому под каждый металл нужно подбирать оборудование, режим и газовую среду.
Алюминий — лёгкий и мягкий металл с высоким коэффициентом поглощения. Чтобы расплавить его лазером, нужно больше энергии, чем для стали. Это повышает риск нагрева и деформации соседних участков.
Резка алюминия — одна из самых востребованных услуг. Он используется во многих отраслях:
- в машиностроении: для изготовления корпусов, кожухов, табличек;
- в приборостроении: для изготовления корпусов и панелей;
- в авто- и мотопромышленности — тюнинг и декор;
- в наружной рекламе: щиты, таблички, указатели;
- изготовление спортивного и походного снаряжения;
- в мебельном производстве, моделировании и других сферах.
Популярность алюминия связана с тем, что этот металл легко принимает нужную форму, легок, не подвержен коррозийной деформации, а также выгоден в производстве с финансовой точки зрения. Алюминий хорошо поддаётся протяжке и гибке, но плохо реагирует на механическую резку: материал склонен к образованию заусениц. Поэтому — если нужно придать алюминиевой заготовке сложную форму, — используют лазерную резку и гравировку.
Оборудование для резки алюминия
Оборудование для лазерной резки алюминия бывает оптоволоконным и газовым.
- Оптоволоконный лазер генерирует очень тонкий луч, что обеспечивает более аккуратный разрез и высокую скорость.
- Диаметр луча газового лазера в 10 раз больше, чем оптоволоконного. Он используется на материалах толщиной от 8 мм, где даёт более ровный и качественный край.
Кроме того, лазеры различаются по мощности. Маломощные (от 0,5 кВт) используются в работе с чёрными металлами. Мощные (от 1 кВт) подходят для цветных металлов и их сплавов.
Алюминий обрабатывают на газовых станках. Они достаточно мощные, чтобы обеспечить ровный и точный раскрой, и при этом аккуратно дозируют тепловое воздействие, не позволяя заготовке перегреваться.
Температура в месте резки — около 700 °С.
Процесс проходит в инертном газе, который подаётся под давлением до 10 атм. Инертный газ не поддерживает выделение тепла, а подача под давлением отводит излишки тепла и продукты плавления. Чаще всего использую азот, он эффективно удаляет мельчайшие капли металла.
Для сравнения: если резать алюминий в кислороде, на краях появятся заусенцы и шероховатости. Это связано с тем, что будет выделяться слишком много тепла (кислород поддерживает горение) и капли расплавленного металла осядут на срезе.
Результат — ровные чистые срезы и отсутствие деформации соседних участков. Излишки расплавленного металла могут оседать в виде грата на внутренней части среза, но их легко удалить шлифовкой.
Аналогично алюминию проходит резка латуни.
Какие алюминиевые материалы можно резать
Все изделия и сплавы из алюминия хорошо поддаются лазерной резке, если параметры процесса подобраны верно:
- гладкий алюминиевый лист;
- рифлёный лист;
- анодированный лист (покрытый декоративным слоем);
- дюраль (сплав с медью, железом, кремнием).
Выводы
- Алюминий — сложный в обработке металл. Несмотря на мягкость и небольшой вес, он имеет высокие теплопроводность и коэффициент отражения.
- Для резки алюминия используют газовые лазеры в инертной среде. Так заготовка получает достаточно мощности для плавления, но не деформируется от перегрева.
- Резка и гравировка по алюминию востребованы почти во всех отраслях промышленности.
