Лазерная резка подразумевает использование сфокусированного лазера высокой мощности для раскроя листовых материалов — пластика или металла. В области реза лазер нагревает часть заготовки до температуры ее плавления — в результате материал испаряется и выдувается струей газа. Лазерная резка обеспечивает точность и четкость реза, за счет чего стала популярным решением для различных производственных задач.
Особенности резки нержавеющей стали
Трудности при раскрое нержавеющей стали связаны со свойствами сплава:
- значительное содержание легирующих присадок вызывает зашлаковывание поверхности вдоль реза;
- в результате нагрева нержавеющей стали образуются тугоплавкие оксиды, которые усложняют прохождение лазера по контуру реза, из-за чего возрастает и расход электроэнергии;
- содержание хрома и никеля снижает текучесть стали, поэтому рез получается неровным, а поверхность покрывается дефектами.
Лазерная резка нержавеющей стали — трудоемкий процесс, однако он остается лучшим из имеющихся вариантов, благодаря точности, возможности вырезать детали сложных форм и конфигураций, отсутствию физического контакта с заготовкой, а также минимальному воздействию на материал и автоматизации процесса.
Если толщина листа более 5 мм, необходимо усилить излучение лазера, чтобы он смог проникнуть внутрь сплава и раскроить его. При этом при резке нержавеющей стали для охлаждения зоны реза и удаления отходов применяется очищенный азот.
Способы лазерной резки нержавеющей стали
Лазерная резка осуществляется на специальных установках, включающих источник энергии, оптическую систему и стержень рабочего тела из редкоземельных элементов или кристаллов. В газовых установках рабочее тело заменяет газ или смесь инертных газов.
Лазерный луч, многократно отражаясь и усиливаясь, проходит через оптическую систему и оказывает на поверхность заготовки тепловое воздействие. В волоконных установках, которые применяются для резки отражающих металлов, зеркала заменяет стекловолокно. За счет этого уменьшается риск повреждения установки при отражении лазера от металлической поверхности.
На скорость лазерной резки влияет теплопроводность металлов: чем она ниже, тем проще сконцентрировать тепловое воздействие в узкой области. Благодаря этому излучение лазера сохраняет свою мощность и не рассеивается. Если металл обладает высоким показателем теплопроводности, тепло распространяется по металлической заготовке и лазер не может осуществить рез. Поэтому мощность его излучения увеличивается, чтобы в области реза материал достиг необходимой для раскроя температуры.
Лазерная обработка нержавеющей стали осуществляется двумя способами:
- плавлением;
- испарением.
При плавлении стали сфокусированный лазерный луч нагревает узкую область. Для охлаждения и удаления отходов в область реза направляется газовая струя. Однако необходимость ее использования зависит от конкретной ситуации и проектных требований.
При испарении луч генерируется в виде коротких и мощных импульсов, фокусирующихся в узкой области. Как только сталь достигает определенной температуры, она испаряется — ее молекулы превращаются в пар. При испарении стали выполняются две операции — врезка или раскрой.
- Врезка предполагает формирование сквозных микроразрезов с различными диаметрами.
- Раскрой предваряется прожигом стальной заготовки – выполняется разрез с минимальным диаметром. Далее лазер движется по заданному контуру.
Преимущества
Благодаря использованию специализированного оборудования, лазер осуществляет точный и качественный рез, не нарушая целостности материала. Поэтому лазерные установки используются для различных производственных задач – изготовления деталей, проделывания отверстий, гравировки и маркировки металла. На востребованность лазерной резки влияют три основных преимущества:
Точность. Погрешность при резке не превышает 0,08 мм. При этом мощность луча регулируется в зависимости от толщины листа и просто увеличивается в случае необходимости – например, при резке листов от 5 мм.
Автоматизация. Лазерная резка выполняется на станках с ЧПУ: лазер движется по заданному контуру, при этом ввиду отсутствия оператора исключается возможность ошибки, допущенной из-за усталости или истощения. К тому же сокращаются потери материалов и снижаются расходы на технологические процессы.
Качество. Лазерный луч дает возможность получить четкие и аккуратные контуры, а также вырезать детали сложных форм. Кроме того, лазерная установка гарантирует точность формы до 0,1 мм и гладкие кромки, которые не нуждаются в дополнительной обработке – лазер не вызывает деформаций и загрязнения поверхности.
