Резка — технологический процесс формоизменения металла и наиболее эффективный способ придать заготовке окончательную форму. Раскрой осуществим разными методами, однако более эффективны термические. Главное преимущество высоких температур — точный и ровный рез без необходимости дополнительной обработки.
Пожалуй, самым технологичным методом термической обработки является лазерная резка: технология не столько плавления металла, а его испарения под действием коротких вспышек.
Суть сублимационной резки
Сублимация как физический процесс означает переход вещества из твердого состояния в парообразное, минуя стадии плавления и кипения. Сублимационная резка исключает образование расплава на металлической детали. За счет того что раскрой производится без механического контакта с поверхностью заготовки исключены также и надрывы материала.
Сама лазерная установка генерирует поток световых частиц, нагревающий металлическую поверхность до температуры, при которой металл начинает испаряться. В процессе используют инертные или химически пассивные газы — азот, гелий, аргон.
Луч работает в режиме коротких импульсов — их длина рассчитана таким образом, чтобы воздействовать только на заданный участок металла. Локальное повышение температуры происходит настолько быстро, что жидкий материал не успевает скопиться: одна часть материала испаряется, а другая — выбрасывается потоком вспомогательного газа.
Существует несколько типов лазеров, которые используют при испарительной резке — эксимерные, диодные, CO2-лазеры. Весь процесс контролируется компьютером, который регулирует мощность и скорость лазерного луча.
Преимущества и недостатки технологии
- Точечное тепловое воздействие. Длительность до наносекунд — характеристики металла остаются неизменными в области кромок и всей детали;
- Отсутствие механического контакта. Доступна обработка хрупких материалов;
- Качество без дополнительной обработки. Кромки реза не имеют ярко выраженной шероховатой структуры, как при плавлении или газовой резке. Поверхность не окисляется, заготовка может покрываться лаком или свариваться без дополнительной обработки.
- Обработка особо твердых материалов.
Сублимационная резка имеет ряд особенностей, которые необходимо учитывать:
- Высокие энергозатраты. Для сравнения: температура плавления чистого алюминия — 660 °С, кипения — 2 519 °С, а для испарения необходимо вложить в заготовку в 3,8 раза больше энергии;
- Невысокая скорость резки. Относительно других термических методов резки;
- Невозможность обработки заготовок большой толщины. Более 1 мм.
Сфера применения
Режим испарения металла под воздействием лазера нужен редко. Сублимационная резка используется при изготовлении металлических деталей, для которых важно сохранить исходные свойства материала, а также обеспечить высокую точность: микроэлектроника, робототехника, изготовление медицинских приборов и средств микрохирургии.
Подводя итог
Сублимационная резка является одной из самых действенных и эффективных. Ее принцип заключается в испарении металла, находящегося в зоне раскроя, под воздействием высоких температур. Технология позволяет получить рез высокого качества: с минимальным количеством расплава, ровными и гладкими кромками. Испарительная резка нашла свое применение в сферах, где важна высокая точность деталей, а также там, где требуется избегать расплавленного материала.
