Качественный скачок в разрезе технологий обработки металлов дала лазерная резка. Новые процессы разрабатываются и внедряются до сих пор. Высокоточное оборудование под управлением цифровых систем – ЧПУ – позволяет кратно повысить производительность труда и сэкономить трудозатраты.
Классификация лазеров
Большой набор рабочих и физических характеристик позволяет классифицировать лазеры по ряду признаков:
- по назначению: на технологические, исследовательские, зондирующие и измеряющие;
- по типу активной среды: на твердотельные, полупроводниковые, жидкостные, волоконные;
- по режиму работы: на непрерывные и импульсно-периодические;
- по мощности: на маломощные, средней мощности, высокомощные и сверхмощные;
- по длине волны: на инфракрасные, ультрафиолетовые, видимые, рентгеновские.
Также лазеры разделяются и по методу накачки. Они могут накапливать и излучать энергию под действием электрического тока, химической реакции, оптического импульса. Лазеры дают возможность генерировать световой поток в оптическом диапазоне спектра. В качестве активных сред используются вещества, которые могут иметь различные агрегатные состояния: твёрдое, газообразное, жидкое.
Сегодня чаще всего лазерные лучи работают в газовых средах, для возбуждения которых используется электрический ток. Электроны мощного электрического разряда легко возбуждают аргон, водород, кислород в широком диапазоне энергии. Газоразрядный метод возбуждения применяется как в импульсных лазерных установках, так и в установках непрерывного действия.
Воздействие лазерного излучения на материалы
Процесс воздействия лазера на поверхность различных материалов достаточно сложен. Он зависит от свойств самой поверхности, её внутренних слоёв, а также структуры материала.
Нагрев и испарение
Нагрев и испарение поверхности можно наблюдать при лазерной резке металлов. Оптическая головка формирует минимально возможный диаметр лазерного луча на определённом расстоянии от поверхности. Происходит её интенсивный нагрев, переход поверхностного слоя в текучее состояние с последующим испарением.
Мощность лазерного излучателя современных станков для резки металлов может составлять до 50 кВт. Такая энергия используется в промышленном оборудовании для резки высокопрочных сплавов, таких как титан.
Лазерная абляция
Суть лазерной абляции состоит в совокупности сложных физико-химических процессов. Плавление и быстрое испарение материалов происходит за счёт воздействия энергии коротких лазерных импульсов. Они сопровождаются взрывным формированием пароплазменной среды, направляемой на контактную поверхность.
Уникальность абляции в том, что критические значения мощности лазерного луча не зависят от свойств материала и длины волны сгенерированного излучения.
Фотоядерное воздействие
Фотоядерное воздействие на материалы оказывается за счёт лазерного излучения в среде плазмы, которое преобразуется в потоки заряженных частиц. Под воздействием сверхмощного ядерного импульса на твёрдую поверхность генерируются гамма-кванты и потоки протонов. Энергия воздействия составляет несколько десятков МэВ.
Фотоядерные процессы давно и успешно применяют в ОПК и военных технологиях. Они позволяют моментально поражать чувствительные элементы оборудования, техники, приборов. К примеру, ультракороткий импульс лазера может на расстоянии в несколько сотен метров вывести из строя электронную начинку оборудования в металлическом корпусе. При этом физического разрушения не происходит.
Оборудование для лазерной обработки
Сегодня услуги лазерной резки металлов являются одними из самых востребованных на рынке строительства и производства. Создание современных металлоконструкций, сооружений, строительных объектов немыслимо без высокоточного раскроя стали, чугуна, алюминия, цветных металлов. Лазерная обработка считается самой технологичной и точной.
Для обработки металлов применяется различное оборудование. Наиболее популярное – лазерные станки с цифровым программным управлением – ЧПУ. Выбор режима резки, позиционирование, скорость подачи материала контролируются и регулируются интеллектуальной системой управления. Человек выполняет лишь роль оператора.
Преимущества такого оборудования – это:
- высокая точность;
- низкое энергопотребление;
- практически нулевая деформация металла;
- большая производительность.
Данные достоинства тесно связаны с характеристиками бесконтактной обработки.
Бесконтактная обработка
Оптика лазерного станка воздействует на поверхность металла на определённом расстоянии, не вступая с ней в контакт. Это главное преимущество в сравнении со станками, использующими режущий инструмент и оснастку. Сталь не подвергается механическому воздействию, не деформируется и не накапливает усталостных напряжений. Диаметр пятна лазера минимален, за счёт чего достигается высокая чистота и точность реза.
Плотность энергии
Мощность лазерной головки современных станков с ЧПУ может составлять до 150 Вт/см² поверхности. Это в десятки раз больше мощности пламени или факела, электрической дуги. Высокая концентрация энергии на маленькой площади позволяет обрабатывать микроскопические области поверхности, не нарушая целостность поверхности вне зоны контакта. Это часто встречается на практике: надписи на кнопках клавиатуры, текст на одежде, сувенирах, брелках наносится с помощью лазерного луча. Высота букв может составлять десятые доли миллиметра, а их чёткость идеальная.
Сегодня на производствах и в промышленности применяют все типы лазерного оборудования: газовые лазеры, твердотельные, лазеры на красителях, полупроводниковые и оптоволоконные лазерные станки.
Компания Lazer Rezal следит за развитием техники и технологий, постоянно обновляя и модернизируя производственные мощности. Сегодня новым и постоянным клиентам предлагаются широкий спектр услуг по обработке металлов: от высокоточного раскроя до создания готовой продукции. Комплексные работы выполняются на собственных производственных площадях, оснащённых современными лазерными станками с ЧПУ.
Лазерная резка металлов на станках с ЧПУ – это идеальное качество и «нулевая» погрешность, быстрое выполнение заказов любых объёмов, низкие цены и гарантия результата.
