7 главных преимуществ использования лазерных резаков для листового металла и труб

Копировать Х Фейсбук LinkedIn Электронная почта Печать

Операции резки являются важнейшими компонентами изготовления деталей в производственном секторе, причем одним из основных методов является лазерная резка листового металла. Этот метод очень эффективен для резки металла, сплавов и неметаллов. Лазерные резаки для листового металла и труб используют процесс термической резки, который использует лучи света (лазеры), направленные на заготовку, чтобы расплавить или испарять материалы до тех пор, пока не будет достигнута желаемая форма. Этот метод выделяется как один из самых эффективных методов резки листового металла. В этой статье мы предоставим важную информацию о лазерной резке с лазерные резаки для листового металла и труб чтобы помочь вам принять обоснованное решение перед использованием этой технологии. Давайте погрузимся!

Что такое лазерная резка листового и трубчатого металла?

Субтрактивные производственные процессы необходимы для модификации материалов при изготовлении деталей, а лазерные резаки для листового металла и труб представляют собой один из стандартных методов резки и удаления компонентов из заготовки. Эта технология подразумевает использование лазерных лучей для вырезания кусков материала с исключительной точностью.

Процесс лазерной резки осуществляется с помощью технологии числового программного управления (ЧПУ), которая обеспечивает его исключительную точность. Перед началом резки с ЧПУ или лазерной резки оператор должен ввести коды или программы, которые детализируют дизайн или шаблоны, в компьютер, обеспечивая бесперебойный и точный процесс резки.

Процесс лазерной резки листового металла и труб

Лазерная резка листового металла и труб подразумевает использование лазерных лучей для плавления металлов и сплавов, что приводит к гладким и острым срезам. Этот процесс резки состоит из двух операций, которые работают в гармонии.

Первая операция включает в себя поглощение материалом сфокусированного лазерного луча, который обеспечивает энергию, необходимую для создания реза. Вторая операция включает в себя режущее сопло, которое концентрично с лазером, поставляющее технологический газ, необходимый для резки. Этот газ служит для защиты обрабатывающей головки от паров и брызг, а также помогает удалять излишки материала из реза.

По сути, существует три метода лазерной резки металлических листов и труб.

1. Резка лазерным лучом

В процессе резки лазерным лучом методом плавления используется инертный газ, в основном азот. Низкореакционный технологический газ непрерывно испаряет зазор между режущей кромкой и материалом. По мере удаления расплавленного материала инертный газ предотвращает окисление на режущей кромке, не вмешиваясь в процесс.

Этот метод лазерной резки подходит для резки плоских тонких листов алюминиевых сплавов и нержавеющей стали, требующих высокой эстетической привлекательности и меньшего количества отделочных операций.

2. Лазерная сублимационная резка

Как следует из названия, резка сублимацией лазерного луча испаряет материал. Вместо того, чтобы расплавлять материал, как в других процессах лазерной резки, они немедленно переходят из твердого состояния в газообразное — сублимация.

Как и резка плавлением, резка сублимацией лазерного луча использует инертные газы для выдувания паров материала из пропила. Таким образом, на режущей кромке нет окислителей. Она часто используется при резке органических материалов, таких как дерево, кожа, текстиль и т. д.

3. Лазерная газовая резка

Лазерная резка пламенем использует горючий газ – кислород для выталкивания расплавленного материала. Лазер нагревает заготовку, создавая самовозгорание после расплавления материала. Кислородный газ обеспечивает больше энергии для процесса резки за счет окисления – экзотермической реакции.

Газовая резка идеально подходит для резки мягкой стали и легкоплавких материалов, таких как керамика. Этот процесс резки может вызвать ожоги на поверхности реза, поскольку газ является окислителем. Правильная оптимизация параметров процесса поможет предотвратить образование заусенцев.

Типы лазеров для резки листового металла и труб

Когда дело доходит до резки листового металла и труб, используются различные типы лазеров, каждый из которых имеет свои преимущества и области применения. Вот основные типы лазеров, используемые в этом процессе:

CO2-лазеры

Лазеры CO2 широко используются для резки металлических листов и труб благодаря своей высокой мощности и эффективности. Они производят непрерывную волну инфракрасного света, что делает их эффективными для резки толстых материалов. Лазеры CO2 подходят для различных металлов и неметаллов, но они особенно известны своей способностью резать более толстые листы с превосходным качеством кромок.

Волоконные лазеры

Волоконные лазеры набирают популярность в металлообрабатывающей промышленности из-за их способности резать отражающие материалы, такие как алюминий и медь, более эффективно, чем лазеры CO2. Они создают лазерный луч высокой интенсивности, пропуская свет через волоконно-оптический кабель, что приводит к более сфокусированному и концентрированному лучу. Эта технология обеспечивает более высокую скорость резки и большую точность, что делает волоконные лазеры отличным выбором для листового металла и труб.

NdLasers (Иттрий-алюминиевый гранат, легированный неодимом)

Ndlasers — это твердотельные лазеры, которые часто используются для определенных применений, таких как резка более толстых материалов или когда требуется высокая точность. Они испускают концентрированный луч света, который можно сфокусировать для достижения мельчайших деталей. Ndlasers подходят для резки различных металлов и часто используются в отраслях, где точность имеет решающее значение, таких как аэрокосмическая промышленность и производство медицинских приборов.

Дисковые лазеры

Дисковые лазеры похожи на волоконные лазеры, но используют другой метод генерации лазерного луча. Они известны своей эффективностью и способностью резать более толстые материалы на высоких скоростях. Дисковые лазеры обеспечивают превосходное качество луча и могут быть идеальным выбором для приложений, требующих точной резки металлических листов и труб.

Сверхбыстрые лазеры

Сверхбыстрые лазеры, включая пикосекундные и фемтосекундные лазеры, используются для специализированных приложений, требующих чрезвычайно высокой точности и минимальных зон теплового воздействия. Эти лазеры вырабатывают сверхкороткие импульсы энергии, что позволяет выполнять сложную резку и гравировку на различных материалах, включая металлы. Хотя они не так часто используются для общих задач резки, сверхбыстрые лазеры идеально подходят для приложений в электронике и микрообработке.

Каждый тип лазера имеет определенные преимущества в зависимости от конкретных требований к процессу резки, включая тип материала, толщину и желаемое качество кромки.

7 преимуществ лазерной резки листового металла

Давайте рассмотрим преимущества лазерной резки листового металла для производственного сектора.

1. Высокая точность и достоверность

Лазерная резка подходит для резки листового металла из-за ее чрезвычайной точности. Машины оснащены возможностью выполнять сложные разрезы с чрезвычайной точностью и аккуратностью. В промышленном отношении лазерная резка является основным методом резки листового металла со специфическими деталями, требующими жестких допусков.

Некоторые резаки могут делать точные разрезы с точностью до 0,0005 дюйма. Вот почему это остается основным инструментом в большинстве производственных компаний. Поскольку лазеры расплавляют металлические части, резаки производят мало или вообще не производят заусенцев. Вместо этого они оставляют чистый, гладкий и острый край.

2. Автоматизированный процесс

Лазерная резка выполняется с помощью систем числового программного управления (ЧПУ). После того, как технический оператор вводит программы в компьютер, процесс выполняется самостоятельно. Поэтому требуется меньше человеческого вмешательства и общей рабочей силы. Кроме того, при повышенной эффективности резки практически нет права на ошибку.

3. Предотвращение ущерба

Существует ошибочное мнение, что лазерная резка металла вызывает деформацию. Однако это неправда. Тепло от лазерной резки воздействует только на мельчайшие части материала, не влияя на допуск.

Более того, процесс лазерной резки быстрый; лазеры нагревают и расплавляют удаляемые части. Таким образом, тепло не оказывает существенного влияния на другие части материала. В большинстве случаев не происходит искажения или коробления ваших материалов.

4. Совместимость с большинством материалов

Другим важным преимуществом этого метода субтрактивного производства является его способность работать с широким спектром материалов. Он легко режет каждый материал, будь то медь, алюминий, нержавеющая сталь или даже титан. В конце концов, он включает в себя использование лазеров при очень высоких температурах для расплавления материала.

5. Относительно низкая стоимость

Действительно, лазерные режущие станки дороги. Однако, по сравнению с другими станками с ЧПУ, они более экономичны. Более того, это один станок для всех – то есть один лазерный режущий станок идеально подходит для всех ваших операций по резке. Вам не нужно никаких модификаций станка для различных операций по резке.

Кроме того, он долговечен. Устройство не контактирует с разрезаемыми материалами, поэтому трение и износ поверхности минимальны или отсутствуют. Кроме того, в нем нет множества деталей, поэтому требуется меньше технического обслуживания и ремонта. В целом, эксплуатационные расходы при использовании лазерного резака ниже, чем при использовании других обычных производственных инструментов.

6. Высокая универсальность

Помимо совместимости лазерной резки с большинством материалов, этот процесс очень универсален. В отличие от других устройств, лазерный резак можно использовать для нескольких функций резки, от простых до сложных разрезов, требующих жестких допусков и сложных конструкций. Эта особенность делает его отличным выбором для большинства отраслей.

7. Низкое потребление энергии

Действительно, лазерным резакам требуется мощность для эффективного нагрева и плавления материалов во время резки. Однако этот метод резки более энергоэффективен, чем другие методы резки.

Кроме того, в отличие от других машин, у нее меньше движущихся частей, что означает меньшие потребности в энергии. Кроме того, высокая скорость машины означает быструю резку, экономя время и энергию.

Недостатки лазерной резки листового металла и труб

Хотя лазерная резка металлических листов и труб имеет множество преимуществ, следует учитывать и ряд недостатков:

Потребность в квалифицированных операторах

Эффективная эксплуатация лазерной режущей машины требует квалифицированного специалиста, который понимает ее особенности и может быстро определить и устранить любые возникающие проблемы. Неправильная настройка может привести к повреждению как материалов, так и машины. Поэтому, если вы планируете запустить службу лазерной резки, найм профессионала является обязательным.

Ограничения по толщине

Хотя лазерные резаки совместимы с большинством материалов, у них есть ограничения при резке более толстых металлов. В целом, лазерные резаки могут эффективно резать алюминиевые листы толщиной до 15 мм и стальные листы толщиной до 6 мм. Для более толстых материалов альтернативные методы резки могут быть более подходящими.

Выбросы вредных паров и газов

Процесс лазерной резки генерирует тепло для плавления материалов, что приводит к выделению вредных паров и газов. Для снижения рисков для здоровья крайне важно эксплуатировать лазерные режущие станки в хорошо проветриваемых помещениях.

Высокие первоначальные инвестиции

Первоначальные затраты на приобретение высококачественного лазерного резака могут быть значительными, часто превышая $2,000, что почти вдвое превышает цену других режущих машин, таких как водоструйные резаки. Любой, кто хочет вести бизнес с использованием технологии лазерной резки, должен быть готов к этим существенным первоначальным инвестициям.

Советы по эффективной лазерной резке листового металла и труб

Выберите подходящие материалы

Выбор правильного материала имеет решающее значение в любом производственном процессе. Материал, выбранный для вашего компонента, должен соответствовать желаемым свойствам конечного продукта. В дополнение к металлическим листам, таким как алюминий и цинк, рассмотрите возможность использования пластика и других полимеров в зависимости от ваших конкретных требований. Общие свойства материалов, которые производители отдают приоритет, включают гибкость, ковкость, пластичность и жесткость.

Используйте программное обеспечение, которое генерирует векторные файлы

Для работы лазерных режущих станков требуются векторные файлы. Для создания своих проектов используйте программное обеспечение, например Adobe Illustrator, для их векторизации. Допустимые форматы файлов включают .ai, .step, .eps и другие, которые поддерживают векторную графику.

Счет для Керфа

Прорезь относится к материалу, который испаряется при взаимодействии лазерного луча с заготовкой. При проектировании детали важно учитывать прорезь, чтобы обеспечить точность конечных размеров.

Избегайте мелких деталей относительно толщины металла

Толщина металла является критически важным фактором при лазерной резке. Как правило, следует избегать проектирования деталей, меньших толщины металлического листа, поскольку более толстые материалы снижают способность лазера эффективно проникать.

Соблюдайте минимальное расстояние между линиями реза.

Правильный интервал имеет решающее значение для достижения оптимальных результатов лазерной резки. Минимальное расстояние между линиями реза должно быть равно толщине материала. Например, если вы режете лист металла толщиной 2 мм, убедитесь, что между линиями реза есть интервал не менее 2 мм.

Применение деталей лазерной резки листового металла и труб

1. Медицинское оборудование

Тележки, кровати, хирургическое оборудование, ортопедические штифты, стержни и т. д. — все это содержит металлы, вырезанные лазером. Хотя многие хирургические инструменты теперь печатаются на 3D-принтере, лазерная резка — это основной метод их изготовления.

2. Производство ювелирных изделий

Большинство ювелирных изделий содержат сложные конструкции, которые лазерные резаки могут легко вырезать. Часто ювелирные изделия изготавливаются из тонких материалов. Поэтому лазерная резка хорошо подходит для изготовления ювелирных изделий.

3. Дизайн интерьера

Листовой металл, вырезанный лазером, является отличным выбором для межкомнатных перегородок, которые могут помочь улучшить общий вид комнаты и создать больше пространства. Используя точность лазерной резки с креативностью производителя, вы можете получить тот индивидуальный вид, который хотите для своей комнаты.

4. Аэрокосмическая промышленность

Благодаря высокой точности размеров, аэрокосмическая промышленность является одним из наиболее значительных пользователей технологии лазерной резки. Большинство деталей самолетов и других устройств, таких как металлоискатели, тележки, конвейеры и т. д., подвергаются некоторым операциям резки в процессе производства.

Стоит ли вам отдать на аутсорсинг или инвестировать в лазерный станок для резки деталей из листового металла?

Методы лазерной резки играют решающую роль в различных производственных операциях, обеспечивая высокоэффективный метод резки широкого спектра материалов, особенно листового металла.

Для мелкосерийного производства аутсорсинг ваших потребностей в резке часто является наиболее экономичным выбором. Нанимая службу для ваших потребностей в лазерной резке, вы можете сократить расходы и направить сэкономленные средства на другие критически важные области производства. Для ваших потребностей в лазерной резке и изготовлении листового металла рассмотрите возможность обращения в Waken.

Какие еще процессы резки я могу рассмотреть для своего проекта?

Хотя лазерная резка является популярным методом высокоточной резки в промышленном производстве, это не единственный доступный вариант. Если вы рассматриваете альтернативы лазерной резке для придания формы вашим металлическим листам, вот несколько отличных методов, которые можно изучить для ваших производственных нужд:

EDM (Электроэрозионная обработка)
Водоструйная резка
Фрезерование с ЧПУ
Штамповка