Лазерная резка - очень эффективный метод для изготовление металлоконструкций. Он использует мощные лазерные лучи для легкой резки и придания формы самым жестким материалам. Благодаря своей эффективности она стала лучшим вариантом изготовления по сравнению с традиционными методами резки. Однако многие люди до сих пор не понимают основ этого процесса и спрашивают: "Что такое лазерная резка?"
Понимание основ лазерной резки необходимо для получения максимальной отдачи от этого процесса. Если вы один из тех, кто не имеет никаких знаний о лазерной резке, не волнуйтесь! В этой статье я расскажу все об этом процессе лазерной резки. Вы узнаете об истории, основных компонентах и пошаговой работе лазерной резки. Итак, давайте приступим!
Что такое лазерная резка?
Это передовой процесс, в котором используются высокоэнергетические лазерные лучи. Эти лучи расплавляют или испаряют целевую точку. Компьютеризированная система контролирует направление и интенсивность этих лучей для создания точных разрезов и форм. Эта процедура бесконтактной резки не приводит к отходам материалов.
Станки для лазерной резки оснащены лазерными источниками. Этот источник излучает лазеры необходимой энергии, которые и являются заготовками. История лазерной технологии берет свое начало в 1960-х годах. Теодор Мейман впервые разработал лазерную технологию в 1960 году. В то время производители полагались на ручные методы резки.
В 1965 году исследовательский центр Western Electric Engineering Research Center изобрел первый станок для лазерной резки. Это был базовый станок, не обладающий особой точностью, но это был первый шаг к инновациям. Первоначально лазерные станки использовались для создания отверстий в алмазных матрицах. Помните, что резка твердых материалов всегда была сложной задачей.
Однако с помощью лазерных станков производители могли вырезать, придавать форму и сверлить отверстия в самых жестких материалах. В 1980-х годах была также разработана система CO₂, которая еще больше привлекла внимание. В начале 1990-х годов в станках лазерной резки была внедрена компьютеризированная система управления.
Это оказалось значительным достижением в повышении точности станков для лазерной резки. После этого многие производители стали использовать эти лазерные станки с ЧПУ благодаря их точности и высокой скорости. Сегодня эти станки являются обязательным атрибутом передовых производственных отраслей. От автомобилей до аэрокосмической промышленности - их использование доминирует везде.
Компоненты станка лазерной резки
Станки для лазерной резки кажутся единым целым. Однако их работа очень сложна и требует систематической функциональности различных компонентов. Понимание компонентов и их функций является ключевым моментом, поскольку они контролируют работу всего устройства. лазерная резка станок. В следующем разделе я расскажу о каждом из компонентов станка для лазерной резки:
- Источник лазерного излучения: Как следует из названия, это источник, излучающий высокоэнергетические лазерные лучи. В зависимости от типа оборудования существуют различные типы лазерных источников.
- Рабочий стол: Это платформа, на которой закрепляется заготовка. Как правило, рабочий стол зажимает заготовку (материал) и позволяет ей двигаться. В результате это повышает плавность работы станков для лазерной резки.
- Контроллер ЧПУ: Это самая важная часть современного станка лазерной резки. Оператор дает этому контроллеру ЧПУ инструкции в G-коде. Затем контроллеры ЧПУ управляют работой станка в соответствии с заданными инструкциями. Режущая головка станка лазерной резки движется к контроллеру ЧПУ.
- Линзы и зеркала: Лазер, излучаемый из источника, как правило, рассеивается. Фокусирующая оптика, такая как зеркало и линза, фокусирует этот лазерный луч. Эти линзы или зеркала концентрируют лазерный луч в нужной точке для точной резки.
- Режущая головка: Линзы и зеркала, о которых говорилось выше, находятся на режущей головке. Она также состоит из сопел, испускающих определенные газы, например кислород или азот. Эта головка перемещается над материалом и направляет лазерный луч в нужную точку.
- Система движения: Как уже говорилось, режущая головка перемещается над материалом. Система перемещения обеспечивает движение режущей головки. Система состоит из двигателей, ремней и рельсов. Это позволяет головке перемещаться по осям X, Y и Z в соответствии с компьютерными инструкциями.
Как работает лазерная резка? Пошаговый процесс
Все вышеперечисленные компоненты работают вместе. Незначительный дефект любого из компонентов приведет к отказу станка для лазерной резки. В следующем разделе я расскажу о пошаговом процессе работы лазерной резки. Итак, давайте приступим!
1- Генерация кодированных инструкций
Первым делом оператор должен сгенерировать инструкции с G-кодом. Этот шаг очень важен, так как небольшие ошибки могут привести к несовершенству при резке или формовке. Кроме того, он требует более высокого уровня квалификации.
Сейчас я расскажу, как создаются инструкции с G-кодом. Сначала разрабатывается требуемая форма. Это цифровая модель того, что нужно производителю. Как правило, производители прибегают к помощи экспертов-дизайнеров, чтобы сделать первоначальный дизайн. Дизайнеры используют программное обеспечение CAD для создания моделей. Это форма, которую производители хотят получить с помощью станков лазерной резки.
После того как модель готова, она поступает в программное обеспечение CAM. Программное обеспечение CAM обрабатывает предоставленный ему проект. После соответствующей интерпретации программа создает компьютерные инструкции. Эти инструкции имеют форму кодов (G-код). Затем оператор подает эти кодовые инструкции на станки для лазерной резки.
Вам может быть интересно, как машины принимают эти инструкции или файлы с G-кодами. Как я уже говорил выше, лазерные станки поставляются с интерфейсом. Оператор использует этот компьютеризированный интерфейс для передачи G-кода на станок. Помните, что контроллеры ЧПУ интерпретируют эти инструкции и следуют им.
2- Генерация лазерного луча
Второй этап - генерация лазерных лучей. Как я уже говорил, станки для лазерной резки поставляются с лазерными источниками. Эти источники состоят из газов, которые создают лазерные лучи. Как правило, это углекислый газ, азот и гелий. Внутри источника выделяется электрическая энергия. Эта энергия возбуждает атомы этих газов.
Помните, когда атом поглощает энергию, он переходит в более высокое энергетическое состояние. То же самое происходит в лазерных установках. Атомы этих газов поглощают электрическую энергию и переходят в более высокое энергетическое состояние. Но когда электроны возвращаются в более низкую энергетическую оболочку, они высвобождают энергию. Высвобождение энергии происходит в виде света, который мы знаем как лазерный луч.
3- Лазерное усиление
Лазер (световая энергия), который мы получаем, когда атом переходит в более низкое энергетическое состояние, рассеивается. Эта рассеянная энергия бесполезна и не может помочь в процессе резки. Поэтому в станках для лазерной резки используется специализированная фокусирующая оптика. Линзы и зеркала концентрируют лазерный луч и не позволяют ему рассеиваться.
Благодаря этим линзам лазерный луч становится очень сфокусированным и более узким. Благодаря фокусировке и концентрации он может легко поражать крошечные цели или пятна. Помните, что аппараты поставляются с лазерными резонаторами, которые усиливают энергию лазерного луча. Лазерный резонатор состоит из ряда зеркал, которые отражают свет.
Когда лазерный луч (фотон) попадает на зеркала, он движется вперед и назад за счет отражения. Помните, что эти зеркала соединены последовательно. Из-за непрерывного связывания энергия фотона увеличивается. В серии есть одно зеркало, которое частично отражает. Когда фотон ударяется о него, это зеркало позволяет ему выйти с усиленной энергией.
Вырвавшиеся фотоны - это лазерные лучи, которые используют станки. Эти лучи направляются на заготовку. Они обладают высокой энергией для резки и придания формы материалу любой толщины. Интерфейс станков для лазерной резки позволяет операторам регулировать уровень усиления лазерных лучей.
4- Фокусировка луча через режущую головку
Как я уже говорил, лазер выходит через режущую головку. Эта головка состоит из зеркал и линз, которые усиливают лазер. После усиления лазерного луча он выходит через сопло режущей головки. Эта головка проходит над материалом или заготовкой. Лазер выходит и ударяет непосредственно по поверхности материала.
Благодаря высокой энергии луча он плавит и испаряет материал. В результате плавления материал плавно разрезается. Более прочный и толстый материал требует более высокого уровня усиления лазерного луча, и наоборот. Движение режущей головки имеет большое значение. Если это движение неправильное, производители никогда не добьются точности резки.
Поэтому станки для лазерной резки поставляются с контроллером ЧПУ. Этот компонент управляет движением режущей головки в соответствии с компьютерными инструкциями. Все производители, использующие лазерные резаки с ЧПУ, имеют в штате дизайнеров, которые создают проекты CAD. Помните, что неправильный дизайн приведет к неправильной инструкции с G-кодом, что испортит точность.
5 Роль вспомогательного газа в лазерной резке
Как правило, лазерный луч расплавляет материал и разрезает его. Однако расплавленная часть может выглядеть некрасиво и повлиять на чистоту срезов, не так ли? В таких случаях современные станки для лазерной резки оснащаются опциями вспомогательных газов, таких как азот или кислород. Эти газы выходят из сопла режущей головки и очищают разрезаемую деталь. Они не позволяют расплавленным остаткам оставаться на срезе.
Таким образом, лазерный луч может продолжать плавно резать заготовку. Кроме того, эти вспомогательные газы устраняют вероятность окисления, которое может стать большой проблемой для качества резки. Сопло режущей головки имеет небольшое отверстие. Когда лазер выходит для резки материала, открывается второе отверстие. В результате помощник выходит, чтобы очистить разрезанную деталь.
Какие материалы можно резать лазером?
Станки для лазерной резки очень универсальны с точки зрения совместимости. Они могут легко резать и придавать форму любому материалу любой толщины. При этом легкость резки некоторых материалов выше, чем других. Однако нет такого материала, который нельзя было бы разрезать с помощью современных станков для лазерной резки.
Помните, что все металлы могут быть разрезаны с помощью станков лазерной резки. Однако толщина материала влияет на работу лазерных станков. Например, для более толстого материала потребуется высокоэнергетический лазерный луч, и наоборот. Интересно, что современные станки оснащены функциями регулировки. Операторы могут легко регулировать интенсивность лазерных лучей.
Производители могут резать металл и неметалл любой толщины. Однако некоторые отражающие материалы создают проблемы для станков лазерной резки. Они отражают лазерный луч (свет), теряя часть энергии лазерного луча. Однако и такие материалы можно резать, используя соответствующую технику и типы лазеров.
Быстрая подсветка: Некоторые материалы при лазерной резке дымятся. В качестве примера можно привести ПВХ и хлорированные пластики. Эти испарения могут быть токсичными для человека. Поэтому я рекомендую использовать защитные средства, такие как перчатки и маски. Вдыхание таких паров может вызвать аллергию и другие проблемы со здоровьем.
Заключение
Процесс лазерной резки сложен и запутан. Для его понимания необходимы базовые знания о компонентах станка. В этой статье я рассказал о компонентах и работе этих станков. Даже если вы новичок, понять, как работают лазерные станки, теперь не составит труда.
Помните, что между старыми и современными станками для лазерной резки есть разница. Однако эти различия заключаются в их дополнительных функциях. Три основных принципа работы обоих станков практически одинаковы. Старые станки без контроллеров ЧПУ стоят дешевле и требуют больше человеческих усилий. С другой стороны, современные станки для лазерной резки обеспечивают исключительную точность.