Что такое лазерная резка: Полезное руководство

Многие компоненты изготавливаются для различных отраслей промышленности с использованием различных производственных процессов. Лазерная резка также является одним из наиболее распространенных методов производства компонентов, при котором металлические листы разрезаются с помощью лазерной резки.

Если вы хотите использовать лазерную резку в своем предстоящем проекте и хотите узнать, что такое лазерная резка и как она работает, прочитайте приведенное ниже руководство.

Что такое лазерная резка?

Лазерная резка - это процесс обработки, в котором для резки материалов используется мощный луч лазера. Лазер - это сокращение от Light Amplification Stimulated Emission of Radiation. Это очень распространенный процесс резки, который используется как в крупносерийном производстве, так и в небольших мастерских.

Как работает лазерная резка?

Процесс лазерной резки осуществляется с помощью луча лазера, и весь метод состоит из различных этапов, каждый из которых имеет свое значение. Пошаговый рабочий процесс лазерной резки выглядит следующим образом:

• Процесс резки зависит от файла G-кода, который содержит инструкции, позволяющие станку выполнить задачу резки. G-код - это набор инструкций, которые могут быть прочитаны машиной, а если форма более сложная, то требуется программное обеспечение CAM.
• Затем генерируется лазерный луч, и в каждом типе лазерных технологий используются различные среды для генерации лазера. Фотон стимулирует электрон и поглощает энергию, чтобы зарядить его. Электрон распадается на низкую орбиту и вызывает излучение фотона, который и создает лазерный луч.
• Фотоны разлетаются в разные стороны и создают световые волны разной длины.
• После усиления лазерный луч покидает лазерную среду и проходит через волоконно-оптический кабель. Затем луч направляется на металлический лист с высокой интенсивностью.
• Когда сфокусированный луч достигает материала, материал испаряется и плавится. После расплавления материал разрезается.

Виды лазерной резки

Существуют различные типы процессов лазерной резки, которые рассматриваются в разделе ниже.

Лазерная резка CO2

CO2-лазер - это лазерная трубка, содержащая такие газы, как углекислый газ, гелий и азот. Газ азот накапливает энергию, которая затем передается углекислому газу и гелию, которые помогают высвободить энергию, оставшуюся после излучения фотонов.

Электрическое поле возбуждает молекулы углекислого газа и создает фотоны, которые отражаются от двух зеркал - полностью отражающего и частично отражающего. Трубка также должна поддерживать свою эффективность за счет охлаждения и использования жидкости или охлаждающего газа. CO2-лазеры очень эффективны для резки металла, но они не так эффективны для отражающих и теплопоглощающих материалов.

Волоконно-лазерная резка

Волоконно-лазерная резка заключается в использовании оптического волокна для усиления света и не имеет газового разряда. Она заключается в излучении света через лазерные диоды, которые затем проходят через оптическое волокно. Он создает световой луч, который очень силен и может расплавить нержавеющую сталь толщиной 1 см. Он имеет мощную систему воздушного потока и создает чистые разрезы.

Nd: YAG лазерная резка

В Nd:YAG-лазере для создания лазерного луча используются кристаллы иттрий-алюминиевого граната, легированного неодимом. Они могут создавать импульсные и непрерывные лазерные лучи.

Эксимерная лазерная резка

Эксимерная лазерная резка использует ультрафиолетовый луч. Она подходит для процессов резки, происходящих в мелкосерийном производстве. Он используется для резки полупроводникиСоздание микроэлектроники и хирургия глаза.

Прямая диодная лазерная резка

Прямая диодная лазерная резка использует луч лазера от диодов напрямую. Он не имеет никакой среды усиления и создает очень мощный лазерный луч. Он превосходно справляется с резкой деталей.

Методы и технологии лазерной резки

Различные методы и технологии лазерной резки рассматриваются в следующем разделе.

Резка плавлением

Фьюзинговая резка - это метод лазерной резки, в котором используется техника расплавления и выдувания. Лазерный луч, проходя через материал, расплавляет его, а затем воздуходувка удаляет расплавленный материал из детали. Этот метод подходит для толстых материалов и использует инертные газы.

Пламенная резка

Пламенная резка использует кислород для резки материала и осуществляет экзотермическую реакцию окисления, что снижает потребность в лазерной энергии. Кислород выдувает из разреза материал, который расплавился.

Дистанционная резка

Дистанционная резка также известна как паровая или сублимационная резка и подходит для тонких и чувствительных материалов. В процессе дистанционной резки не используется газ. Материал испаряется, и это подходит для тонких материалов, обеспечивая быстрый рез.

Термонапряженное разрушение

Термическая резка с разрушением под действием напряжения - это метод, используемый для резки материала путем создания напряжения в детали. Луч лазера используется для расплавления тонкого слоя материала, вызывая напряжение после охлаждения для создания разреза.

Невидимая нарезка

Stealth dicing - это метод резки, при котором фокусная точка лазера находится внутри материала. В результате образуется пластина, которая расширяется с помощью гибкой мембраны, образующей трещины. Эти трещины затем приводят к внутреннему разрезанию материала.

Векторная резка

Векторная резка - это процесс лазерной резки, создающий очень чистую линию на срезе. Этот процесс включает в себя лазерную резку в виде прямых разрезов.

Лазерное растрирование

Лазерная растеризация - это метод, который позволяет создать гравированный вырез в материале. Лазерный резак выжигает изображение в соответствии с набором инструкций, и получается гравированное изображение.

Общие области применения лазерной резки

Процесс лазерной резки имеет различные области применения, и вот некоторые из них:

Резка листового металла

Лазерная резка помогает раскраивать листовой металл со скоростью и точностью. С ее помощью можно создавать замысловатые узоры и сложные конструкции для таких отраслей, как аэрокосмическая, строительная и автомобильная.

Гравировка

CO2-лазеры используются для гравировки на таких материалах, как стекло, дерево, акрил и даже некоторые металлы. Это помогает создавать узоры для вывесок или декоративных элементов.

Лазерная сварка

Лазерная сварка помогает соединять металлические детали между собой, причем эти швы очень чистые и часто требуются на производстве и в автомобильной промышленности.

Резка труб

Лазерная резка помогает вырезать трубы и трубки с точными размерами. Многие отрасли промышленности нуждаются в таких трубах и трубках для структурного применения.

Плюсы и минусы лазерной резки

Лазерная резка имеет свои плюсы и минусы, о которых мы расскажем в следующем разделе:

Плюсы

• Лазерная резка позволяет получать высокоточные и точные срезы по сравнению с другими видами резки.
• Тонкие материалы могут быть разрезаны с помощью лазерной резки с очень высокой скоростью.
• Это универсальный метод, который может применяться для различных целей и позволяет резать широкий спектр материалов.
• Он не создает пыли в компонентах и оставляет после себя чистые срезы без остатков.
• Лазерная резка - это прецизионный метод, при котором с заготовки снимается очень небольшое количество материала, что уменьшает количество отходов.

Cons

• Лазерная резка является дорогостоящей из-за высокой стоимости обслуживания и первоначальных затрат.
• Оператор лазерного резака должен пройти обучение технике безопасности при работе с лазерами.
• Некоторые материалы небезопасны для лазерной резки, и во избежание повреждения станка их следует избегать.
• Лазерная резка подходит для тонких материалов, таких как тонкие листы металла, но не для толстых блоков.

Распространенные материалы для лазерной резки

Существуют различные типы материалов, которые совместимы с лазерной резкой:

Металлы

Лазерная резка - один из наиболее распространенных методов резки металлов. Многие компоненты изготавливаются с использованием лазерной резки металлов для различных целей. Различные типы металлов, совместимые с лазерной резкой, включают в себя сталь, медь, алюминийникель, вольфрам и латунь.

Пластмассы

Пластмассы при нагревании выделяют токсичные пары, поэтому их резка лазером может быть затруднена. Поэтому совместимы только определенные виды пластиков, к которым относятся акрил, POM, PMMA, полиэстер, поликарбонат, полиэтилен, майлар, Дельрин, и полипропилен.

Дерево

Лазерная резка помогает резать и дерево, поэтому лазерная гравировка выполняется на дереве. Существуют различные виды древесины, которые подходят для лазерной резки, среди них фанера, твердые и мягкие породы.

Кроме того, с помощью лазерной резки изготавливаются различные виды керамики, пенопласта, бумаги и стекла.

Какие материалы нельзя подвергать лазерной резке?

Лазер также несовместим с некоторыми типами материалов, к которым относятся следующие:

Ламинированное стекловолокно: Ламинированное стекловолокно не следует резать с помощью лазерной резки, так как это приводит к некачественным срезам.

ПНД: При лазерной резке он, как правило, плавится, а не испаряется.

Полистирол и полипропилен: Пенопласты этих материалов могут загореться в процессе лазерной резки.

ABS: Вместо того чтобы испаряться, ABS плавится под воздействием лазерного луча, а также выделяет токсичный газ.

Поликарбонат: Листы поликарбоната толщиной более 1 мм могут загореться при лазерной резке и даже изменить свой цвет.

ПВХ: При воздействии лазерного луча ПВХ вызывает повреждение оборудования.

Области применения лазерной резки

Лазерная резка используется во многих отраслях промышленности, и вот некоторые из ее применений:

Автомобиль

В автомобильном секторе лазерная резка помогает раскраивать листовой металл и создавать такие компоненты, как подвеска, выхлопные системы и рамы.

Аэрокосмическая промышленность

Аэрокосмический сектор требует точности в каждом из своих компонентов. Поэтому лазерные резаки используются для создания точных разрезов лопастей турбин и рам самолетов.

Электроника

Лазерные резаки помогают изготавливать компоненты для электронных устройств, таких как планшеты, смартфоны, ноутбуки и т. д.

Архитектурные приложения

Лазерная резка используется для создания декоративных вырезов и гравировки во многих произведениях искусства и украшениях.

Заключение

Лазерная резка применяется во многих областях. Выбор правильного метода и типа лазера очень важен для получения точных и аккуратных срезов. Если вы также хотите, чтобы ваши компоненты были изготовлены с использованием лучших услуг по лазерной резке, мы в DEK может удовлетворить ваши потребности.

Вопросы и ответы

Чем опасна лазерная резка?

Опасности, связанные с лазерной резкой, заключаются в огне, высокой температуре и горении.

В чем разница между лазерной резкой и резкой с ЧПУ?

Станки с ЧПУ разрезают материал с помощью трения, а при лазерной резке используются лазерные лучи.

Является ли лазерная резка экономически эффективной?

Лазерная резка уменьшает количество отходов и ускоряет процесс, поэтому она экономически эффективна при небольших объемах продукции.

Как долго служат лазерные резаки?

Лазерные резаки могут прослужить от 8000 до 10000 часов.

Какие существуют альтернативы технологии лазерной резки?

Альтернативой лазерной резке являются плазменная резка, обработка с ЧПУ и гидроабразивная резка.

Какую глубину может прорезать лазерный резак?

Станок лазерной резки может создавать разрезы глубиной не более 20 мм.