Лазерная резка металла

  Лазерная резка металла имеет некоторые преимущества.

1. Высокие скорость и качество в местах вырезки. Мощность воздействия регулируется.
2. Сложные контура высокой точности (0.01 мм) и оптимальный автоматизированный раскрой. Кромки среза параллельны (у плазменной обработки - конусный срез). Создание мелких отверстий (0.4 мм).
3. Отходы материала минимальны, ибо деформируется металл только в зоне резки (1 мм), что позволяет резать хрупкие тонкие детали окончательно без дефектов.
4. Оборудование не требует специального фундамента. Себестоимость меньше чем при плазменной резке.

Лазерное излучение было открыто опытным путём и несколько не соответствует корпускулярно-волновой природе свете, что открывает новые возможности в науке, и технике.

 Основной парадокс заключается в том, что если фотоны луча являются (по теории) переносчиками энергии, то в космосе лазерная резка металла и боевые лазеры должны были бы иметь большую мощь, дальность и эффективность. На практике оказалось, что лазеры в вакууме теряют мощность на порядки. Инженеры вынуждены были предположить, что возбуждение резонирующего атома передаётся соседнему атому и далее по цепочке программно - логически по кратчайшему пути, неизвестным науке способом.

 Вывод был однозначным - чем меньше в среде атомов, тем меньше возбуждённых "фотонов". Следуя житейским путём, были созданы мощные газодинамические лазеры, где резонирующим телом накачки служил газ, проходящий под большим давлением через узкое сопло, где вихрь создавал и охлаждение. Если рассматривать лазерную резку в контексте передачи резонансного возбуждения от источника к атомам самого материала, то она будет более понятна для использования дополнительных средств и веществ, управляя этим "лучом".

 В газовых лазерах чаще используют углекислый газ, азот, гелий, смеси. Накачка газа (рабочего тела) производится электрическими разрядами, атомы доводятся до состояния возбуждения и начинают излучать на одной (монохромной) частоте. С помощью зеркал производится концентрация потока.

 В оптоволоконных системах полупроводниковый лазер накачивается через оптоволокно.

 В твердотельных (рубин, гранат) лазерах лампа накачки вспышками активирует резонансные состояния атомов кристалла, которые начинают излучать на порядки больше полученного. Отражаясь от зеркал пучки возбуждают всё рабочее тело. Часть этого потока выводится через полупрозрачное зеркало. В точке соприкосновения с пучком воздействия атомы металла резонируют и материал плавится.

Толщина прорезаемого материала составляет:

1. Для сталей 0.15 - 32 мм.

2. Для алюминия до 20 мм.

3. Для латуни, меди до 15мм.

 Нержавеющие стали режут в азотной среде, которая препятствует горению металла. А для чёрных сталей используют кислородную среду.

 При обработке алюминия и его сплавов требуется максимальная мощность пучка волоконного лазера, ибо пористая структура имеет меньшую плотность возбуждаемых атомов.

 Для резки тонкой латуни предпочтительней импульсный режим. А для меди (высокая теплопроводность и пористость) используют медленные скорости хода сопла.

 Титан режут в среде инертных газов, чтобы пресечь горение.

 Станки обладают мощностью от 2 до 30 кВт (газовые, твёрдотельные) и 200 кВт (газодинамические). Лазерная резка с ЧПУ позволяют обрабатывать не только листы, но объёмные поверхности.

По материалам сайта tvr.sfo.ru