Методы лазерной резки металла с ЧПУ
Рабочий инструмент, задействованный в резке, – луч лазера. Его поток передаётся от источника вырабатываемой энергии к режущей головке через вспомогательный элемент, обычно оптоволоконный кабель. Энергетическая отдача имеет высокую плотность, что обеспечивает нагрев металла под воздействием лазера. Материал достигает температуры плавления, что провоцирует нарушение его целостности в зоне воздействия. Таким образом, происходит разрезание.
При внедрении ЧПУ (числового программного управления) увеличивается степень автоматизации операций, оператор станка минимально вмешивается в технологические процессы. Параметры изделий (габариты, форма) вносятся в программу. Оборудование под контролем встроенного компьютера автоматически управляет лазерной головкой, которая движется с заданной скоростью по установленной траектории или по координатам.
Лазерная резка металлов осуществляется разными методами:
- С использованием твердотельных лазеров. Источник энергии – газоразрядная лампа, рабочее тело – стержень, который может быть изготовлен из граната, неодимового стекла, рубин.
- С применением газовых лазеров. Тут воздействие осуществляется углекислотой либо её смесью с азотом и гелием. Газ прокачивается через газоразрядную трубку, а возбуждение осуществляется разрядами тока. Создаваемое излучение усиливают зеркал.
- С использованием газодинамических лазеров. В таких установках функции рабочего тела выполняет углекислота, которая нагревается до высоких температур. Возбуждение инициируется маломощным вспомогательным лазером. Газ, достигающий сверхзвуковой скорости, прокачивается через сопло Лавал.
- Лазерно-кислородный способ. При нём задействуется струя кислорода, которая, контактируя с разогретым металлом, запускает его экзотермическое окисление с быстрым охлаждением граней и удалением излишков материала из зоны рез.
- В кислородной среде с лазером. Этот метод подходит для толстых стальных листов, предполагает нагревание металла с последующим воздействием на него сверхзвуковой кислородной струи. Основную работу выполняет кислород, а луч лазера играет роль стартер.
- В среде с инертным газом, например, аргоном или азотом. Такая технология применяется для алюминия, нержавеющих сталей или других металлов, которые не должны подвергаться кислородному окислению.
- Резка с испарением. При ней металл или сплав не плавится, а моментально испаряетс.
