Исправление обгоревших кромок и некачественных разрезов: руководство инженера по лазерной резке металла и бумаги

За 25 лет, что я управляю этим заводом, я видел, как технологии появляются и исчезают. Модные веяния вспыхивают, обещают всё изменить, а затем уходят в небытие. Но промышленный лазерный резак? Он другой. Это единственный инструмент на моём производстве, который с каждым годом становится всё более необходимым, универсальным и прибыльным.

Некоторые клиенты с искренним недоумением спрашивали меня, как тот же станок, который режет стальной кронштейн толщиной в полдюйма для сборки аэрокосмической техники, может также производить изящную, похожую на кружево филигрань для высококлассного приглашения на свадьбу, не оставляя ни единого следа подгорания.

Они думают, что это магия. Это не так. Это физика. И понимание этой физики — это разница между идеальной деталью и кучей дорогого металлолома.

Простой ответ таков: лазер является идеальным инструментом для производства, поскольку он доставляет огромное количество энергии в бесконечно малые частицы. точку, не касаясь физически материала. Этот сингл принцип, который делает его уникальным в плане обработки материалов на крайних концах спектра: от самых прочных до самых хрупких.

Вот быстрый ответ для вашего следующего производственного совещания:

Но эта таблица не раскрывает всей картины. Она не отражает абсолютный хаос одного процесса и тихую элегантность другого.

Физика контролируемого насилия: как лазер режет сталь

Давайте проясним один момент: лазерная резка полудюймовой стальной пластины — это не щадящий процесс. Это акт контролируемого микроскопического насилия.

Представьте себе игольчатое пятно чистого солнечного света, в миллион раз ярче настоящего, сфокусированное в одной точке. Менее чем за миллисекунду поверхность этого сталь нагревается выше точки плавления (около 1,500 °C) до точки кипения (более 2,800 °C). Металл в этом месте не просто плавится; часть его мгновенно испаряется, образуя дыру в металле.

Одновременно соосно с лазерным лучом выстреливается струя газа высокого давления — часто чистого кислорода или азота.

• Если мы используем кислород, это вызывает экзотермическую реакцию. Кислород воспламеняет перегретую сталь, создавая, по сути, сверхсфокусированный непрерывный режущий факел. Это быстрее и позволяет резать более толстый материал, но оставляет на кромке тонкий оксидный слой.
• Если мы используем азотЭто инертный процесс. Газ действует как мощный воздушный шланг, выдувая расплавленный металл из реза (прореза) до того, как он затвердеет. Этот процесс медленнее, требует большей мощности лазера, но в результате получается идеально чистая кромка без окислов, готовая к сварке.

Лазерная головка, управляемая системой ЧПУ, перемещает эту точку интенсивной энергии по пластине со скоростью в сотни дюймов в минуту, оставляя после себя идеально прямой, невероятно узкий срез с зоной термического влияния (ЗТВ), ширина которой часто составляет менее миллиметра. Нет никаких пильных дисков, нет никаких… сверлаНикаких концевых фрез. Только свет и газ.

Физика мгновенного исчезновения: как лазер режет бумагу

А теперь забудьте все, что я только что сказал. Лазерная резка бумаги – это полный Наоборот. Речь не о плавлении, а о том, чтобы сделать материал исчезает прежде, чем он даже узнает Жарко.

Бумага изготовлена ​​из целлюлозных волокон. Она имеет очень низкую теплопроводность и очень низкая температура абляции. Это означает два момента: тепло плохо проходит сквозь бумагу, и для её испарения требуется мало энергии. Секрет резки бумаги без её сжигания заключается в том, чтобы передать энергию настолько быстро, чтобы она сублимировалась — перешла из твёрдого состояния сразу в газообразное — прежде чем тепло успеет распространиться на окружающие волокна и вызвать возгорание.

Это гонка. Лазер должен выиграть гонку с теплопередачей.

Мы достигаем этого, используя очень низкие настройки мощности, но перемещая лазерную головку с феноменально высокой скоростью. Лазерный луч задерживается в любой точке на долю микросекунды. Этой энергии достаточно, чтобы испарить волокна на своём пути, но недостаточно и недостаточно долго, чтобы поджечь расположенную рядом бумагу. Мы также используем слабую струю сжатого воздуха, чтобы сдуть испарившийся материал и предотвратить возгорание остаточного тепла.

Результат — чёткий, чистый край без малейшего обугливания. Выглядит так, будто его разрезали невероятно острым ножом, хотя никакого физического контакта не было.

Кейсы: День двух дедлайнов

Никогда не забуду один вторник. У нас было два «аварийных» случая из двух совершенно разных миров.

Первый звонок поступил от крупного подрядчика в аэрокосмической отрасли. Ключевой алюминиевый кронштейн на их сборочной линии не прошёл проверку качества. Им требовалось пять запасных деталей, вырезанных из алюминия марки 6061 толщиной четверть дюйма, и они должны были быть готовы к концу рабочего дня, иначе вся производственная линия остановится, что будет стоить им десятки тысяч долларов в час.

Второй звонок был от организатора мероприятий высокого уровня. типография была полностью Она провалила заказ на 500 замысловатых свадебных приглашений с кружевным узором. Свадьба должна была состояться через два дня. Бумага была сделана на заказ из дорогого перламутрового картона, и она была в панике.

На нашем 6-киловаттном волоконном лазере мы разместили, вырезали и подготовили к отправке пять алюминиевых кронштейнов менее чем за 45 минут. Процесс сопровождался снопом искр, шипением азота и гудением мощного станка, выполняющего CAM-файл с невероятной эффективностью.

Как только алюминий был снят со стола, мой техник протер режущий стол, загрузил CAD-файл приглашений и поместил первый лист тонкого картона. Он сменил объектив, уменьшил мощность до менее чем 5% от той, что мы использовали для алюминия, и увеличил скорость перемещения до максимума.

Машина снова ожила. Но на этот раз без звука, без искр, без насилия. Только безмолвный, невероятно быстрый танец лазерной головки, чертящей узоры настолько тонкие, что их едва можно было различить. Из листа возникла замысловатая, красивая бумажная решётка, без дыма, без горения, лишь слабый запах испарённой бумаги.

К 16:00 организатор мероприятия уже подготовила 500 идеальных приглашений, и сборочная линия подрядчика аэрокосмической отрасли снова заработала. Два совершенно разных материала, две совершенно разные отрасли, два предотвращенных кризиса. Что же общего? Единый универсальный инструмент, сочетающий в себе как грубую силу, так и тонкую точность.

Но какой лазер может делать и то, и другое? И почему один тип лазера лучше подходит для металла, а другой — для органики? Секрет не только в мощности, но и в длине волны света.

История двух лазеров: волоконный против CO2

В первой части я описал тот день, когда мы спасли двух клиентов, разрезав алюминий аэрокосмического класса и изящные свадебные приглашения на «одном и том же станке». Я использовал это выражение в широком смысле, поскольку, хотя портал, система управления и режущий стол могут быть одинаковыми, сердце станка — та часть, которая генерирует лазерный луч — принципиально различается в зависимости от задачи. Волшебство не в одном станке, который может делать всё идеально, а в том, чтобы знать, какой источник лазера лучше всего подходит для обрабатываемого материала.

На протяжении десятилетий CO2-лазер был бесспорным королём заводского цеха. Он был нашей рабочей лошадкой, режущей… все из пластика От вывесок до стальных пластин. Но за последние пятнадцать лет новая технология полностью перевернула отрасль: волоконный лазер. На моём заводе есть и то, и другое, и выбор того или иного лазера для той или иной задачи — это решение на миллион долларов.

Рабочая лошадка прошлого: CO2-лазер

СО2 лазер — чудо промышленной инженерии. В его основе лежит герметичная трубка или ряд трубок, заполненных газовой смесью — в основном углекислым газом с добавлением небольшого количества азота и гелия. При прохождении через этот газ высоковольтного электрического тока молекулы возбуждаются и, возвращаясь в состояние с более низкой энергией, испускают фотоны. Эти фотоны отражаются друг от друга между двумя зеркалами на обоих концах трубки, стимулируя другие возбуждённые молекулы испускать такие же фотоны, пока не получится интенсивный когерентный луч инфракрасного света.

Представьте себе искусственную грозу, запертую в стеклянной трубке, с зеркалами, которые направляют всю ее энергию в один мощный луч.

Важнейшая деталь — это длина волны Длина волны этого света составляет около 10.6 микрометров (мкм), или 10 600 нанометров. Это дальний инфракрасный спектр. Наши глаза его не видят, но органические материалы, такие как дерево, бумага, кожа и т.д. акрил Это возможно. Они практически идеально поглощают энергию именно этой длины волны. Это похоже на поиск точной резонансной частоты, чтобы разбить бокал: длина волны 10.6 мкм идеально подходит для испарения молекулярных связей в органических материалах. Именно поэтому CO2-лазеры оставляют такой красивый и чистый срез на таких материалах, как бумага, и отполированную пламенем кромку на акриле.

Однако когда этот луч попадает на блестящий металл, всё меняется. Металлы естественным образом отражают длинноволновое инфракрасное излучение. Значительная часть энергии CO2-лазера буквально отражается от поверхности. Он всё ещё может резать металл — мы делали это годами, — но это всё равно что пытаться наполнить ведро дырявым шлангом. Это неэффективно и требует огромных затрат энергии.

Разрушитель: волоконный лазер

Волоконный лазер — это совершенно другой зверь. Это твердотельная технология без газа, стеклянных трубок и зеркал, требующих юстировки. Процесс начинается с серии лазерных диодов — представьте их как мощную версию лазера в Blu-ray-плеере. Свет от этих диодов перекачивается в оптоволоконный кабель, «легированный» редкоземельным элементом, обычно иттербием.

Это легированное волокно является активной средой. При попадании на него света от диодов накачки атомы иттербия возбуждаются и испускают собственные фотоны. Эти фотоны естественным образом удерживаются внутри сердечника волокна, который действует как волновод. Свет отражается внутри волокна, приобретая всё большую интенсивность по мере того, как он стимулирует всё большее излучение. В результате получается невероятно интенсивный, стабильный и идеально сфокусированный луч, выходящий из конца волокна.

Это похоже не столько на грозу, сколько на ряд небесных увеличительных стекол, фокусирующих световой поток в астрономически мощный луч.

Ключевым отличием является длина волны: иттербиевый волоконный лазер создает луч с длиной волны 1.06 микрометров (1,060 нанометров). Это ровно в десять раз короче длины волны CO2-лазера. И, как оказалось, именно эта длина волны невероятно хорошо поглощается металлами. Вместо того чтобы отражаться, энергия направляется непосредственно в материал, заставляя его плавиться и испаряться с поразительной эффективностью.

Для металлов дырявый шланг заменили пожарным рукавом. Но для органических материалов эта более короткая длина волны менее эффективна. Значительная её часть может проходить сквозь пластик или отражаться от бумажных волокон, не поглощаясь эффективно.

Противостояние лицом к лицу: выбор оружия

Понимание физики — это одно, а вот увидеть, как это преобразуется в доллары и центы на производстве — совсем другое. Это матрица решений, которую мы с командой используем каждый день.

Пример: ошибка в расчетах с тысячью скобок

Несколько лет назад к нам обратился новый клиент, занимающийся производством корпусов для электроники. У них был проект по изготовлению 10 000 небольших монтажных кронштейнов из 1.5-миллиметрового материала. нержавеющая сталь. У них было предложение от другой мастерской, которое показалось им очень выгодным, и они хотели узнать, сможем ли мы предложить что-то подобное. Я спросил, какой лазер используется в другой мастерской, и они подтвердили, что это старый, мощный CO2-лазер.

Я сразу понял, откуда взялась их смета. Они рассчитали стоимость работы, исходя из простой почасовой ставки. На бумаге всё выглядело хорошо. Но на деле это была ловушка.

Я отвёз клиента на завод. Сначала моя команда обработала одну из его деталей на нашем мощном CO2-лазере. Рез получился достойным, но занял 32 секунды и оставил видимую, похожую на иней, окисную кромку.

Затем я подвёл его к нашему 8-киловаттному волоконному лазеру. Мы запустили точно такую ​​же программу. Аппарат двигался с почти пугающей скоростью. Он прорезал… нержавеющая сталь С чистым шипением азота, оставляющим блестящую, блестящую металлическую кромку. Сколько времени ушло на деталь? 7 секунд.

Я объяснил ему настоящую математику:

• Путь CO2-лазера:
  • 32 секунды/часть x 10 000 детали = 320 000 секунд = 88.9 машины часов.
  • Эксплуатационные расходы (электричество, газ, обслуживание) для нашего CO2: ~75$/час.
  • Реальная стоимость: 88.9 часов x 75 долларов/час = $6,667 только в машинное время, еще до того, как мы учтем обработку материалов или прибыль.
• Путь волоконного лазера:
  • 7 секунды/часть x 10 000 детали = 320 000 секунд = 19.4 машины часов.
  • Эксплуатационные расходы на наше оптоволокно: ~$25/час.
  • Реальная стоимость: 19.4 часов x 25 долларов/час = $485 в машинном времени.

Волоконный лазер был не просто немного лучше; он был совершеннее. в четыре раза быстрее и завершил работу за менее 10% стоимости энергии и расходных материалов. Предложение другой мастерской основывалось на ошибочной предпосылке. Они бы потеряли деньги на работе или, что более вероятно, вернулись бы к клиенту на полпути с «неожиданными задержками и перерасходом средств». Мы выиграли контракт, и с тех пор они стали нашими постоянными клиентами. Я не просто продал им деталь, я продал им более эффективный процесс.

Теперь мы определили физику реза и выбрали подходящий станок для материала. Но наличие подходящего станка и загрузка подходящего материала — это только полдела. Файл для 7-секундного брекета отличался от файла для 32-секундного. Он был оптимизирован под возможности станка. Как сообщить станку? это Как резать? Как контролировать тонкий баланс мощности, скорости и газа, чтобы получить идеальную кромку как на полудюймовых, так и на круглых ножах? сталь и лист бумаги?

За пределами луча: овладение искусством резки

В первых двух частях мы рассмотрели фундаментальные физические принципы, разделяющие лазерную резку металла и бумаги, и выбрали наше оружие: мощный волоконный лазер, обеспечивающий безупречную обработку металлов, и прецизионный CO2-лазер, деликатно работающий с органикой. Но владение болидом Формулы-1 не делает вас чемпионом гонок. Качество машины определяется её точным выполнением и оператором, который понимает все тонкости трассы.

Файл цифрового проекта, чертеж САПР, – это карта. Но программное обеспечение CAM и опыт оператора дают инструкции для вождения: с какой скоростью проходить повороты, когда ускоряться и как учитывать дорожные условия. Ошибка в этом вопросе приводит не только к медленному времени круга, но и к куче обгоревшего, расплавленного и непригодного к использованию металлолома. На моём заводе мы продаём не «лазерное время», а мастерство. Это мастерство заключается в мастерстве трёх взаимосвязанных переменных: скорости, мощности и часто упускаемого из виду главного героя процесса – вспомогательного газа.

Соотношение скорости и мощности: фундаментальный компромисс

По своей сути лазерная резка — это термический процесс. Сфокусированный луч энергии воздействует на материал быстрее, чем он может рассеять тепло, вызывая локальное плавление или испарение. Соотношение между выходной мощностью лазера (в ваттах или киловаттах) и скоростью движения режущей головки (в дюймах или миллиметрах в минуту) — важнейший компромисс во всём процессе.

Представьте, что вы выжигаете линию на листе увеличительным стеклом. Если двигать слишком быстро, лист лишь нагреется, оставляя едва заметный коричневый след, но не разрез. Если двигать слишком медленно, тепло распространяется, и получается широкая, некрасивая, обугленная бороздка. Но если найти идеальную скорость, соответствующую интенсивности солнечного света, лист мгновенно испаряется под фокусом, оставляя чёткую, ровную линию.

Этот же принцип применим и в промышленных масштабах:

• Слишком быстро для мощности: Лазер не успевает передать достаточно энергии материалу. Луч может не проникнуть полностью, и деталь останется приклеенной к листу. На металлах это часто приводит к образованию толстого слоя окалины или шлака (затвердевшего расплавленного металла) на нижнем крае детали, для удаления которого требуется дорогостоящая и трудоемкая вторичная шлифовка.
• Слишком медленно для мощности: Это ничуть не хуже, если не хуже. Лазер слишком долго задерживается на одном месте, передавая избыточное тепло окружающему материалу. Это приводит к расширению реза (большему «прорезу»), скруглению углов и потенциальной тепловой деформации или короблению, особенно на тонких материалах. листы металла. На бумаге это разница между чистым срезом и широким, коричневым, обгоревшим краем, от которого разит углем.

Для каждого материала любой толщины существует «библиотека параметров» — отправная точка для настроек скорости и мощности. Но опытный оператор знает, что это всего лишь базовые настройки. Он корректирует настройки на ходу, прислушиваясь к звуку реза и наблюдая за искрами, чтобы добиться идеального баланса, превращая хороший рез в безупречный.

Вспомогательный газ: невоспетый герой идеального края

Если скорость и сила – это двигатель процесса лазерной резкиВспомогательный газ представляет собой комбинацию трансмиссии и выхлопной системы. Струя газа выпускается соосно с лазерным лучом через сопло и выполняет две критически важные функции. Во-первых, он физически выдувает расплавленный или испаренный материал из нижней части реза, освобождая путь для луча. Без него материал мгновенно затвердел бы, запечатав разрез.

Во-вторых, и что более стратегически, газ может взаимодействовать с материал для изменения Характеристики реза. Выбор газа так же важен, как и выбор самого лазера.

• Кислород (O2) – ускоритель: При резке углеродистая стальМы часто используем кислород высокой чистоты в качестве вспомогательного газа. Интенсивное тепло лазера инициирует процесс окисления (ржавления), а струя чистого кислорода подпитывает его, создавая мощную экзотермическую реакцию. Сталь буквально начинает гореть в потоке кислорода. Эта реакция генерирует собственное тепло, дополняя энергия лазера и позволяет нам резать Гораздо быстрее и толще, чем могли бы. Результат — чистый рез, но с очень тонким тёмным оксидным слоем на кромке. Это вполне приемлемо, а иногда даже желательно, для деталей, которые будут свариваться или покрываться порошковой краской, поскольку текстурированная оксидная поверхность обеспечивает хорошее сцепление с покрытием.
• Азот (N2) – Защитник: Когда мы разрезаем нержавеющая сталь или алюминий, цель прямо противоположна. Нам нужна чистая, яркая, блестящая кромка с нулевым окислением. Для этих материалов мы используем азот высокого давления. Азот — инертный газ; он не вступает в реакцию с расплавленным металлом. Его работа чисто механическая и термическая. Он выдувает расплавленный материал из реза, одновременно защищая горячую кромку от кислорода воздуха, предотвращая окисление и изменение цвета. Он также оказывает охлаждающее действие, минимизируя зону термического влияния (ЗТВ). Именно этот процесс я продемонстрировал клиенту в исследовании по кронштейну — «чистое шипение» было звуком азота высокого давления, создающего идеальную, готовую к сварке кромку. Он дороже кислорода из-за более высокого давления и расхода, но качество непревзойденное.
• Сжатый воздух – универсальный игрок: Для многих неметаллических материалов, таких как бумага, картон и дерево, а также для некоторых тонких, некритичных металлических изделий, можно использовать чистый, сухой сжатый воздух. Поскольку воздух примерно на 78% состоит из азота, он действует аналогично, действуя, главным образом, как струя высокого давления для удаления мусора. Содержание кислорода в 21% может… вызывают незначительное окисление металлов, но для бумаги его основная задача — погасить возможное пламя в месте разреза и сдуть испаряющиеся волокна, не допуская попадания дыма на поверхность.

Выбор газа и его давления является важнейшим параметром, который напрямую влияет на качество кромки, скорость резки и эксплуатационные расходы.

Последняя переменная: фокусная точка

Последняя часть головоломки оператора — это фокус. Линза внутри режущей головки фокусирует лазерный луч в микроскопическую точку, подобно увеличительному стеклу. Положение этой фокусной точки относительно поверхности материала — будь то немного выше, на уровне или немного ниже верхней поверхности — имеет огромное значение. Фокусировка в Этот материал часто используется для толстых пластин, поскольку он способствует формированию более ровного профиля реза. Для тонкой гравировки на бумаге фокус может быть установлен точно на поверхность, чтобы создать максимально тонкую линию. Современные машины автоматизировать этот процесс, но понимание принципа является ключом к устранению неполадок при выполнении сложных разрезов.

Проектирование для успеха: мои 5 правил экономически эффективной лазерной резки

За 25 лет работы в этом бизнесе я видел бесчисленное количество проектов, оказавшихся на моём столе. Некоторые из них блестящие и эффективные. Другие обречены на дорогостоящий провал с того момента, как дизайнер нажимает кнопку «сохранить». Разница не в таланте, а в понимании производственного процесса. Я трачу значительную часть своего времени, обучая клиентов проектированию для лазерной резки (DfLC). Соблюдение этих пяти правил сэкономит вам больше денег, чем переговоры о снижении почасовой ставки.

Правило 1: Уважайте пропил

Лазер не создаёт линию нулевой ширины; он удаляет небольшое количество материала. Эта ширина реза называется «прорезью». При резке нержавеющей стали толщиной 1.5 мм волоконным лазером прорезь может составлять около 0.2 мм. Это кажется незначительным, но это разница между подходящими и неподходящими деталями. Если вы спроектируете деталь с прорезью шириной 10 мм и соответствующим выступом шириной также 10 мм, они не подойдут. Фактическая ширина прорези составит 10.2 мм, а выступ — 9.8 мм, что приведёт к неровному зазору в 0.4 мм. Наше программное обеспечение CAM автоматически компенсирует прорезь, чтобы обеспечить заключительная часть соответствует размерам на вашей печати, но как дизайнер вы должны это учитывать, особенно при проектировании сочленяющихся деталей или прессовых посадок.

Правило 2: Минимальный размер элемента определяется толщиной

Я часто вижу, как дизайнеры пытаются создать невероятно тонкие детали в толстом материале. Невозможно надёжно вырезать отверстие диаметром 1 мм в стальной пластине толщиной 10 мм. Как правило, наименьший внутренний элемент или отверстие, которое следует проектировать, равен толщине материала (соотношение 1:1). Для получения высококачественных результатов я рекомендую соотношение 1.5:1. Почему? Лазер должен прорезать материал, а вспомогательный газ должен эффективно удалять значительное количество расплавленного материала. металл из глубины, узкое отверстие. Если отверстие слишком маленькое, жар накапливается, газ не может очистить шлак, и в результате получается неровный, неполный или слишком большой элемент.

Правило 3: Упрощайте и объединяйте с помощью общей линии разреза

Время — деньги при лазерном резаке. Стоимость работы напрямую зависит от общего расстояния, которое проходит режущая головка. Однажды мне прислали файл для резки 100 небольших прямоугольных деталей из одного листа. Дизайнер разместил их с небольшим зазором между ними. Это означало, что лазеру приходилось обводить весь периметр всех четырёх сторон каждой детали. Я отправил файл обратно своему программисту, который разместил детали так, чтобы они имели общие края. Вместо того, чтобы резать две линии между каждой деталью, лазер теперь резал только одну. Этот метод «резки по общей линии» сократил общее расстояние реза почти на 45%, и мы передали эту экономию непосредственно клиенту. Всегда думайте о том, как детали могут использовать один и тот же рез, чтобы минимизировать время перемещения станка.

Правило 4: Добавьте угловые рельефы и скругления

Лазеры могут резать идеально острые внутренние углы, но часто это плохая идея. Во-первых, острый внутренний угол является естественным концентратором напряжений, создавая слабое место, где под нагрузкой может образоваться трещина. Во-вторых, чтобы вырезать острый 90-градусный угол, станок должен замедлиться практически до нуля, изменить направление и затем снова ускориться. Эта задержка, пусть даже кратковременная, перенаправляет дополнительное тепло в угол, что может привести к небольшому дефекту или локальному упрочнению. Гораздо лучше добавлять небольшой радиус (скругление) к внутренним углам. Даже крошечный радиус в 0.5 мм позволяет станку проходить угол более плавно и с более высокой средней скоростью, что обеспечивает более чистый рез и более прочную, долговечную деталь.

Правило 5: Признайте зону термического влияния (ЗТВ)

Лазерная резка — это термический процесс. Интенсивное тепловое воздействие при резке всегда изменяет микроструктуру металла в очень узкой полосе непосредственно у кромки. Это зона термического влияния (ЗТВ). В большинстве случаев эта зона микроскопична и не влияет на функциональность детали. Однако для высокопроизводительных компонентов, которые будут подвергаться дальнейшей закалке, прецизионной обработке или работать в условиях экстремальных циклических нагрузок, ЗТВ может иметь решающее значение. Использование азота в качестве вспомогательного газа значительно уменьшает размер и влияние ЗТВ по сравнению с кислородом. Если к вашей детали предъявляются высокие требования к кромке, необходимо указать это на чертеже, чтобы мы могли выбрать правильный процесс, минимизирующий или полностью устраняющий этот эффект.

Заключение

Лазерная резка кажется простым, почти волшебным процессом: луч света без усилий разрезает самые прочные материалы. Но, как мы уже видели, это сложная и многогранная система. Её успешное применение… материалы, столь же разные, как и аэрокосмический алюминий И свадебные приглашения зависят не от одной волшебной кнопки, а от глубокого понимания всей цепочки. Это требует выбора правильного источника света для конкретного материала, освоения сложного танца мощности, скорости и газа, а также проектирования детали, учитывающей физику процесса. В этом разница между простой резкой форм и инженерными решениями.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Какую наибольшую толщину металла можно резать лазером?

Это полностью зависит от мощности лазера и типа металла. Современные мощные волоконные лазеры (20 кВт и выше) могут чисто резать металл толщиной более 1.5 дюйма (примерно 40 мм). нержавеющая сталь и более 2 дюймов (50 мм) углеродистой стали. Для материалы, такие как алюминий и медь, практическая толщина обычно меньше из-за их теплопроводности.

Всегда ли при лазерной резке бумаги остаются следы ожогов?

Нет. При правильной настройке параметров (скорости, мощности и подачи воздуха) CO2-лазер мгновенно испаряет волокна бумаги, оставляя чёткий, чистый, запечатанный край без изменения цвета и обугливания. Следы прижогов являются признаком неправильных настроек: обычно лазер движется слишком медленно для данного уровня мощности.

Почему нельзя резать ПВХ (поливинилхлорид) лазером?

При нагревании лазером ПВХ выделяет газообразный хлор. При смешивании этого газа с влагой воздуха образуется соляная кислота. Эта кислота чрезвычайно едкая и быстро выводит из строя оптику, систему движения и электронику лазера. Что ещё важнее, её пары крайне токсичны и представляют серьёзную опасность для здоровья всех, кто находится поблизости. Это материал номер один в списке «Нельзя резать» в каждом лазерном центре.

Является ли лазерная резка дорогой?

Станки лазерной резки требуют очень высоких первоначальных инвестиций, но стоимость одной детали при правильном применении чрезвычайно низкая. Процесс невероятно быстрый, высокоавтоматизированный, не требует специального инструмента и может работать без перерывов. массовое производство плоских деталей, его скорость и эффективность делают его одним из самых экономически выгодных методов изготовления, доступных на рынке, гораздо дешевле фрезерования или гидроабразивной резки для большинства применений.

Что такое «шлак» или «окалина»?

Дросс (или шлак) – это повторно затвердевший расплавленный материала который не полностью выводится из реза и прилипает к нижнему краю детали, вырезанной лазером. Это часто является признаком неправильных параметров, например, слишком высокой скорости резки для заданной мощности, неправильного давления вспомогательного газа или неправильной фокусировки. При качественной лазерной резке окалина должна быть минимальной или отсутствовать вовсе.

Референсы

• TRUMPF – «CO2 против волоконных лазеров: сравнение»: https://www.trumpf.com/en_US/solutions/applications/laser-cutting/co2-vs-fiber-laser/ (Отличный технический анализ двух основных лазерных технологий от ведущего мирового производителя.)
• Airgas – «Руководство по вспомогательным газам для лазерной резки»: https://www.airgas.com/weld-like-a-pro/a-guide-to-laser-cutting-assist-gases (Точка зрения поставщика отрасли на роль и выбор различных вспомогательных газов для обработки металлов.)
• MIT OpenCourseWare – «2.670 – Инструменты машиностроения»: https://ocw.mit.edu/courses/2-670-mechanical-engineering-tools-january-iap-2015/ (Предоставляет конспекты лекций и материалы университетского уровня по различным производственным процессам, включая принципы лазерной резки.)

Условия использования

Информация на этой странице предназначена только для информационных целей. RM Компания не предоставляет никаких гарантий, явных или подразумеваемых, относительно точности или полноты данной информации. Для любых услуг третьих лиц, приобретённых через RM сеть, покупатель несет ответственность за указание и подтверждение параметров производительности, допусков, материалыи качество работы в процессе составления сметы. Для получения более подробной информации, пожалуйста, свяжитесь с нами.o Свяжитесь с нами.

RM: Ваш партнер в области точного производства

RM является лидером отрасли в индивидуальные производственные решения. Обладая более чем 20-летним богатым опытом, мы стали надежным партнером для более чем 5,000 клиентов по всему миру. Мы специализируемся на широком спектре производственных услуг, включая высокоточную обработку. CNC-обработка, изготовление листового металла, 3D печать, литье под давлением и металлическое тиснение— чтобы предоставить вам истинную опыт комплексного обслуживания.

Наше предприятие мирового класса оснащено более чем 100 современными Обработка по оси 5 центры и работают в строгом соответствии с ISO 9001:2015 Система контроля качестваМы стремимся предоставлять решения, сочетающие в себе скорость, эффективность и исключительное качество, клиентам в более чем 150 странах. Быстрое прототипирование до крупномасштабного производства мы гарантируем доставку в течение 24 часов, помогая вам получить конкурентное преимущество на рынке. Выбор РМ означает выбор эффективного, надежного и профессионального производственного партнера.

Ознакомьтесь с нашими возможностями уже сегодня, посетив наш веб-сайт: www.rapmaf.com