Jaké jsou tři hlavní typy laserového řezání?

Dnes je nejběžnějším procesem v plechovém průmyslu řezání laserem. Laserový řezací stroj je typ stroje, který vytváří a navrhuje vzory pomocí výkonných laserových paprsků, spalování nebo odpařování určitých materiálů. Využívá laserový paprsek k výrobě vysoce přesných řezných obrobků s výhodami vysoké řezné rychlosti, vysoké kvality řezu a vysoké účinnosti řezání. Podle hlavního typu lze laserové řezací stroje rozdělit na CO2 laserové řezací stroje, vláknové laserové řezací stroje a ND: YAG masivní laserové řezací stroje.
V tomto článku probereme typy a složité technologie tří laserových řezacích strojů, abychom čtenářům pomohli lépe porozumět vývoji a aplikaci technologie laserového řezání.

Co je řezání laserem

Před rozlišením typu laserového generátoru je nejlepší pochopit, co je řezání laserem. Laserové řezání je proces, který využívá vysokoenergetické laserové paprsky pro řezání a vyřezávání. Principem laserového řezání je zpracování povrchu obrobku pomocí vysokoenergetického laserového paprsku generovaného laserovým generátorem a optický systém se zaměřuje na laserový paprsek, aby se stal velmi malým světelným bodem. Když je laserový paprsek ozářen na obrobek, je světelná energie absorbována materiálem a přeměněna na tepelnou energii. Tepelná energie umožňuje materiálu zahřát materiál k dosažení bodu tání a rovnoměrné teploty odpařování. Řízením ohniskové vzdálenosti a výkonu laserového paprsku lze materiál roztavit, odpařit nebo spálit.
Laserová technologie může provádět různé činnosti, včetně řezání, perforace a leptání, v závislosti na intenzitě laseru, hlavní složce laserového paprsku a materiálu, který na laserový paprsek působí. Současně lze laserovým řezáním dosáhnout také dynamické kontroly dráhy řezání laserovým paprskem. Pomocí počítačově podporovaného designu (CAD) a počítačové CNC (CNC) technologie lze požadovanou řeznou dráhu převést na instrukce pro laserové řezací systémy, aby bylo dosaženo vysoce přesného a vysokorychlostního procesu řezání.

Typ laserového řezacího stroje

Existují tři typy laserových řezacích strojů: CO2 laserové řezací stroje, vláknový laserový řezací stroja ND: masivní laserový řezací stroj YAG. Většina metod generování laserového paprsku je založena na stejných základních fyzikálních konceptech, ale fyzikální realizace se liší od laserové technologie. Každý laserový generátor může poskytovat spojité vlnové délky a může být použit pro různé účely. Ačkoli kovy jsou nejběžnější v průmyslových aplikacích, dřevo a plasty lze řezat také laserovými řezačkami. Typy těchto různých laserových řezacích strojů budou popsány níže.

CO2 laserový řezací stroj

CO2 laserový řezací stroj je jedním z nejběžnějších a nejstarších laserových řezacích zařízení. Využívá plyn CO2 jako aktivační médium a generuje laserový paprsek CO2 prostřednictvím laserového generátoru. Mezi hlavní vlastnosti CO2 laserového řezacího stroje patří:

Délka dláždění: Vlnová délka laseru CO2 laserového řezacího stroje je asi 10,6 mikronů, což má vysokou míru absorpce pro většinu nekovových materiálů, takže je vhodné pro řezání dřeva, plastů, pryže, papíru a dalších materiálů.
Vysoká rychlost řezání: Rychlost řezání laserem CO2 na nekovových materiálech je velmi rychlá, což může výrazně zlepšit efektivitu výroby.
Tloušťka řezu: Vzhledem k nízké míře absorpce CO2 laseru na kovových materiálech má řezací stroj CO2 laser omezenou tloušťku řezu na kovové materiály a je obvykle vhodný pro tenčí kovové desky.
Řezné hrany jsou hladké: Řezná plocha CO2 laserového řezacího stroje je velká, takže řezné hrany jsou relativně hladké a nevyžadují dodatečné dodatečné zpracování.

Vláknový laserový řezací stroj

Vláknový laserový řezací stroj je v posledních letech rychle se rozvíjejícím laserovým řezacím zařízením. Využívá vláknový laserový generátor pro přenos laserového paprsku na řezanou hlavu a následné řezání obrobku. Mezi hlavní vlastnosti laserových řezacích strojů s optickými vlákny patří:

Krátká vlnová délka: Laserová vlnová délka laserového řezacího stroje s vlákny je obvykle asi 1 mikron, který má vysokou míru absorpce kovových materiálů, takže je vhodný pro řezání oceli, hliníkové slitiny, mědi a dalších kovových materiálů.
Kvalita dálkového paprsku: Vláknový laserový řezací stroj používá vlákno k přenosu laserového paprsku, což může udržovat vysokou kvalitu laserového paprsku a jemnější řezný efekt.
Vysoká rychlost řezání: Rychlost řezání vláknového laserového řezacího stroje na kovových materiálech je velmi rychlá, což může výrazně zlepšit efektivitu výroby.
Velká tloušťka řezu: Tloušťka řezu laserového řezacího stroje s optickými vlákny je relativně velká a tlustou kovovou desku lze řezat.
Vysoká kvalita řezu: Oblast tepelného dopadu během procesu řezání vláknového laserového řezacího stroje je malá, kvalita řezu je vysoká a je vhodná pro přesné řezání.

ND: YAG masivní laserový řezací stroj

ND: YAG pevný laserový generátor je běžný laserový generátor. Přijímá krystal kriketového hliníkového portu (YAG) smíchaný s iontem (ND3+) jako aktivační médium, které je stimulováno zdrojem pumpy ke generování laserových paprsků. ND: Mezi hlavní vlastnosti generátoru pevného laseru YAG patří následující:

Krátká šířka pulsu: ND: YAG pevný laserový generátor může produkovat krátký laserový puls, obvykle v nanosekundách. To mu dává výhody v aplikacích, které vyžadují vysokorychlostní a vysoce přesné zpracování, jako je jemné zpracování a laserové značení.
Úzká šířka: ND: Vlnová délka laseru YAG laserového generátoru je relativně úzká, obvykle v rozmezí několika nanometrů. Díky tomu má výhody v některých aplikacích pro vysoké laserové vlnové délky, jako je laserová medicína a spektrální analýza.
Vysoká stabilita: Jeho laserový výstup se může stabilizovat v určitém rozsahu výkonu a má nižší útlum kvality paprsku. Díky tomu dobře funguje v aplikacích s dlouhodobou nepřetržitou prací a opakovanou frekvencí.
Multifunkční aplikace: Pevný laserový generátor ND: YAG může dosáhnout řezání, svařování, děrování, značení a další zpracování různých materiálů úpravou parametrů laseru (jako je šířka pulzu, frekvence atd.). Je vhodný pro zpracování kovových i nekovových materiálů a může vyhovět potřebám různých průmyslových odvětví.

Rozdíly mezi třemi laserovými řezacími stroji

V závislosti na pracovních principech a oblastech použití laserových řezacích strojů existují mezi těmito třemi významnými rozdíly laserové řezací stroje. Vhodný typ závisí na konkrétních požadavcích na řezání a vlastnostech materiálu.

vlnová délka

Vlnová délka laseru závisí pouze na materiálu použitém jako ziskové médium. U generátoru CO2 laseru molekuly plynu CO2 generují vlnovou délku 10 600 nm. Podle prvků používaných ve vláknových laserových generátorech může být vlnová délka jakákoliv vlnová délka mezi 780 a 2200 nm. ND: Vlnová délka laserových generátorů, jako je YAG, je 1064 nm, protože všechny používají jako médium pro zisk neodym.

Napájení

Výkon je poměrně zřejmým rozdílem mezi různými typy laserových řezacích strojů. Vláknový laserový generátor má bližší ohnisko, což znamená, že mají vyšší hustotu výkonu ve srovnání s generátory oxidu uhličitého. Při stejném laserovém výkonu je energie spotřebovaná laserovým generátorem s optickým vláknem asi jedna třetina CO2 laserového generátoru, takže provozní náklady jsou mnohem nižší. ND: Hustota výkonu laserového generátoru YAG je vyšší než hustota vláknového laserového generátoru, ale energetická účinnost je nízká. U CO2 laserové technologie může být výkon laseru od desítek wattů do stovek wattů. U laserové technologie optických vláken může výkon laseru podporovat až desítky tisíc wattů.

Kvalita řezání

Ve srovnání s CO2 laserovým generátorem může vláknový a ND: YAG laserový generátor vytvářet hladké řezné hrany. Obvykle se však omezují na tenčí materiály. Na kvalitu řezu bude mít značný vliv také rychlost řezání a celkový výkon laseru. Nadměrná nebo příliš pomalá řezná rychlost povede ke špatné kvalitě řezu. V posledních letech rychlý rozvoj laserové technologie s optickými vlákny a popularita vysoce výkonných laserových generátorů způsobily, že stroje pro řezání laserem prolomily limit tloušťky. S nárůstem výkonu se zvýšila i tloušťka řezu a účinnost laserového řezacího stroje. Podle statistik 50kW laserový řezací stroj prolomil maximální řeznou tloušťku nízkouhlíkové oceli a nerezové oceli na 120 mm a 100 mm.

cena

Přestože je laserový řezací stroj CO2 mnohem levnější než řezací stroj vláknovým laserem, náklady na nákup a údržbu generátoru CO2 laseru jsou dražší, protože laserová trubice musí být po určité době vyměněna. ND: Spolehlivost laserového generátoru YAG není tak dobrá jako u generátoru vláknového laseru. Musí být pravidelně drahý, takže provozní náklady jsou vyšší.

aplikace

Návrh a programování řezného vzoru ovlivňuje řeznou rychlost. Efektivní a optimalizovaná řezná dráha minimalizuje zbytečné časy pojezdu a optimalizuje proces řezání pro zvýšení rychlosti. Techniky programování, jako je import, export a optimalizované řazení cest, pomáhají maximalizovat rychlost řezání.

Shrnout

Neustálý vývoj a inovace technologie laserového řezání dělají typ laserového řezacího stroje stále rozmanitější. Laserové řezací stroje CO2, laserové řezací stroje s optickými vlákny a laserové řezací stroje ND: YAG jsou v současnosti nejpoužívanějšími hlavními typy. Každý z nich má jedinečné vlastnosti a rozsah použitelnosti, které mohou vyhovět potřebám řezání v různých průmyslových odvětvích.
Doufáme, že tento článek pomůže čtenářům pochopit hlavní typy laserových řezacích strojů a vybrat vhodná zařízení pro praktické aplikace. Pokud chcete také znát další aspekty laserového řezání, včetně typu softwaru, který potřebujete, jak navrhnout laserové řezání a porozumět těmto laserovým řezacím strojům, pojďme komunikovat do hloubky!

Laserové zařízení

Kontaktní informace

Získejte laserová řešení