Какие типы станков для лазерной резки существуют на рынке

Какие типы станков для лазерной резки существуют на рынке?

Лазерная резка стала частью промышленной деятельности с 1960-х годов. С развитием лазерных технологий высокая точность, высокая скорость и универсальность стали основными преимуществами процесса лазерной резки, что делает лазерную резку все более важной в промышленной сфере. Благодаря своей уникальной конструкции и назначению станок для лазерной резки чрезвычайно точен, особенно при вырезании тонких конструкций и небольших отверстий. По типу лазерного генератора делим станок для лазерной резки на три типа: Станок для лазерной резки CO2, волоконно-лазерная резкаи станок для лазерной резки YAG/YVO. В этой статье мы обсудим эти три типа станков для лазерной резки и их характеристики.

Станок для лазерной резки CO2

Станки для лазерной резки CO2 широко используются для резки и гравировки неметаллических материалов. В зависимости от мощности лазера типы и толщины материалов, которые могут резать лазерные станки для резки CO2, также различаются. В настоящее время это устройство для лазерной резки является популярным выбором для малых предприятий, школ, столяров и любителей.

Принцип работы

Установки лазерной резки CO2 обычно производят лазерный луч в газонаполненной герметичной стеклянной трубке. Высокое напряжение течет по трубкам и вступает в реакцию с частицами газа, увеличивая их энергию для производства света. На каждом конце трубки имеются зеркала, за счет преломления нескольких зеркал свет передается на лазерную головку, а затем установленная на лазерной головке фокусирующая линза сводит свет в точку. Он достигает очень высокой температуры, поэтому материал мгновенно сублимируется в газ и всасывается вытяжным вентилятором для достижения цели резки материала.
Генератор CO2-лазера производит невидимый свет в дальнем инфракрасном диапазоне спектра с длиной волны 9,6–10,6 мкм. Газовая смесь внутри трубки обычно состоит из углекислого газа, азота, водорода и гелия. Способность лазера очень быстро включаться и выключаться при каждом проходе лазерной головки позволяет машине вырезать чрезвычайно сложные конструкции.

Какие материалы можно обрабатывать

Поскольку длина волны лазерного генератора CO2 составляет 10,64 мкм, что легко поглощается неметаллическими материалами, он славится точной и тщательной резкой различных неметаллических материалов. К материалам, пригодным для обработки на станке для лазерной резки CO2, относятся:

Дерево и фанера: он может резать дерево и фанеру, что делает его популярным в деревообрабатывающей и ремесленной промышленности.
Акрил: он обеспечивает чистый, полированный срез на акриловых листах, часто используемых для вывесок, дисплеев и художественных приложений.
Пластик: он может резать все виды пластика, включая поликарбонат (ПК), полиэтилентерефталат (ПЭТ), поливинилхлорид (ПВХ) и т. д., для изготовления вывесок, упаковки и производства.
Кожа: позволяет выполнять сложные разрезы на коже для рукоделия, моды и обивки.
Ткань и текстиль: он используется в текстильной промышленности для вырезания сложных узоров и рисунков на тканях и другом текстиле.
Бумага и картон: идеально подходит для тонкой резки бумаги и картона для упаковки, изготовления карт и других целей.
Резина: он способен резать резиновые материалы, используемые для прокладок, уплотнений и других промышленных компонентов для различных промышленных и производственных применений.
Нержавеющая сталь и углеродистая сталь: он также может резать тонкие листы из нержавеющей и углеродистой стали, но имеет ограничения по сравнению со станками для резки волоконным лазером и чаще используется для резки металлов с низким энергопотреблением.

Преимущества

Высокое качество резки: станок для лазерной резки CO2 использует бесконтактный метод обработки, режущая кромка меньше подвергается нагреву и уменьшает деформацию заготовки. Специально для мягких материалов, таких как кожа и ткань, он позволяет избежать провисания, образующегося во время резки, и, как правило, не требует вторичной обработки.
Высокая гибкость резки: лазерная обработка является гибкой и может обрабатывать любой рисунок.
Высокая скорость резки: скорость резки может достигать 10 м/мин, а максимальная скорость позиционирования может достигать 70 м/мин.
Высокая точность резки: точность позиционирования 0,05 мм, точность повторного позиционирования 0,02 мм.
Дешевая цена машины: небольшие станки для лазерной резки CO2 обычно стоят всего 3000 долларов США, а крупногабаритные станки для лазерной резки CO2 стоят всего 5000 долларов США. Это доступный бюджет для малого бизнеса.

Станки для лазерной резки CO2 идеально подходят для гравировки и резки неметаллических материалов, что дает лучшие результаты, чем механическая резка. Инвестиции в станок для лазерной резки CO2, особенно на малых предприятиях, не требуют слишком больших затрат, но также могут повысить эффективность производства и снизить затраты на рабочую силу для предприятия.

Недостатки

Высокие затраты на техническое обслуживание: линза станка для лазерной резки CO2 требует регулярного обслуживания и замены.
Низкая эффективность фотоэлектрического преобразования. Коэффициент электрооптического преобразования генераторов CO2-лазеров составляет всего около 10%.
Ограниченная резка металлических материалов: из-за длины волны лазерного луча лазерная резка нержавеющей стали и углеродистой стали CO2 имеет низкую эффективность и низкое качество и может использоваться только для продуктов, не требующих высокой скорости и качества резки. Помимо нержавеющей стали и углеродистой стали, станки для лазерной резки CO2 не могут обрабатывать другие типы металлических материалов.

Хотя станки для лазерной резки CO2 имеют некоторые недостатки, генератор CO2-лазера по-прежнему является экономически выгодным вариантом по сравнению с механической резкой неметаллических материалов.

Волоконно-лазерная резка

Станок для резки волоконным лазером — это новейший тип оборудования для лазерной резки в промышленной сфере, предлагающий беспрецедентную скорость и точность в металлообрабатывающей промышленности. Станок для волоконной лазерной резки может выполнять как плоскую, так и косую резку и подходит для высокоточной обработки металлических листов. В настоящее время технология волоконной лазерной резки широко используется в ряде инфраструктурных и производственных приложений.

Принцип работы

Генераторы волоконных лазеров усиливают луч с помощью специально разработанных стеклянных волокон, которые собирают энергию от диодов накачки. Когда этот мощный лазер попадает на поверхность материала, высокоинтенсивный свет поглощается и преобразуется в тепло, которое расплавляет поверхность. Высокоскоростной поток воздуха, параллельный лазерному лучу, используется для выдувания любого расплавленного материала, тем самым разрезая заготовку.
Первая точка контакта волоконного лазерного генератора с материалом должна быть более интенсивной, чем последующие взаимодействия, поскольку этот первый контакт должен пробивать материал, а не просто резать его, что требует использования мощных импульсных лучей. Как правило, станки для резки волоконным лазером используют технологию компьютерного числового управления, которая позволяет получать данные резки с рабочей станции автоматизированного проектирования. Эти методы помогают контролировать поверхность материала или сам лазер для создания определенного рисунка или рисунка.

Какие материалы можно обрабатывать

Станки для резки волоконным лазером известны своей высокой эффективностью и универсальностью, особенно при резке различных металлических материалов. Высокая плотность мощности волоконных лазеров позволяет точно и быстро резать эти металлы:

Нержавеющая сталь: волоконные лазерные генераторы могут резать различные марки нержавеющей стали с превосходным качеством кромок и минимальными тепловыми искажениями, которые обычно используются в автомобильной, аэрокосмической и строительной промышленности.
Мягкая сталь: волоконные лазерные генераторы идеально подходят для резки листов и пластин из мягкой стали различной толщины, обычно используемых в различных конструкциях и общем производстве.
Алюминий: Волоконные лазерные генераторы идеально подходят для резки алюминиевых листов и сплавов, часто используемых в аэрокосмической и автомобильной промышленности.
Медь: Медь — это металл с высокой проводимостью, который можно эффективно разрезать с помощью генератора волоконного лазера, что делает его пригодным для производства и обработки электрических компонентов, труб и декоративных компонентов.
Латунь: Волоконные лазеры могут точно резать латунь, металлический сплав, известный своими декоративными применениями.
Оцинкованная сталь: Волоконные лазерные генераторы могут резать оцинкованную сталь, обычно используемую в строительстве и производстве.
Титан: Волоконные лазерные генераторы могут резать титан — легкий, но прочный металл, используемый в аэрокосмической и медицинской промышленности.
Другие металлические сплавы: Волоконные лазерные генераторы способны резать различные металлические сплавы, используемые в специализированных приложениях, расширяя их применение в различных отраслях промышленности.

Преимущества

Низкая стоимость обслуживания: генераторы волоконных лазеров обычно не требуют обслуживания и имеют длительный срок службы, не менее 25 000 часов. Следовательно, жизненный цикл волоконных лазерных генераторов намного дольше, чем у двух других типов.
Высокая способность к фотоэлектрическому преобразованию: коэффициент преобразования электричества в оптический генераторов волоконных лазеров может достигать 50%, что более чем в три раза выше, чем у генераторов CO2-лазеров, и потребляет меньше энергии при той же мощности.
Высокая эффективность резки: генератор волоконного лазера менее подвержен влиянию окружающей среды, может достигать высокой выходной мощности за короткое время, а скорость резки высокая. Для удержания листового металла во время резки не требуются никакие инструменты, что повышает эффективность резки за счет сокращения времени наладки и простоев.
Высокое качество резки: применяется бесконтактная резка, площадь термического воздействия режущего шва мала, режущий шов составляет 0,1-0,2 мм, металлическая секция после резки не имеет заусенцев и шлаков, и, как правило, не требуется. вторичная обработка.

Станки для волоконной лазерной резки обеспечивают непревзойденную производительность при обработке металлов, обеспечивая точность и аккуратность резки для достижения наилучших результатов. Резка волоконным лазером позволяет достичь высококачественных результатов при более высоких скоростях и меньшем расходе материала, чем другие виды лазерной резки.

Недостатки

Из-за сложности эксплуатации и широкого спектра применения станков для волоконной лазерной резки их цена очень высока.
Станки для резки волоконным лазером с меньшей мощностью будут иметь ограниченное качество резки при обработке более толстых металлов.
Первоначальная стоимость приобретения компонентов машины для резки волоконным лазером относительно высока.

Несмотря на этот и некоторые другие недостатки, резка волоконным лазером все же имеет большие преимущества. В последние годы, с развитием лазерных технологий и появлением мощных лазерных генераторов, цена на станки для волоконной лазерной резки начала снижаться.

Станок для лазерной резки Nd:YAG/Nd:YVO

В лазере Nd:YAG используется кристалл иттрий-алюминиевого граната, легированный неодимом (Nd) (Y3Al5O12). В лазерах Nd:YVO используются кристаллы ванадата, легированные неодимом (YVO4), и они работают так же, как лазеры Nd:YAG. Лазеры Nd:YVO обладают улучшенной стабильностью мощности по сравнению с лазерами Nd:YAG и не выделяют столько тепла во время резки.

Принцип работы

Подобно CO2-лазерам, кристалл помещается между двумя зеркалами — полностью отражающим и полуотражающим. Источником фотонов накачки является ксенон/криптоновая вспышка или серия лазерных диодов. В случае кристаллов Nd:YAG/YVO источник накачки поставляет фотоны, повышающие уровень энергии ионов неодима. После генерации пучка когерентного высокоинтенсивного света с частотой 1064 нм он направляется на режущую головку с помощью зеркал и, наконец, фокусируется в точку с помощью линзы на режущей головке.

Какие материалы можно обрабатывать

В наши дни станки для лазерной резки YAG/YVO менее распространены из-за появления более эффективных генераторов волоконных лазеров, но они по-прежнему имеют специфическое применение для резки определенных металлических материалов. Материалы, которые можно резать с помощью станка для лазерной резки YAG/YVO, включают:

Нержавеющая сталь: он может резать нержавеющую сталь с приемлемыми результатами, но генераторы волоконного лазера обычно более эффективны для этого материала.
Мягкая сталь: лазерные генераторы YAG/YVO могут резать мягкую сталь, особенно там, где волоконные лазерные генераторы недоступны или нецелесообразны.
Алюминий: он может резать алюминий, но, как правило, менее эффективен и режет медленнее, чем генератор волоконного лазера.
Медь: режет медь, особенно тонкие листы, и в основном используется для изготовления электрических компонентов, сантехники и художественных работ.
Латунь: он может резать латунные пластины, но, как и медь, лучше подходит для резки более тонких материалов, часто используемых в декоративных целях и электрических компонентах.
Определенные сплавы: Он также может обрабатывать определенные металлические сплавы, в зависимости от их состава и толщины.

Преимущества

Высокая точность резки: точность лазерной резки YAG/YVO позволяет выполнять микрорезку деталей размером от 1 мм² с допусками до +/- 20 микрон.
По сравнению с волоконными лазерными генераторами, лазерные генераторы Nd:YAG/YVO имеют лучшее качество луча и более высокую плотность мощности.

Лазерная резка YAG/YVO значительно снижает производственные затраты и значительно повышает качество результатов по сравнению с традиционными методами, такими как резка проволокой и гидроабразивная резка. Устройство можно легко реализовать с помощью встроенной системы CAD/CAM, а файлы в графическом формате можно импортировать для более удобной работы.

Недостатки

Высокие эксплуатационные расходы: лазерные генераторы YAG/YVO требуют регулярного и дорогостоящего обслуживания и высоких эксплуатационных расходов.
Низкая энергоэффективность: лазерные генераторы YAG/YVO имеют более высокую плотность мощности, чем волоконные лазеры, но энергоэффективность выражается однозначными числами.
Сложная структура: блок питания громоздкий и требует для работы оптический тракт.

С развитием и широким применением волоконных лазерных генераторов Nd:YAG/YVO постепенно вытесняется в области резки металлов.

Подведем итог

Станки для лазерной резки популярны среди пользователей своей универсальностью. Различные типы оборудования для лазерной резки имеют свои области применения. Выбор правильной машины для вашей мастерской является ключом к повышению производительности. В этой статье представлены три типа станков для лазерной резки, объясняется, как они работают, обсуждаются их плюсы и минусы, а также материалы, которые они могут обрабатывать. Я надеюсь, что эта информация поможет вам при покупке станка для лазерной резки.
Чтобы узнать больше о станках для лазерной резки, вы можете связаться с нами в любое время. Инженеры AccTek Laser предоставят идеальные решения в соответствии с вашим конкретным приложением и предоставят вам подробную информацию о ценах.

Лазерное оборудование

Контактная информация

Получить лазерные решения