Лазерная резка и сварка - это высокотехнологичные методы обработки материалов, которые получили распространение в промышленности благодаря точности, скорости и универсальности. В основе этих методов лежит высокомощное лазерное излучение для локального нагрева и плавления материала.
Станки лазерной резки - сложные роботизированные комплексы с системой фокусировки и перемещения лазерного луча. Распространены станки на базе CO2 и волоконных лазеров мощностью от нескольких сотен ватт до десятков киловатт. Они позволяют с высокой скоростью и точностью вырезать детали любой формы из листовых материалов - стали, алюминия, титана, пластика и др. При этом кромка реза получается ровной и чистой, не требующей дополнительной обработки.
Устройство станков
Станки для лазерной резки и сварки - это сложные автоматизированные комплексы, в основе которых лежит источник лазерного излучения. Несмотря на конструктивные отличия, можно выделить основные функциональные блоки, характерные для большинства моделей:
1. Лазерный источник - генерирует лазерное излучение необходимой мощности и длины волны. Распространены CO2 лазеры (длина волны 10,6 мкм) и волоконные лазеры (длина волны ~1 мкм). Мощность варьируется от сотен ватт до 20 кВт и выше.
2. Система транспортировки излучения - доставляет лазерный луч от источника в зону обработки. Может включать систему зеркал или оптоволоконный кабель. На выходе часто устанавливается лазерная головка с фокусирующей линзой, например, HYPOWER.
3. Система перемещения - контролирует перемещение лазерного луча относительно обрабатываемой детали. Как правило, это 3-координатный портал на шаговых двигателях или сервоприводах. Некоторые модели имеют 5-осевую кинематику или робот-манипулятор.
4. Рабочий стол - плоская площадка для обрабатываемых заготовок в виде решетки для удаления продуктов резки. Может быть неподвижным или подвижным в одном или двух направлениях.
5. Система ЧПУ - управляет работой всех систем станка по заданной управляющей программе. Включает компьютер с CAM-системой для подготовки УП и контроллер на базе промышленного ПК или ПЛК.
6. Вспомогательные системы - в зависимости от модели и назначения, станок может оснащаться дополнительными устройствами:
Конкретный состав оборудования и компоновка станка зависят от типа лазера, требуемой мощности и габаритов обработки, вида операции (резка или сварка), режима работы (2D или 3D). В любом случае станки лазерной обработки остаются высокотехнологичными системами, требующими для эффективной работы хорошо подготовленного персонала и строгого соблюдения регламентов эксплуатации и техники безопасности.
Преимущества
Лазерные технологии также применяются для сварки металлов, пластмасс и других материалов. Лазерная сварка имеет преимущества перед традиционными методами:
1. Минимальное термическое воздействие на материал и отсутствие деформаций.
2. Возможность сваривать разнородные материалы.
3. Высокая скорость и легкость автоматизации процесса.
4. Получение узкого и глубокого сварного шва.
Для лазерной сварки используются специальные установки на базе твердотельных и волоконных лазеров мощностью до 20 кВт. Современные станки оснащаются системами слежения за стыком и адаптивного управления процессом. Это позволяет получать неразъемные соединения высочайшего качества, прочности и герметичности даже на сложных изделиях.
Лазерную резку и сварку применяют в машиностроении, авиакосмической отрасли, автомобилестроении, электронике, приборостроении, производстве медицинских изделий. Появляются все новые модели лазерных станков, повышающие производительность и расширяющие спектр выполнимых задач.
