Ülevaade metalli lõikamiseks mõeldud lasermasinatest ja nende valikust

Metalli laserlõikeseadmeid kasutatakse väga erinevates tööstusharudes: masinaehituses, metallurgias ja mööblitootmises. Sellist populaarsust seletatakse asjaoluga, et see võimaldab teil luua keeruka kujuga osi suurema täpsusega. Selliseid seadmeid käsitletakse meie artiklis.

Metalli laserlõikurid täidavad kolme peamist funktsiooni:

• graveerimine: pildi, teksti ja isegi foto joonistamine metallpinnale;
• laserlõikus;
• kõverjooneline lõikamine.

Kõikidel juhtudel moodustatakse mall, mille järgi arvjuhtmoodul määrab lõikeparameetrid. Tulemuseks on täiesti täpne toode.

Mis tahes laserlõikuri disain sisaldab mitut plokki:

• emitter - vastutab footonite voo või kitsalt fokusseeritud laserimpulsi tekitamise eest;
• gaasiülekandeseade - mõeldud kuuma metalli väljapuhumiseks tööpiirkonnast ja emitteri jahutamiseks;
• drive - kasutatakse emitteri liigutamiseks piki töödeldud pinda;
• töötav lõikelaud - toorik asetatakse sellele, samas kui laud on vahetatav;
• CNC/ACS moodul.

Selliste masinate tööpõhimõte põhineb kitsa kiire genereerimisel lasertoru abil, mis teostab metalli töötlemist. Tala kokkupuutel töödeldava materjali pinnaga tekib kõrgtemperatuuriline efekt, mis võimaldab metalli graveerida või lõigata. Samal ajal puhub gaasisegu vool välja sulamaterjali kihi, mis tagab kvaliteetse lõike. Selliseid masinaid saab kasutada igat tüüpi lehtterase, aga ka värviliste metallide ja nende sulamitega töötamiseks.

Iga laserlõikuri töö põhiolemus on kitsa kiire teravustamine, mille tulemusena koondub energia töödeldava materjali pinnale. Sellise tala läbimõõt ei ületa kümnendikku millimeetrit, mis tagab lõike minimaalse paksuse. Sulamise kulg ja sellele järgnev metallkonstruktsiooni muundumine toimub laserkiire võimsusomaduste teatud parameetriteni viimise tulemusena. Sõltuvalt töömehhanismist on selliseid masinaid neli peamist tüüpi.

Metalli laserlõikamist saab läbi viia hapniku- või lämmastikukeskkonnas, valik sõltub töödeldava metalli omadustest.Niisiis vallanduvad hapnikuga kokkupuute tagajärjel eksotermilised reaktsioonid, mille soojusenergia võimaldab lõigata üsna pakse madala legeeritud ja süsinikterasest lehti.

Ei ole soovitatav sisse lõigata hapnikuga galvaniseeritud või tsingitud pindu. Sel juhul on lõige ebaühtlane ja suureneb ka katlakivi tekke oht. Roostevaba või kõrglegeeritud terase lõikamisel on ebasoovitav lubada lõikekoha oksüdeerumist. Seetõttu on selliste metallidega töötamisel nõudlikud inertsed gaasid, enamasti lämmastik.

Alumiiniumi lõikamiseks võib kasutada mis tahes gaasikeskkonda. Kuid titaanisulamitega töötamiseks ei saa kasutada ei üht ega teist, kuna mõlemad gaasid hakkavad metalli pinnale neelduma ja moodustavad rabeda kihi. Selle materjali puhul tuleks eelistada laserseadmeid, mis töötavad heeliumis või kõrgelt puhastatud argoonis.

Üldiselt annavad kõik gaasilaserlõikurid maksimaalse kiirguslaine, nii et need on nõudlikud maksimaalse paksusega lehtmetalli töötlemisel.

Seadmete kõrge efektiivsuse ja tootlikkuse tagavad fiiberoptilised laserseadmed, sageli rakendatakse neid minimasinate kujul. Neil on järgmised eelised.

• Kaugtule kvaliteet. Lõikejoon on peenem ja koha suurus väiksem, mis parandab üldist tööefektiivsust.
• Suur lõikekiirus. Võrreldes gaasiga on see kaks korda suurem.
• Vastupidavus. Professionaalse fiiberoptilise laseri kasutamine tagab stabiilse jõudluse kuni 100 000 töötunni jooksul.
• Suurenenud efektiivsus. Fotoelektrilise muundamise efektiivsus fiiberoptilise lõikamise ajal vastab 30%, mis on 2-3 korda suurem kui gaasilises keskkonnas laserlõikamisel.
• Madal kasutuskulu. Fiiberoptiliste seadmete energiatarve ei ületa 30% laserlõikamisest gaasikeskkonnas.
• Minimaalsed hoolduskulud. Peegeldavate läätsede vajaduse puudumine võimaldab säästa masina hoolduselt palju raha.
• Selliste seadmete kasutamine pole eriti keeruline. Tänu optilise kiu ülekandele ei ole vaja optilise tee parameetreid reguleerida.

Dioodlaserlõikuri peamiseks tööelemendiks on optilise resonaatorina moodustatud pooljuhtkristalli kujul olev emitter. Lisaks dioodile sisaldab selline laser vahelduvvoolu jaoks spetsiaalset seadet. See võimaldab muuta väljundkiirguse parameetreid.

Diood-tüüpi laser kaotab aga koherentsuse parameetrite poolest gaasi- ja fiiberoptilistele laserile. Fokuseerimine annab suure lahknevuse, mistõttu on võimatu energiat maksimaalselt koondada. Selliste seadmete ainus eelis seisneb kõigi teiste mudelite suhtelises odavuses.

Tahkislaseri tööpõhimõte meenutab gaasilaserit.Kuid tal on ka oma eripärad. Erinevalt gaasilisest keskkonnast kasutatakse siin tahkete vormide aktiivset keskkonda. Reeglina on need kristallid ja erinevad klaasid, mis aktiveeruvad kokkupuutel haruldaste muldmetallidega. Selliseid lasereid iseloomustab suurenenud efektiivsus, samas kui paljudel mudelitel on üsna kompaktne suurus. Need lõikurid toodavad talasid, mille lainepikkus võimaldab edukalt töötada erinevat tüüpi ja erineva paksusega metallidega.

Tänapäeval on turul mitmesuguste tootjate laserlõikurid metalli jaoks. Siseturul olevate välismaiste ettevõtete seas on väga populaarsed Euroopa riikides, Ameerika Ühendriikides, aga ka Jaapanis ja Taiwanis asuvate tehaste tooted:

• Trumpf (Saksamaa);
• Schuler (Saksamaa);
• Trotec (Austria);
• Farley Laserlab (Austraalia);
• GCC (Taiwan).

Lisaks on Hiinas toodetud toodetel suur turuosa. Arvamus selle kohta on mitmetähenduslik, paljud kahtlevad selle kvaliteedis. Mõned kaubamärgid, mille tootmisüksused asuvad Hiinas, töötavad aga Šveitsi tehnoloogia järgi ja kliendi range kontrolli all. Nad toodavad erakordselt kõrgete tehniliste ja tööomadustega lasermasinaid. Nende ettevõtete hulka kuuluvad:

• Jänes;
• Wattasan;
• Bodor.

Venemaal toodavad laserlõikureid tööstusettevõtted Semiconductor Devices, LOMO, Plasma ja Inversion. Igaüks neist pakub teatud tüüpi lasersüsteeme. Meie riigis ei ole ühtegi ettevõtet, mis tegeleks korraga igat tüüpi lasermasinate tootmisega.

Metalli laserlõikuri valimisel peate pöörama tähelepanu järgmistele omadustele.

• Materjalide valik. Esiteks on vaja arvestada ettevõtte eripäradega. Oluline on selgeks teha, millest on lõigatud osad tehtud ja milline on nende paksus. Neid tegureid tuleks võrrelda masina tehniliste andmete, töövälja suuruse ja seadmete tööparameetritega.
• Võimsus. Kõikide lasermasinate keskmine võimsus on tänapäeval vahemikus 500 kuni 6000 vatti. Kui plaanite lõigata alla 6mm paksuseid metalllehti, piisab 500-700W laserlõikurist. Paksema materjaliga töötamiseks tuleb valida maksimaalse võimsusega masinad.
• Tööriistad. Fiiberoptiliste masinate puhul peate tähelepanu pöörama kulumaterjalidele: servomootoritele, juhikutele, lõikepeadele, kimääridele ja teistele. Nende komponentide kvaliteet ja funktsionaalsus mõjutavad laserlõikamise täpsust ja kiirust. Mõned hoolimatud tootjad komplekteerivad seadmeid kulude vähendamiseks mitte originaalkomponentidega, vaid nende analoogidega. See võib ostjas segadusse ajada. Seetõttu tuleb eelnevalt selgeks teha teave kulumaterjalide päritolu kohta.
• Seadmete kvaliteet. Viimastel aastatel on enamikus ettevõtetes täheldatud suundumust tootmistsükli vähendamisele.Paljud ettevõtted, eriti hiljuti turule ilmunud, ei pööra piisavalt tähelepanu oma laserlõikurite testimisele enne kliendile tarnimist ega teosta seadmete kvaliteedikontrolli. Seetõttu on masina valikul väga oluline pöörata tähelepanu testimis- ja eelmüügiteenuste kättesaadavusele tootja poolt.
• Teeninduse hooldus. Seadmete valimisel on parem eelistada nende tootjate masinaid, kelle teenindusosakonnad on kasutuspiirkonnas esindatud. Vastasel juhul põhjustavad töö käigus ilmnevad defektid pikaajalisi remonditöid ja sellest tulenevalt tootmisseisakuid.

Metalli laserlõikusmasinad on universaalsed. Ja see kehtib nii kasutatud materjalide kui ka tootmisvõimaluste laiuse kohta. Eelkõige saab neid kasutada metallide lõikamiseks ja graveerimiseks.

Laserseadmete levinuim kasutusala on materjali lõikamine. Metallitöötlemisel on laialt levinud tööpingid, mille peamiseks lõikeriistaks on laser. Need võimaldavad teil teha:

• sise- ja välisreklaami struktuuride üksikud elemendid;
• metallist konstruktorid ja pusled;
• sisekujundusesemed;
• osad autode ja lennukite modelleerimiseks;
• suveniirid.

Metalltoodete lasergraveerimine võib muuta kõige lihtsama asja hindamatuks kingituseks. Kõige täpsem graveering saadakse laserkiire abil. Selles tehnikas rakendatud piltidel on piiramatu säilivusaeg, nad ei karda hõõrdumist, kokkupuudet happe-aluse lahustega, vett, ultraviolettkiirgust ega temperatuurimuutusi.

Arvutiga juhitava laseri abil saate maksimaalse detailsusega pildi. Sageli luuakse metallpindadele keerulisi mustreid ja reprodutseeritakse isegi fotosid.

Laserkiirega saab graveerida mitte ainult tasaseid, vaid ka kumeraid pindu. Sel juhul on masina mootoriga ühendatud tooriku kinnitamiseks spetsiaalne mehhanism. Mootori pöörlemine kandub üle toorikule, see hakkab etteantud kiirusega liikuma ja laserkiir rakendab kujutist igast küljest.