Lasersko rezanje in druge vrste termičnega rezanja
Kaj je lasersko rezanje
Z uporabo laserskega žarka visoke gostote moči za obsevanje materiala, ki ga je treba rezati, tako da se material hitro segreje na temperaturo izhlapevanja, izhlapevanje nastajanja lukenj, z gibanjem žarka na materialu se luknje nenehno oblikujejo v ozki širini (kot je 0,1 mm ali tako) reži, da se zaključi rezanje materiala.
Postopek laserskega rezanja
Plamensko rezanje
Plamensko rezanje je standardni postopek, ki se uporablja za rezanje mehkega jekla, pri čemer se kot rezalni plin uporablja kisik. Kisik je pod pritiskom do 6 barov in vpihnjen v rez. Tam segreta kovina reagira s kisikom: začne se zgorevanje in oksidacija. Pri kemični reakciji se sprosti velika količina energije (do petkrat večja od energije laserja), ki pomaga laserskemu žarku pri rezanju.
Rezanje z uplinjanjem
Rezanje z uplinjanjem uparja material, kar zmanjšuje vpliv toplotnih učinkov na okoliški material. To je mogoče doseči z uporabo neprekinjenega laserja CO2 za uparjanje nizko-toplotnih materialov z visoko-absorpcijo, kot so tanke plastične folije in-netalilnih materialov, kot so les, papir in pena.
Ultrakratki impulzni laserji omogočajo uporabo te tehnologije na drugih materialih. Prosti elektroni v kovini absorbirajo laser in se močno segrejejo. Laserski impulz ne reagira s staljenimi delci in plazmo, material neposredno sublimira in ni časa, da bi se energija v obliki toplote prenesla na okoliški material. Pikosekundni impulzi odstranijo material brez vidnega toplotnega učinka, brez taljenja in brez nastajanja robčkov.
Rezanje taline
Rezanje s taljenjem je še en standardni postopek, ki se uporablja pri rezanju kovin. Lahko se uporablja tudi za rezanje drugih taljivih materialov, kot je keramika. Kot rezalni plin se uporablja dušik ali argon, skozi zarezo pa se vpihuje plin pod tlakom 2-20 barov. Argon in dušik sta inertna plina, kar pomeni, da ne reagirata s staljeno kovino v zarezi, ampak jo preprosto odpihneta proti dnu. Hkrati inertni plini ščitijo rezalni rob pred oksidacijo zraka.
Rezanje s stisnjenim zrakom
Za rezanje tankih plošč se lahko uporablja tudi stisnjen zrak. Zrak pod tlakom 5-6 barov zadostuje za odpihovanje staljene kovine v rezu. Ker je skoraj 80 % zraka dušik, je rezanje s stisnjenim zrakom v bistvu rez s taljenjem.
Rezanje-s pomočjo plazme
Če so parametri pravilno izbrani, se bo v zarezi rezanja s taljenjem s-plazmo pojavil plazemski oblak. Oblak plazme je sestavljen iz ioniziranih kovinskih hlapov in ioniziranega rezalnega plina. Oblak plazme absorbira energijo CO2 laserja in jo pretvori v obdelovanec, tako da se več energije poveže z obdelovancem in material se bo hitreje stopil, kar ima za posledico večjo hitrost rezanja. Zaradi tega se ta postopek rezanja imenuje tudi visoko-hitro plazemsko rezanje.
Oblak plazme je dejansko prozoren glede na polprevodniške-laserje, zato je rezanje s taljenjem-s pomočjo plazme mogoče izvajati samo z laserji CO2.
Lastnosti laserskega rezanja
Za lasersko rezanje je v primerjavi z drugimi metodami termičnega rezanja na splošno značilna visoka hitrost rezanja in visoka kakovost. Posebej povzeto v naslednjih vidikih.
(1) dobra kakovost rezanja: zaradi majhne laserske točke, visoke gostote energije, hitrosti rezanja, tako da lahko lasersko rezanje doseže boljšo kakovost rezanja. ① lasersko rezanje je fino in ozko, obe strani reže sta vzporedni in pravokotni na površino, dimenzijska natančnost odrezanih delov lahko doseže ± 0,05 mm. ② rezalna površina je čista in lepa, površinska hrapavost je le nekaj deset mikronov, celo lasersko rezanje se lahko uporablja kot zadnji postopek, brez mehanske obdelave, deli se lahko uporabljajo neposredno. (③ material po laserskem rezanju, širina območja, na katerega vpliva toplota, je zelo majhna, zmogljivost materiala v bližini reže je prav tako skoraj nespremenjena, deformacija obdelovanca je majhna, visoka natančnost rezanja, geometrija reže je dobra, oblika prečnega-prereza reže je bolj pravilne pravokotne oblike.
(2) visoka učinkovitost rezanja: zaradi lastnosti prenosa laserja je laserski rezalni stroj na splošno opremljen s številnimi CNC delovnimi postajami, celoten postopek rezanja je mogoče v celoti realizirati s CNC. Delovanje, potrebno je samo spremeniti program CNC, se lahko uporabi za različne oblike rezanja delov, tako za dvo-dimenzionalno rezanje, kot tudi za doseganje tri-dimenzionalnega rezanja.
(3) hitrost rezanja: z močjo 1200 W lasersko rezanje 2 mm debele mehke jeklene plošče, hitrost rezanja do 600 cm/min; rezanje plošč iz polipropilenske smole debeline 5 mm, hitrost rezanja do 1200 cm/min. materialov pri laserskem rezanju ni treba vpenjati in fiksirati, tako da prihranite objemke orodja, ampak tudi prihranite pomožni čas zgornjih in spodnjih materialov.
(4) brez{1}}kontaktno rezanje: laserski rezalni gorilnik in obdelovanec brez stika, ni obrabe orodja. Obdelava različnih oblik delov, ni treba spremeniti "orodja", spremeniti je treba le izhodne parametre laserja. Postopek laserskega rezanja je nizek hrupa, nizkih vibracij in brez onesnaževanja.
(5) Rezanje različnih materialov: kovinskih matričnih kompozitov, usnja, lesa in vlaken. Toda za različne materiale je zaradi lastnih termofizičnih lastnosti in različnih stopenj absorpcije laserja učinkovitost