Лазерна різка металу: принцип та можливості

Нас не дивує, коли герої «Зоряних війн» розрізають сталеві двері лазерними мечами. У фантастичних фільмах ще й не таке побачиш. Тим часом, технологія лазерної різки по металу – давно не фантастика, вона працює вже більше 50 років. Правда, діє вона не так блискавично, як світлові мечі джедаїв. 

Технологія лазерної різки металу ґрунтується на тому, що поверхню матеріалу піддають потужному впливу лазера з певною довжиною хвилі. Цей спосіб розрізати метал можна назвати найбільш філігранним: ширина різу складає всього 0,1 мм. За допомогою лазеру можна виготовляти вироби зі складними геометричними контурами, забезпечивши високу точність розмірів та якість виконання. Краї виробів, виготовлених таким чином, виходять гладкими й рівними, без щербин. Їх не потрібно додатково обробляти, щоб довести виріб до ідеалу.

Лазер ріже – іскри летять

Лазер випускає вузький промінь світла, у якому сконцентрована величезна енергія. Вся вона фокусується практично в одній точці. Цієї енергії достатньо для руйнування матеріалу в місці дії лазера. 

Температура металу в точці, на яку спрямований промінь, підвищується до більш ніж 1000°С. Конкретна цифра залежить від виду металу, адже у них різна температура плавлення. Це беруть до уваги в розрахунках, за якими обирається потужність променя та швидкість його руху. 

При інших способах різання на поверхні металу виникають статичні та динамічні напруги, а при лазерній різці вони відсутні. Це дозволяє уникнути механічних пошкоджень і дефектів. Зайве також не розплавиться: температура металу сильно зростає всього за кілька секунд, але розмір променя невеликий. Розплавлений метал у місці розрізу здуває потік газу, спрямований туди ж, куди лазерний промінь. 

Процес вирізання автоматизований. Координати задані у програмі, яка керує лазером і, коли потрібно, гасить його, щоб надати виробу потрібної форми.

Лазери використовують для обробки металів перетином 15-20 мм. Разом з тим, найбільшу ефективність та найкращу якість роботи лазер демонструє при обробці деталей завтовшки до 6 мм. Товщина матеріалу, який можна розрізати, залежить від потужності лазера.

Сфера застосування

До переваг лазерної різки металу належать:

• Можливість різати деформовані або крихкі матеріали
• Можливість обробки деталей, виготовлених із твердих сплавів
• Можливість з високою швидкість різати тонкі листи
• Економічність використання технології під час випуску обмежених партій продукції
• Можливість автоматичного розкроювання металу за кресленнями.

Технологія лазерного різання дає змогу обробляти:

• Сталь (звичайну і нержавіючу)
• Мідь
• Алюміній
• Латунь
• Деякі неметали (наприклад, деревину)

Разом з тим, лазерна обробка не підходить для титану і металів з високим коефіцієнтом відбиття, таких як високолеговані сталі. І для надто товстих матеріалів, про що вже йшлося вище.

Фігурні зрізи – не єдине, до чого надається лазерна обробка. Лазери можна використати, щоб надати деталям привабливого вигляду з глянцевою поверхнею, а також коли необхідно фрезерувати деталі чи робити в них пази. Лазерна різка залишається однією з найбільш передових технологій обробки металів.