Category wycinanie laserowe

Jak działa wycinanie laserowe

Wycinanie laserowe to technologia, która wykorzystuje skupioną wiązkę lasera. Materiał w obszarze poddanym obróbce ulega stopieniu lub odparowaniu. Jego pozostałości, w stanie ciekłym lub gazowym, mogą być wydmuchiwane poprzez system wentylacyjny. Obecnie często używane są lasery gazowe lub półprzewodnikowe. Jak wygląda ich działanie w praktyce?

Roztapianie lub odparowanie materiału

W każdym przypadku wiązka lasera jest kierowana na miejsce, w którym materiał ma zostać przerwaniu. Musi być użyty laser o odpowiedniej mocy, dostosowany do obrabianego surowca. Energia jest absorbowana, a metal ulega stopieniu. Materiał zmienia stan skupienia ze stałego na ciekły. Dodatkowo może być stosowany gaz techniczny, między innymi, azot, argon i tlen. Warto dodać, że wycinanie laserowe polegające na roztapianiu materiału jest stosowanie do obróbki stali i metali nieżelaznych. Cięcie za pomocą sublimacji jest natomiast używane w przypadku ceramiki i tworzyw sztucznych, które niełatwo poddają się roztapianiu.

Precyzyjne cięcie i ograniczenie kosztów

Wycinanie laserowe ma wiele zalet w porównaniu do tradycyjnych form obróbki materiałów. Przebiega szybciej i uzyskiwane są bardzo równe krawędzie na wszystkich liniach cięcia. Przedmioty w większości przypadków nie wymagają dalszej obróbki, co mniejsza koszty produkcji. Ma to szczególne znaczenie podczas tworzenia wielu wariantów tego samego rozwiązania lub przy produkcji seryjnej. Wycinanie laserowe to metoda bezdotykowa, bo głowica tnąca nie ma kontaktu z materiałem. Laser nie wymaga stosowania dodatkowych narzędzi, za to można ograniczyć wykorzystanie energii i surowców. Podczas cięcia nie występują błędy ludzkie, a kształty są zawsze precyzyjne, niezależnie od stopnia skomplikowania projektu. Automatyzacja gwarantuje uzyskanie wysokiej powtarzalności i zwiększa wydajność. W związku z tym wycinanie laserowe jest stosowane w różnych gałęziach przemysłu.

Nowoczesny laser światłowodowy

Alternatywą w stosunku do tradycyjnych laserów może być laser światłowodowy. Za jego pomocą można uzyskać miększą moc i szybkość obróbki materiału. Wiązka lasera światłowodowego jest lepiej pochłaniana przez metal, a więc ograniczane są straty energii. W związku z tym ograniczyć można koszty eksploatacji urządzenia w przedsiębiorstwie. Wycinanie laserowe może być realizowane na materiałach refleksyjnych i nie wpływa to na stabilność cięcia. Urządzenie może być uzupełnione o zintegrowany system sterowania o napędzie liniowym. Laser światłowodowy ma jednak ograniczone możliwości podczas pracy nad skomplikowanymi kształtami. Dlatego rodzaj zastosowanego urządzenia musi być dostosowany do konkretnych potrzeb odbiorcy.

Dlaczego cięcie laserem jest tak efektywne

Obróbka materiałów bywa zadaniem złożonym. Wszystko dlatego, iż w zależności od branży można mówić o prostym przycięciu elementów na konkretny wymiar lub wycinaniu bardziej złożonych kształtów. W szczególności ten drugi proces wymaga zastosowania odpowiedniej jakości maszyn. Wszystko dlatego, iż to, z jaką precyzją można użytkować urządzenia przeznaczone do obróbki materiałów rzutuje na jakość końcowej realizacji. Dlatego wycinanie laserem stało się obecnie elementem, który dominuje sektor obróbki materiałów. Dlaczego tak się dzieje i jakie są benefity związane z tą technologią?

Nowoczesna technologia CNC

Współczesna branża produkcyjna w dużej mierze opiera się na technologii komputerowej. Wszystko dlatego, iż umożliwia na automatyzację lub szeregu procesów, także tych, które dotyczą obróbki materiałów. Wycinanie laserowe również opiera się na technologii CNC. W dużej mierze dlatego, iż komputer numeryczny, który pozwala na sterowanie maszyną, umożliwia wprowadzenie konkretnych danych, na podstawie których urządzenie wykonuje określone czynności. Oznacza to, iż raz stworzony algorytm można zapisać, a potem wykorzystywać. To przekłada się na możliwość wykonywania dużej liczby identycznych elementów w sposób automatyczny. Dzięki temu wzrasta moc przerobowa poszczególnych przedsiębiorstw.

Przewaga lasera nad standardowym urządzeniem tnącym

W przypadku maszyn starszej klasy, te, które stosowano do obróbki i skrawania materiałów, wyposażone były w ostrze fizyczne. Nawet najwyższej jakości materiały nie zapewniały stu procentowej odporności na proces ścierania. Dlatego niezbędna była wymiana ostrzy. Te zużyte, nawet, jeśli zachowywały tą samą precyzję cięcia, powodowały także, że krawędzie byly w widoczny sposób poszarpane. Zastosowanie technologii laserowej pozwoli wznieść skrawanie materiałów na nowy poziom.

Przede wszystkim lasery są o wiele bardziej uniwersalne, niż konkretne ostrza tnące, które najczęściej dedykowane były konkretnym materiałom, jak drewno, plastik, czy metal. Laser doskonale radzi sobie z poszczególnymi typami materiałów. Bardzo ważna jest także sama jakość jego pracy. Miejsce cięcia jest równe oraz pozbawione zadziorów, dzięki czemu nie ma potrzeby ich późniejszej, mechanicznej obróbki za pomocą materiałów ścierających, które pozwalają na wygładzenie krawędzi.

Dlatego technologia laserowa, którą wykorzystuje się we współczesnym przemyśle, pozwoliła na zoptymalizowanie szeregu procesów, które związane są z obróbką materiałów.

Jakie korzyści może przynieść wycinanie laserowe

Produkcja przemysłowa jest związana z koniecznością wycinania precyzyjnych elementów z różnych materiałów. Potrzebne mogą być części składowe zarówno duże, jak i o wymiarach tylko kilku milimetrów. Wysoką jakość obróbki gwarantuje wycinanie laserowe. Jest to nowoczesna metoda możliwa do stosowania przez małe i duże firmy, niezależnie od specyfiki prowadzonej działalności.

Obróbka różnych materiałów

Wycinanie laserowe może być używane do obróbki materiałów takich jak stal nierdzewna, aluminium, szkło, drewno, guma, a także tworzywa sztuczne. Warto podkreślić, że głowica tnąca w formie skupionej wiązki lasera nie ma bezpośredniego kontaktu z surowcem. Grubość przedmiotów może wynosić od 1 do nawet 30 milimetrów. Zależy od niej szybkość pracy, bo laser nagrzewa materiał i powoduje jego roztopienie albo odparowanie. W niektórych przypadkach stosowane jest stapianie wraz z wydmuchiwaniem pozostałości materiału. W związku z tym firma powinna zapewnić skuteczną wentylację hali produkcyjnej.

Dokładność i powtarzalność

Laser rozgrzewa materiał wyłącznie punktowo. Szczelina cięcia może mieć szerokość nawet 0,5 milimetra, co pozwala na zachowanie bardzo dużej precyzji obróbki. Przedmioty mogą być łatwo utrzymane w optymalnej pozycji i nie występują błędy tak, jak podczas klasycznych metod cięcia. Wycinanie laserowe nie wymaga obecności ręcznego operatora, bo wszystkie czynności są wykonywane poprzez maszyny sterowane komputerowo. Mają one wbudowane oprogramowanie pozwalające na tworzenie skomplikowanego toru ruchu głowicy tnącej. Wszystko razem pozwala na tworzenie złożonych projektów. Przedmioty mają wysoką powtarzalność kształtów, co pozwala tworzyć projekty 2- i 3-wymiarowe.

Obniżenie kosztów produkcji

Wycinanie laserowe może być kojarzone z wysokimi cenami maszyn. Jednak urządzeń nie trzeba kupować na własność, bo możliwe jest wypożyczenie lub realizacja konkretnego projektu w zewnętrznej firmie. Jeśli jednak produkcja ma być wykonywana wewnątrz firmy, należy zwrócić uwagę na możliwości obniżenia kosztów. Maszyny mają wbudowane funkcje optymalizacji pracy zarówno przy uwzględnieniu ilości wykorzystywanego materiału, jak i zapotrzebowania energii. Poza tym podczas produkcji nie występują błędy i uszkodzenia elementów. Wysoka jakość obróbki powoduje, że przedmioty nie muszą być poddawane dalszemu kształtowaniu. Mogą od razu stanowić finalny produkt lub podzespoły potrzebne do budowy większych produktów. W ten sposób firma może skutecznie obniżyć koszty, szczególnie jeśli prowadzona jest produkcja seryjna.