Фигурная резка металла лазером

Методы фигурной резки металла

[Фигурная резка] позволяет создавать оригинальные и изящные рисунки на листах металла.

Фигурная резка металла осуществляется на станках, с которыми можно работать без специальных навыков.

Основными способами резки считаются плазменная, лазерная, гидроабразивная и гильотинная резка. Рассмотрим основные виды фигурной резки металла.

Лазерная технология

Лазерная технология является универсальной, так как дает возможность обрабатывать любые металлические сплавы, ведь на станке устанавливаются определенные параметры для каждого металла.

Главной особенностью лазерной резки является отсутствие контакта металла и режущего устройства.

Лазерная резка материала осуществляется тонким сфокусированным световым лучом, благодаря которому металлический лист нагревается и проплавляется насквозь.

Преимуществами лазерной резки являются:

отсутствие деформации материала;

возможность вырезания сложных контуров;

отсутствие последующей обработки.

Оборудование бывает твердотелым и газовым. Твердотелый инструмент довольно простой в управлении и использовании.

Лазерный стержень производится из неодимового стекла, обладающего способностью пропускать импульсный лучевой поток мощностью 6кВт.

В газовом станке установлена газоразрядная трубка вместо стеклянного стержня.

Трубка заполняется углекислым газом, азотом, гелием. Электроимпульсы активизируют молекулы газа, которые начинают излучать энергию, превращающуюся в направленный пучок.

Мощность некоторых моделей оборудования составляет 20 кВт. Такое оборудование отличается дороговизной.

Лазерная технология обработки листового металла дает возможность формировать любые сложные фигуры с минимумом отходов.

Благодаря точечному лучевому воздействию получаются гладкие и ровные кромки без неровностей не требующие дополнительной обработки.

Исключением для лазерной обработки является алюминий и сплавы алюминия с нержавейкой. Алюминий плохо поддается лазерной резке в связи с его отражающей способностью.

Плазменная технология

Фигурная плазменная резка листового металла дает возможность обрабатывать плазмой материал толщиной до 10 см.

Различные покрытия, ржавчина, загрязнения не снижают качество резки. Принцип работы следующий: в сопло плазмотрона подается газ под давлением.

Под действием электроимпульсов газ становится плазмой и образуется электрическая дуга между режущей головкой и стальным листом.

Резка осуществляется за счет струи плазмы. Основой метода является воздушно-плазменная дуга постоянного тока прямого действия.

В процессе резки плазмой металл раскаляется до 30000°.

К достоинствам плазменной резки можно отнести:

высококачественный и чистый разрез;

отсутствие высокотемпературного воздействия, приводящего к деформации материала;

По сравнению с резкой лазером, плазменная технология более производительная, менее затратная, имеет больший диапазон обрабатываемых материалов. Плазмой можно резать металл толщиной до 150 мм.

К недостаткам плазменной резки можно отнести большую ширину резки, которая способна увеличиваться пропорционально силе тока плазменной дуги, а также конусность кромки, которая образуется из-за формы плазменной струи.

Плазменная резка является самой востребованной для вырезания фигур, так как сочетает в себе основные критерии по соотношению цена-качество.

Гидроабразивная технология

Гидроабразивная резка – это технология обработки тонкой высокоскоростной струей воды с добавлением частиц абразивного материала – абразива.

Оборудование для такой резки позволяет работать не только с металлом, но и с пластмассой, деревом, керамикой.

Следует отметить, что данным способом можно работать с любым металлом, не подверженным коррозии.

На станке есть возможность настроить глубину резки, что особенно актуально, когда требуется резка до определенной толщины, а не насквозь.

Процесс гидроабразивной резки происходит следующим образом: вода под давлением подается в смесительную камеру, в которой вода смешивается с абразивом.

Затем через твердосплавное сопло смесь подается на место среза. После чего струя гасится водой из специального резервуара.

Температура во время резки не превышает 90°.

Достоинствами данной технологии являются:

отсутствие деформации материала из-за низких температур резки;

возможность разрезания металлов толщиной до 3 см, иных материалов – толщиной до 10 см;

универсальность оборудования, подходящего для резки большого количества материалов;

наличие оборудования, способного работать автономно, без человека.

Однако резка гидроабразивом имеет и недостатки, которые касаются не самой технологии, а оборудования:

  1. Появление конусности. Срез металла вырезается неровно, а в виде воронки. Устранить конусность можно специальным оборудованием:
  2. Неизменная скорость. Скорость является одинаковой и для тонкого, и для толстого металла, что влечет за собой большие энергозатраты.

Резка ножницами

Ножницы по металлу довольно часто используются для фигурной резки металла.

Ножницы способны разрезать металл толщиной до 1 мм. Ручной инструмент представляет собой два режущих ножа, расположенных под определенным углом 7-12°.

Для фигурной резки используются криволинейные ножницы и пальцевые ножницы.

Также для фигурной резки применяются гильотинные ножницы, представляющие собой станок, который используется в промышленных условиях.

Такие ножницы имеют максимальную глубину резки до нескольких миллиметров толщиной. Станок может быть ручным и электрическим.

При резке гильотинами срез получается ровным, без заусенцев.

Читайте также:  Дюраль сдать на металлолом

Однако данным способом возможно вырезать не все контуры, сложные фигуры выполнить достаточно сложно.

Каждая их технологий фигурной резки металла имеет определенные достоинства и недостатки, что позволяет выбрать оптимальный вариант для каждого случая.

Источник

Способы художественной резки металла

Художественная или фигурная резка металла способна создавать уникальные предметы интерьера и экстерьера. Мы рассмотрим плазменную и лазерную резку.

Художественная резка металла (другое часто встречающееся название — фигурная) — это создание или нанесение на листы материала оригинальных рисунков, надписей или других изобразительных элементов. Она может быть выполнена при помощи специального оборудования, чаще всего станков, позволяющего обрабатывать прочный и твердый материал как сталь и другие металлы и сплавы. Для работы на подобном оборудовании, как правило, не требуются профессиональные навыки, достаточно внимательно изучить инструкцию и приемы обработки.

Виды художественной резки металла

Фигурная резка металла выполняется одним из четырех основных способов, в основе которых лежат следующие технологии:

  • лазерная;
  • плазменная;
  • гидроабразивная;
  • гильотинная.

Каждая из технологий имеет достоинства и недостатки. Наиболее современными и потому прогрессивными и широко используемыми считаются первые две.

Лазерная резка

При лазерной резке по металлу для обработки и раскроя материала используется мощный лазер. Чаще данная технология используется в промышленных масштабах, где лазерный луч управляется специальной компьютерной программой. В результате узконаправленного воздействия происходит быстрое нагревание, плавление, а затем испарение или выдувание материала на участке, подвергаемом резке. При этом технология позволяет получать узкий рез с крайне малой зоной воздействия на обрабатываемую поверхность.

Лазерная резка имеет ряд преимуществ:

  • относительно невысокий уровень затрат (по сравнению с большинством альтернативных технологий, за исключением плазменной резки) при обработке твердых сплавов;
  • возможность работы с хрупкими сплавами, которые легко деформируются;
  • безопасность технологических процессов (при использовании исправного оборудования);
  • отсутствие или крайне малая деформация материала, которая достигается за счет узконаправленной обработки;
  • возможность создания самых разнообразных и сложных контуров;
  • отсутствие необходимости последующей отделки или обработки поверхности.

Благодаря особенностям технологии, с использованием лазерной резки можно выполнять рисунки любой сложности, не требующие при этом дополнительной обработки, так как кромки и края сразу получаются гладкие и ровные.

К недостаткам лазерной резки относится невозможность работы с алюминием и его сплавами с нержавеющей сталью. Это вызвано отражающими свойствами материала. Он может быть обработан только с использованием особо мощного лазерного оборудования.

Художественная лазерная резка металла является качественным способом создать узор с наименьшими затратами материала и времени.

Плазменная резка

  • образуется электрическая дуга (между соплом и электродом или между металлом и электродом), зажигание которой происходит за счет импульса или короткого замыкания;
  • из сопла подается газ, находящийся под давлением;
  • под действием электрической дуги он превращается в плазменную струю, температура которой достигает 30 тыс. градусов, а скорость — 1,5 тыс. м/с.

При помощи фигурной плазменной резки возможна обработка листа толщиной до 10 см, а при использовании некоторых промышленных станков — до 20 см.

Плазменная резка металла обладает следующими достоинствами:

  • возможность создания рисунков и фигур любой сложности;
  • качественный, чистый и гладкий разрез;
  • возможность обработки всех видов металлов;
  • скорость и производительность используемого оборудования;
  • отсутствие деформации материала;
  • безопасность технологических процессов (если используемое оборудование исправно).

Художественная плазменная резка может применяться к материалам с ржавчиной или загрязнением, что не приводит к ухудшению качества обработки. По сравнению с резкой при помощи лазерного оборудования, плазменное обладает большей производительностью и диапазоном материалов, которые возможно обработать.

К недостаткам данного способа резки относятся:

  • образуемый на кромке конус, вызванный особенностью технологии;
  • несколько большая, по сравнению с резкой лазером, ширина реза.

Учитывая достоинства и недостатки каждого из описанных методов обработки, практикующие специалисты склоняются к тому, что плазменная резка наиболее востребована, так как имеет лучшее соотношение цена-качество.

Оборудование для художественной резки

Лазерная резка

Станки для обработки металлов лазером достаточно дороги. Их выпускает множество зарубежных компаний, самыми известные из которых: Trumpf (Германия), ESAB (Швеция), MultiCam (США), Mazak (Япония), Bystronic (Швейцария) и т.д. Несмотря на то, что технология используется два десятка лет, приобрести новое оборудование перечисленных компаний могут позволить себе только относительно крупные промышленные производства.

Тем не менее, необходимо учитывать, что на рынке широко представлено предложение оборудования данной категории, уже бывшее в употреблении, но находящееся в рабочем состоянии. Даже в таком виде, оно практически всегда превосходит многочисленные аналоги китайского производства, которые даже новые не отличаются ни качеством обработки, ни надежностью при эксплуатации.

Плазменная резка

  • инвенторная плазморезка. Компактная, отличается экономным расходованием энергии, но боле требовательная к стабильности напряжения;
  • транформаторная плазморезка. Более надежная, но требующая значительного расхода энергии, имеет большие размеры.

При выборе оборудования для плазменной резки металла учитывают следующие критерии:

  • мощность;
  • производительность работы;
  • материал, из которого выполнена горелка;
  • внешний вид и дизайн агрегата.

Оборудование для плазменной резки крайне широко представлено на современном рынке, поэтому каждый желающий без труда найдет модель, подходящую именно ему.

Заключение

Применение лазерной или плазменной резки металла позволяет получить качественный продукт с относительно небольшими затратами, благодаря использованию современных технологий и последних достижений в области обработки материалов.

Читайте также:  Таблица резки металла для плазмореза

Интересно узнать опыт людей, использовавших различные технологии художественной резки металла на практике. Его можно изложить в комментариях под статьей.

Источник

Технология лазерной резки металла

Содержание

Лазерная резка металла – это процесс нагревания и разрушения металла при помощи лазерного луча. Международное название технологии – Laser Beam Cutting (LBC).

На сегодняшний день существует 3 основных способа работы лазера по металлу:

  1. Плавление — наиболее распространенный способ, который подходит для большого количества материалов. Луч лазера разогревает поверхность металла до температуры плавления, которая различается у видов сырья. При правильно подобранном режиме металл расплавляется только по срезу, целостность кромок сохраняется. В зону обработки бьет поток сжатого газа, который выдувает расплавленный металл, охлаждает края, предотвращает плавление и деформации на срезах. Например, присутствие кислорода при резке нержавеющей стали или алюминия грозит окислением места среза, поэтому поверхность обдувается азотом. Алгоритм движения составлен на базе информации о материале (толщине, температуре плавления) и заложен в программное обеспечение, которое управляет действиями оборудования. Эта технология отличается высокой точность, скоростью и экономичностью.
  2. Горение — способ лазерной резки металла, который оптимизирует обработку черных металлов, но не подходит для цветных металлов и стали с высоким содержанием легирующих элементов. Воздействие кислорода дает в несколько раз больше тепловой энергии, чем работа лазера. Себестоимость процесса и время обработки уменьшаются. Методика имеет недостаток – горят кромки некоторых материалов. Затраты на постобработку срезов могут превысить экономию непосредственно резки. Выбор технологии лазерной резки “горение” определяет материал. Например, черная сталь в процессе обработки не образует оксидов или позволяет легко удалить их. Сплавы алюминия и нержавеющая сталь при контакте с O₂ окисляются, поэтому при раскрое этих материалов поступление кислорода отсекают струей азота.
  3. Испарение — используется редко, востребован только при резке тонкостенных изделий или листов малой толщины. Луч работает не сплошной струей, а короткими импульсами, рассчитанными на то, чтобы расплавить и испарить металл, не задев ничего вокруг, например, подложку (в изделиях). Воздушный напор удаляет технический мусор из рабочей области. Эта методика требует значительно большего нагрева материала. Например, алюминий плавится при 660 ํС, а закипает при 2 519 ํС. Соответственно, нужно почти в четыре раза больше энергии. Процесс более затратный, поэтому оправдан только в случаях, где не справляются другие технологии.

Таким образом, лазерная резка методом плавления – оптимальное соотношение цены и качества для большинства материалов.

Оборудование для лазерной резки

Устройства классифицируют по разным параметрам. По типу рабочей среды – источника лазерного излучения – выделяют три вида приборов:

  • Твердотельные системы. В осветительном модуле располагается твердое рабочее тело и газоразрядная лампа высокой мощности. Рабочим телом может служить стержень из рубина, неодимового стекла и других материалов. Края стержня оснащены зеркалами: полупрозрачным и отражающим. Луч лазера, созданный рабочим телом, набирает мощность, благодаря множественным отражениям и выходит наружу через полупрозрачное зеркало.
  • Газовые устройства. В них работает CO₂ (отдельно или в комплексе с гелием и азотом). Углекислый газ активизируют электроразряды. Для увеличения мощности также используют систему зеркал.
  • Газодинамические приборы обладают самой высокой мощностью. Активным веществом тоже является оксид углерода (CO₂), разогретый до температуры в диапазоне от 726 до 2726 °С. Он активизируется при помощи дополнительного лазерного луча небольшой мощности. Проходя через специальное сопло, газ меняет состояние и становится источником излучения. Этот вид оборудования самый дорогостоящий.

Выбор вида лазерной резки зависит от материала, который необходимо обработать.

ЧПУ, использующие углекислый газ, отлично справляются со сваркой, раскроем, гравировкой металла, стекла, пластика и другого сырья. Оборудование твердотельного типа эффективно для резки алюминия, меди, серебра, латуни. Не работают с неметаллическими материалами.

Качество лазерной резки. От чего оно зависит?

Под качеством лазерной резки обычно понимают точность, качество реза (минимальную шероховатость, прямые стенки), скорость предоставления услуг.

Результат работ зависит от многих составляющих:

  • Типа и размеров детали;
  • Правильной настройки оборудования для лазерной резки;
  • Технического состояния ЧПУ-станка;
  • Качества разработки макета.

Чтобы получить нужный результат, необходимо учесть все эти параметры. При соблюдении правил использования, лазерные резаки обеспечивают точность до 0,1 мм.

Скорость резки обусловлена мощностью оборудования, толщиной и теплопроводностью обрабатываемого материала. Чем выше показатель, тем быстрее отводится тепло с рабочего участка, соответственно требуется больше энергии. Например мощности лазера в 600 Ватт достаточно для резки титана или черных металлов, но мало для меди или алюминия.

Особенности резки отдельных металлов

Индивидуальные свойства материалов требуют применения различных технологий лазерной резки. Сплавы и цветные металлы обрабатывают на станках мощностью не ниже 1 кВт, для работы с черными металлами будет достаточно мощности от 0,5 кВт.

Раскрой высокоуглеродистых сталей осуществляется в основном по газолазерной технологии с применением кислорода. Благодаря сильной тепловой реакции в зоне воздействия лазера, увеличивается скорость обработки металлического листа.

Этот метод дает высокое качество реза. Для фигурной резки, например, заготовок с острыми углами или отверстиями, в комплексе с лазерным лучом используют инертный газ.

При обработке изделий или листов из нержавеющей стали, используют азот, который транспортируют в рабочую область под давлением до двадцати атмосфер. Учитывая высокую прочность сырья, лазерная резка – практически единственный метод качественной обработки нержавеющей и оцинкованной стали.

Читайте также:  Шлифовщик металла на заводе

Работа с цветными металлами требует аппаратов больше мощности, например твердотельного типа.

Для взаимодействия с латунью, алюминием и сплавами с его содержанием используют инертный газ под давлением до десяти атмосфер. Кромки получаются хорошего качество, возможно небольшое образование грата, который легко удалить.

Медь обладает высокими теплопроводными свойствами. Оптимальная толщина листов для раскроя лазером не больше 0,5 мм. Большая толщина требует значительных расходов, что не является экономически целесообразным.

Лазерные установки отлично зарекомендовали себя в резке труб толщиной до 30 мм. Линию реза можно направить под любым углом. В результате получают ровную поверхность, готовую для дальнейшего монтажа или сварки.

Альтернатива лазерной резке металла

В современной металлообработке эффективно используют четыре технологии резки металла:

Каждый способ имеет свои преимущества и недостатки по отношению к различным видам материалов.

Плазменная резка металла

Плазменная резка – технология раскроя металла, при которой в качестве режущего инструмента выступает струя плазмы. К преимуществам относится возможность работы с любыми сырьем: цветными, тугоплавкими и другими сложными металлами. Еще один плюс технологии – создание резы любой формы, в том числе сложной геометрической.

Плазменная резка немного проигрывает лазерной в качестве кромок, соответственно и в точности. При лазерной обработке кромки имеют большую степень соответствия по перпендикулярности.

Для материалов толще 6 мм плазменный метод занимает меньше времени и затрат энергии по сравнению с лазерным. Однако при работе с тонкими материалами и изготовлении деталей сложной геометрии использование лазера эффективнее ввиду большей точности и максимального соответствия техническому заданию.

Газовая резка металла

Суть процесса газовой резки заключается в следующем: газ ацителен или пропан разогревает материал обработки до 1000-1200⁰С, затем подключается кислород, который загорается при контакте с раскаленным металлом и режет его. Технология подходит для материалов, температура горения которых ниже, чем плавления: для сталей с низким и средним содержанием легирующих элементов. Преимущества метода в невысокой стоимости, простоте, мобильности оборудования. Однако он подходит не для всех материалов, точность резки значительно уступает лазерной и плазменной.

Гидроабразизная резка металла

Рабочим инструментом при гидроабразивной резке выступает смесь воды с абразивными частицами (зерна карбида кремния, электрокорунда, других твердых веществ, гранатовый песок). Вода поступает в режущую головку под давлением до 6000 атмосфер, оттуда она со скоростью около 1000 м/сек (и выше) вырывается в камеру, где смешивается с абразивом. Смешанная струя разрушает целостность металла и смывает отрезанные частицы. Важная особенность гидроабразивной резки состоит в том, что обрабатываемые поверхности практически не нагреваются, что дает методу массу неоспоримых преимуществ.

Технология имеет ряд плюсов:

  • Работа с любыми материалами;
  • Высокое качество реза благодаря отсутствию пригорания и плавления поверхности;
  • Возможность обработки термочувствительного сырья;
  • Отсутствие вредных выделений в рабочем процессе;
  • Пожаробезопасность работ.

К недостаткам можно отнести более низкую скорость в сравнении с плазменной и лазерной обработкой, высокую стоимость оборудования и себестоимость процесса.

Из рассмотренных вариантов лазерная резка – наиболее универсальный инструмент. Кроме непосредственного раскроя устройства используют для лазерной гравировки металла, маркировки, разметки и прочих операций.

Практическое применение технологии лазерной резки

Производство изделий при помощи лазерного оборудование состоит из нескольких этапов:

  1. Формирование идеи продукта.
  2. Разработка художественного эскиза.
  3. Создание технического макета модели.
  4. Изготовление тестовой детали на ЧПУ-станке.
  5. Контроль параметров и доработки в случае необходимости.
  6. Запуск серийного производства.

Созданию технического макета нужно уделить особое внимание, так как от его точности будет зависеть качество готового изделия.

Станки используют форматы программ AutoCAD, CorelDraw, поэтому чертежи для лазерной гравировки или резки должны быть выполнены в этих программах.

Требования к макетам для лазерной резки

  • Масштаб чертежа 1:1.
  • Замкнутые внешние и внутренние контуры.
  • CIRCLE, LINE, ARC – команды для создания контуров.
  • Команды ELLIPSE, SPLINE не поддерживаются.
  • При наложении линий друг на друга лазерный резак будет проходить по одной и той же траектории несколько раз.
  • В чертеже для лазерной резки должно быть указано количество деталей и рабочий материал.
  • Вся информация о чертеже должна быть размещена в одном файле.

Ценообразование в услугах лазерной резки металлов

Цена услуг зависит от ряда составляющих и меняется в зависимости от технического задания.

Что влияет на стоимость услуг лазерной резки металла

  • Вид металла. Например, резка черных металлов, стали и нержавейки стоит в 2-3 раза дешевле резки меди, латуни, титана, алюминия и его сплавов.
  • Толщина листа. Чем больше толщина, тем выше цена. Нестандартные технические задания рассчитываются индивидуально.
  • Сложные формы деталей. Чем больше требуется резов для достижения результата, тем выше цена.

Эти и ряд других параметров, которые оговариваются с заказчиком, формируют стоимость лазерной резки и гравировки.

О компании

Адрес: Санкт-Петербург, Петровский пр., д.20 литер Я (около д. 20 литер В)

Режим работы:
Понедельник — пятница
10:00 — 18:00

Полезные статьи
Работаем по всей России
Высокоточное производство
Пользовательское соглашение

Источник

Поделиться с друзьями
Металл
Adblock
detector