Меню

Мощность лазера для резки металла 10мм



Выбор мощность лазера для резки металла в зависимости от материала

Это одна из самых современных технологий, используемых не только на производстве, но и в небольших мастерских. Данный способ при правильном подборе вида оборудования подходит практически для всех металлов, позволяет делать обычную и художественную (фигурную) резку. Чтобы добиться хороших результатов, необходимо ориентироваться в технологиях и принципах работы этого оборудования.

Мощность лазера для раскроя металлических заготовок различной толщины

Резка лучом лазера термическая, дает возможность добиться точности, почти полностью исключающей необходимость в дальнейшей обработке. Чтобы повысить эффективность, применяются различные газы: кислород, углекислый газ, азот, водород, гелий, аргон. Выбор зависит от вида материала, толщины заготовки, планов по поводу последующей обработки. Если для раскроя требуется очень высокая температура, используется кислород. Для работы с цирконием или титаном подходит только аргон.

Любой лазерное оборудование состоит из:

  • механизма (системы), обеспечивающего подачу энергии;
  • тела, генерирующего луч (твердого, волоконного, в виде смеси газов);
  • зеркал (резонатора).

В твердотельное лазерное оборудование размещается диод и стерженек, изготовленный из рубина, неодима или граната. В волоконных лазерах элементом, генерирующим луч, (иногда и резонатором) служит оптическое волокно. В газовом оборудовании используются газы или их смеси. Мощность и сфера применения полностью зависят от вида оборудования:

  • твердотелые (для латуни, меди, алюминия и сплавов из него) – 1-6 кВт;

  • СО2-лазеры (для любых тонких металлических заготовок) – 600-8000 кВт;
  • газодимамические – от 150 кВт.

Для резки металла мощность лазера 450-500 Вт (кроме цветных металлов, для которых требуется от 1 кВт). Наиболее эффективен этот способ при толщине заготовок, толщина которых не превышает 6 мм. При 20-40 мм лазерное оборудование применяется редко. Для металла большой толщины лазерная резка (от 40 мм) почти не встречается.

Зависимость мощности от толщины заготовки

Толщина заготовки (мм)

Сталь (легированная, углеродистая)

Для обработки легированной и углеродистой стали в качестве вспомогательного элемента используется кислород, для нержавеющей стали – азот с давлением до 20 атмосфер. Цветные металлы и алюминий отличаются высокой теплопроводностью и низким уровнем поглощения лазерного луча. Для раскроя этих материалов используется твердотелый лазер, работающий в режиме импульсов.

Важно! Для резки металла толщиной 1мм выбор мощности лазера зависит от вида материала. Для стали достаточно 100 Вт, для титана необходимо 600 Вт.

Лазерный диод для резки металла

Лазерный диод для резки металла – полупроводниковый лазер, сконструированный по принципу p-n гомоструктурного диода. Полупроводником служит пластина, верхний слой которой создает n-области (отрицательную), нижний — p-область (положительную). Переход p-n сравнительно большой и плоский. Торцы по бокам служат резонаторами. Фотон, который движется перпендикулярно, отражается от торцов несколько раз, только потом сможет выйти.

В процессе прохода вдоль торцов создаются новые фотоны, излучение усиливается, начинается генерация луча. В момент выхода он сильно расходится, поэтому собирается линзами. Лазерные диоды для резки металла с большой мощностью (10 микрометров) дополнительно излучают углекислый газ (CO2).

Важно! Оборудование этого типа отличается повышенной производительностью, сравнительно низкой стоимостью

СО2 лазер (углекислый) для раскроя металла

Углекислые лазеры обладают характеристиками, делающими их идеальными для раскроя в промышленности. Первое — длинные инфракрасные волны, идеальные для нагрева. Второе — высокая эффективность (от 30%). Использование углекислого газа делает срез более гладким (если сравнивать с оборудованием со стекловолокном). Расширяется сфера применения, инвестиции быстро окупаются.

Недостаток СО2 лазер для резки металла – необходимость в оптических зеркалах, оснащенных сапфировыми элементами и золотом. Кроме того, этот вид оборудования требует высокого электрического разряда на этапе формирования луча. Для резки металла (нержавеющей стали, алюминия) толщиной 2 мм достаточно мощности 160 Вт, если применяется лазер этого типа. При повышении мощности до 200 Вт можно резать листы толщиной 3 мм.

Активная среда состоит из смеси углекислого газа, гелия, неона. В зависимости от того, какая для резки металла нужна мощность лазера, может добавляться ксенон или водород. Пропорции тоже меняются, исходя из требований к свойствам луча, но объем СО2 не превышает 20%. На рынке доступно оборудование этого вида с мощностью 1 кВт, 3-5 кВт и 10 кВт.

Длина волны лазера для резки металла

На поглощение материалом лазерного луча существенно влияют качества волны: длина и спектр. Длина волны лазера для резки металла полностью зависит от вида материала. Если рассматривать волоконный лазер, то один его узел создает луч с волной 1 мкм (миллимикрон). Если требуется более длинный луч, используется сумматор, объединяющий лучи нескольких модулей. Показатели твердотелых моделей отличаются мало – длина волны так же 1 мкм. Эти виды лазеров являются идеальным вариантом для резки практически всех видов металлов (даже благородных). Для резки металла (нержавейки) 20 мм мощность волоконного лазера – от 2 кВт.

В углекислых лазерах длина волны достигает 10,6 мкм, что создает более высокую плотность на обрабатываемой поверхности. Этот вид оборудования применяется для раскроя стекла, древесины, стеклопластика, демонстрируя высокое качество резки даже при большой толщине.

При выборе оборудования мало изучить технические характеристики: тип излучателя, мощность, длину волны, точность и качество реза. Важно точно определить требования конкретного производства. Мощность лазера для резки металла (например, нержавейки) толщиной 3 мм не может быть ниже 500 Вт. В противном случае снизится производительность, материал будет перегреваться. На первый взгляд может подойти СО2-лазер требуемой мощности. Но в данном случае необходимо учесть длину волны, которая не совсем подходит для металлических заготовок.

Совет! Чтобы не ошибиться, перед покупкой необходимо все точно рассчитать или посоветоваться с квалифицированным специалистом.

Источник

Параметры лазерной резки металла на волоконном лазерном станке

Статья содержит в себе рекомендации, параметры и настройки лазерной резки металла при помощи лазерного станка с волоконным (иттербиевым) излучателем, отличие волоконного станка от плазмы, а также рекомендации по подбору мощности излучателей относительно материала, экономические выгоды.

Читайте также:  Чем обезжирить металл перед грунтовкой авто

Для качественной и предельно точной лазерной резки металла мы рекомендуем в качестве излучателя использовать иттербиевый (волоконный) лазерный излучатель (ссылка на каталог с излучателями), более точного излучателя в современном мире не существует.

Основные отличительные черты волоконного излучателя от плазмы

Волоконный излучатель

Плазма

Ширина лазерного луча по линии резки, не более от 0,03 -1 мм., в зависимости от толщины материала Ширина плазменного луча по линии, 1-3 мм. и более, в зависимости от толщины материала Конусность вырезанных деталей — отсутствует Конусность вырезанных деталей, от 15-30° Резка небольших отверстий (менее 12 мм.) в материалах толщиной более 6-10 мм. Резка небольших отверстий (менее 12 мм.) в материалах толщиной более 6-10 мм. — не возможна Детали с внешними и внутренними углами при любой толщине материала — идеальна Детали с прямыми углами сделать не возможно. При правильном подборе мощности, скорости, и давления газа, облой исключен, допонительной обработки детали не требуют При резке образуется большое количество облоя, что требует дополнительной обработки детали шлифовальными кругами Цена на комплект станок+излучатель выше, чем на станок+плазма Стоимость станка плазма+станок значительно ниже, чем иттербиевый (волоконный) станок Экологичность при обработке в разы выше, так как при резке волоконным излучателем меньшее сжигание металла при резки, что значительно снижает выбросы в атмосферу. Низкое энергопотребление, по сравнению с плазмой. Большие выхлопы угарного газа при резке+высокое потребление электроэнергии

Выше в таблице мы произвели сравнение двух видов резки металла, при помощи лазерного волоконного (иттербиевого) станка и станка плазменной резки. Выбор очевиден, если требования к товару высокие, по точности размеров отверстий и прямых углов, по однородности торца детали, без зубцов и облоя, по конусности торца, то стоит остановить свой выбор на волоконном (иттербиевом) станке.

Если нужны детали без требований точности, с допустимыми погрешностями в размерах +3-+5 мм., под сварку, то следует остановить свой выбор на плазменном станке.

Итак, чтобы подобрать волоконный (иттербиевый) излучатель, нужно определиться с толщинами металлов для лазерной резки. К примеру, если 80% материалов составляет сталь толщиной от 8-10 мм., а 20% нержавеющая сталь и цветные металлы, то мы рекомендуем рассматривать к приобретению станок с мощностью не менее 1500 Ватт.

Излучатель с мощностью от 1,5 кВт, сможет резать сталь с адекватными параметрами скорости, что экономически будет выгодно. Сталь толщиной 8-10 мм., сможет порезать станок с мощностью 1000 Ватт, но скорость резки будет достаточно низкой (см. таблицу ниже), что влечет за собой большой расход газа и большое количество времени на обработку детали, что становится экономически не выгодно, на рынке лазерной резки.

Рассмотрим другие обстоятельства выбора излучателя, к примеру 80% материалов из стали до 6 мм., 10% времени материалы из металла 8-10 мм., при таких обстоятельствах, в целях экономии, выгодно приобрести лазерный станок с максимальной мощностью 1000 Ватт, потому что скорость обработки металла на станке с мощностью 1 кВт., достаточно высокая на толщинах до 6 мм., а 10% рабочего времени, как факультатив, можно резать и 8, и 10 мм., для более подробного анализа, можно воспользоваться таблицей данных скоростных характеристик ниже.

Источник

Выбор параметров лазера для качественной резки металла

Мощность лазера для резки металла определяет его максимальные возможности. Одно из главных правил при покупке такого устройства — станок для резки металла лазером нужно покупать с запасом. Ведь наличие запаса силы гарантирует большую производительность и возможность дальнейшего развития организации.

Что это за показатель — мощность лазера для резки?

Мощность лазера для резки металла — золотая середина модельного ряда LaserFor BSR, которая находится в районе от 500 Вт до 3 кВт. Это оборудование — надежный инструмент, которому можно доверить большое количество работы и при этом не бояться подводных камней.

Лазерные установки включают в себя три главных параметра:

  • рабочую среду;
  • источник энергии;
  • оптический резонатор.

По виду рабочей среды устройства для нарезания бывают следующих видов:

  • Твердотельные . Их основной узел заключается в осветительной камере. В ней расположен источник энергии, а также рабочее тело.

Справка. К твердотельному типу относятся также и волоконные устройства. В них излучение становится выше, а в качестве источника энергии выступает полупроводниковый лазер.

  • Газовые. В них рабочим телом выступает углекислый газ, который прокачивается насосом сквозь газоразрядную трубку и заряжается электрическими разрядами. Чтобы усилить излучение, ставят прозрачное зеркало.
  • Газодинамические. Они являются самыми мощными. Рабочее тело в них — углекислый газ, который нагрет до 3000 градусов. Он заряжается маломощным лучом. Газ с большой скоростью прокачивается через узкий канал, резко расширяется и охлаждается. В итоге его атомы переходят из заряженного в простое состояние, и газ становится источником излучения.

Для резки металла

Мощность нарезания материала лазером зависит от его теплопроводности: чем она выше, тем эффективнее будет процедура, в среднем это 0,15–12,5 м/с. Мощностная характеристика определяется плотностью потока и достигает 10 в 8 степени Ватт на один квадратный сантиметр. Также она определяется в зависимости от толщины заготовки и в среднем достигает 0,5–1,5 кВт.

Читайте также:  Плакаты по сварки металла

В зависимости от типа используемых материалов

Справка. Чтобы нарезать металл с помощью специального оборудования, потребуется сила, которая в среднем составляет 450–500 Вт. Эффективным данный способ считается при толщине заготовок не выше 6 мм. При 20–40 мм подобное оборудование используется редко. Для материала большой толщины резка не осуществляется.

Резка лучом возможна, если материалом выступает:

  • Сталь. Максимальная толщина листа не должна быть выше 20 мм, иначе необходимо использовать другой метод.
  • Нержавеющая сталь. В этом случае ограничение составляет 16 мм. При таких показателях удастся избежать появления облоя и его можно легко удалить.
  • Латунь. Для резки этого материала подойдут 12 мм листы, так как его сопротивление достаточно большое.
  • Алюминиевый сплав. Можно резать металлические листы толщиной не выше 10 мм.

Каждому из этих видов материала соответствует свой вид оборудования.

Справка. Нарезание материала лучом не используется на вольфраме, титане, молибдене. Они обладают высокой прочностью, которая приведет к выходу устройства из строя.

В зависимости от толщины

Для качественной нарезки материала нужно учитывать несколько факторов. К примеру, для малоуглеродистых сталей параметры будут такими:

  • При толщине в 1 мм мощность должна быть 100 Вт, а скорость резки заготовки 1,6 м в минуту.
  • Для изделий плотностью в 1,2 мм — 400 Вт, а скорость резки — 4,6 м в минуту.
  • Изделия в 2,2 мм и выше нуждаются в оборудовании силой 850 Вт и резке около 1,8 м в минуту.

Если обработке подвержена нержавеющая сталь, то параметры следующие:

  • Для заготовки в 1 мм хватит мощности в 100 Вт.
  • Если заготовка имеет толщину 1,3 мм, то сила вырастает до 400 Вт.
  • Изделия толщиной в 2,5 мм обрабатывают лазером такой же силы, как и в предыдущем пункте, но в этот раз скорость падает до 1,3 м в минуту.

При резке титана параметры следующие:

  • Материал толщиной 0,6 мм обрабатывают устройством, имеющим силу 250 Вт.
  • Заготовки толщиной 1 мм обрабатывают с силой в 600 Вт.

В зависимости от производительности

Чем мощнее источник лазерного станка, тем толще может быть лист материала. У лампового устройства мощностью 500 Вт есть два достоинства, которых нет у оборудования меньшей силы. Им можно разрезать латунь и алюминий, что нельзя осуществить оборудованием меньшей мощности из-за большой отражательной способности этого материала.

Если потребности в производстве и производственные задачи высокие, то вы свободно достигнете их, используя силу 250 или 500 Вт. Если предполагается нарезка металла, то понадобится 500 Вт мощности, а если нужен просто станок для резки деталей, то хватит и 100 Вт.

Станки для лазерной резки металла — современное решение, которое нацелено на будущее. Их главные отличия состоят в качестве и сбалансированности всех элементов вместе с современными разработками в области ПО.

Источник

Как выбрать мощность излучателя лазерного станка по металлу

Современные лазерные станки для резки и обработки металлов комплектуются твердотельными иттербиевыми лазерными излучателями оптоволоконного типа различных брендов.

Какие факторы учитываются при выборе излучателя для станка

Компания Wattsan комплектует свои лазерные металлорезы продукцией, наиболее востребованной рынком, выпуск которой налажен производителями: IPG, MAX Photonics, Raycus.

Диапазон мощности упомянутых излучателей достаточно широк, 0.35-25.0 кВт. Заявленные изготовителем сроки службы изделий превышают 5 лет. Изделия отличаются существенной эффективностью и надёжностью, а КПД (соотношение энергии потребляемой и её результирующего значения) может достигать 30, а у отдельных моделей, 50%.

У станков линейки Wattsan просматривается прямая зависимость толщины рамы и мощности установленных на них излучателей:

  • Оборудование с рамой, толщина которой не превышает (8.0-10.0) мм, чаще всего, получает излучатели, мощность которых не превышает 2кВт;
  • Оборудование с более мощными (10.0-12.0) мм рамами комплектуется излучателями, мощность которых задаётся диапазоном (1.5-6.0) кВт;
  • Самые прочные рамы, толщина которых составляет (12.0-16.0) мм получают излучатели с N≥4кВт.

Станки Wattsan спроектированы с учётом работы на максимально доступных скоростях с излучателями до 6 кВт (включительно). Даже когда в качестве заготовки выступает тонколистовой металл.

Взаимосвязь таких параметров оборудования, как корпус и максимальные разрешённые скорости, затронута в специальной статье и подробно рассмотрена в данном видео.

Практика показывает, что подавляющее большинство материалов заготовок, имеющих различную толщину, может качественно обрабатываться волоконным лазером подобной мощности. Поэтому более «крутой» станок приобретать экономически нецелесообразно.

Самый большой процент приобретённых станков имеет излучатели мощностью один-два киловатта.

Определяемся с выбором требуемой мощности

Для взвешенного принятия решения следует выполнить небольшой сравнительный анализ возможностей излучателей различной мощности. Пусть это будут устройства: 0.5Вт, 1.5Вт, 3.0Вт, 6.0Вт.

  • Лазер мощностью 0.5 кВт способен резать металлический лист толщиной 1 мм, выполняя данную работу на скорости порядка 12 м/мин. Но предельная толщина заготовки, для подобного устройства, составляет 3 мм. При этом скорость реза упадёт до 0.7 м/мин.
  • Более мощный излучатель в полтора киловатта с миллиметровым листом справится значительно быстрее. Обработка возможна на скоростях ≤26 м/мин. Заготовку толщиной в 3 мм он качественно режет, перемещаясь со скоростью 4 м/мин. Максимально доступной толщиной для этого устройства является 6 мм. Скорость реза упадёт, в данном случае, до 1 м/мин.
  • Трёх киловатт достаточно, чтобы резать миллиметровую заготовку на скоростях до 34 м/мин. С листом в 3 мм подобный станок работает, перемещаясь со скоростью 8.5 м/мин. Толщина 6 мм поддаётся сложнее. Скорость падает до 3 м/мин. Максимально возможная для обработки толщина возрастает до 12 мм. а скорость реза падает до 0.5 м/мин.
  • Шестикиловаттный излучатель является безусловным лидером «скоростных режимов». Лист в 1 мм режется на скоростях, которые могут достигать 41 м/мин. 3мм обрабатывается с перемещением на (15-16) м/мин. Толщина 6 мм обрабатывается медленнее, всего 5 м/мин. А предельная толщина заготовки в 16 мм, 0.6 м/мин.
Читайте также:  Сдача металлолома муниципальным унитарным предприятием

Следует иметь в виду, что скорость обработки напрямую зависит не только от толщины заготовки, но и от материала, из которого она изготовлена. А также газа, применяемого в процессе работы.

  • излучатель мощностью в 500Вт, выполняет рез листа нержавеющей стали толщиной 1 мм, перемещаясь с V≤12 м/мин;
  • этот же лазер прорежет лист углеродистой стали аналогичной толщины (с кислородом) при V≤8 м/мин;
  • если предстоит обработка миллиметрового листа меди, алюминия (азот) на этом же станке, скорость упадёт до 5 м/мин.

Ещё одно парное сравнение характеристик, которое рекомендуется оценить: размер обрабатываемой заготовки и её толщина.

Чтобы выйти на максимальную скорость реза, станку необходимо определённое время и свободное пространство.

Именно этим объясняется практически незаметная разница в работе 3.0 кВт и 1.5 кВт волоконного лазера при изготовлении средних и мелких деталей из тонколистовой заготовки. Оборудование не успевает выйти на максимально доступный скоростной режим.

Положение кардинально меняется, когда рез выполняется на длинной большой заготовке. В этом случае ощутимая разница видна даже при работе с тонколистовыми металлами.

А, при увеличении толщины обрабатываемого материала, различие становится колоссальным. Эту толщину предварительно следует пробить.

Зная соотношение между мощностью и скоростью реза и тем, какие предельные толщины может брать излучатель, можно определиться с тем какой выбор будет для вас оптимальным. Потому что иногда взять более мощный излучатель выгоднее так как он будет работать быстрее.

Несмотря на то, что для решения большинства задач достаточно 6 кВт, компания Lasercut готова изготовить станок с излучателем до 25 кВт.

Но здесь стоит отметить, что для подобного оборудования нужна специальная усиленная станина. Представьте, какие толщины такой станок будет брать. Соответственно нужно, чтобы он выдерживал этот материал.

Если вы из тех редких людей, которым нужно такое специфическое оборудование, обращайтесь по любому из контактов, указанных на сайте.

Защита волоконного лазера от отражённых лучей

Важно понимать, что отдельные металлы представляют определённую опасность для лазера, которым их обрабатывают. Это обусловлено свойственным им значительным коэффициентам отражения.

Достоинства продукции IPG заключается в том, что в ней конструктивно предусмотрена защита волоконных излучателей от возникающих отражённых лучей.

Лазеры данного бренда предлагаются в двух вариантах исполнения защиты:

  • LK – имеют пассивную систему, датчики которой ловят переотражения и информируют оператора о выявленной опасности;
  • LS – активная система. Позволяет нивелировать выявленные опасные отражения. Прерывать работу для этого не придётся.

Станки в исполнении второго типа являются лучшим решением для обработки заготовок из таких материалов, как алюминий, латунь, зеркальная нержавейка, медь.

Ещё одним бесспорным преимуществом продукции IPG является лучший Гауссов пучок, что обеспечивает более стабильный рез. Однако на толщину прорезаемых заготовок и скорость резки это не влияет.

Перспективы рынка

Аналитики компании выявили интересную закономерность. Большая часть наших клиентов осуществляет замену имеющихся лазерных излучателей на более мощные.

Сегодняшний рынок, усиливающаяся конкуренция требуют повышенных скоростей и большей мощности.

Поэтому решение приобрести сегодня лазеры, мощность которых меньше 1 кВт, дальновидным назвать нельзя.

Гарантии на оборудование

Практика подтверждает бесспорное мировое лидерство бренда IPG в сегменте изготовления лазерных излучателей любых типов. Этому производителю принадлежит внушительное количество запатентованных технологий.

IPG — единственный производитель, лазеры которого эксплуатируются свыше десяти лет. Бренд фактически подтвердил заявленную долговечность собственной продукции.

Ещё одним существенным плюсом выбора именно данной продукции, является наличие в России (Фрязино, Московская область) собственной сервисной службы, выполняющей комплексный ремонт излучателей этого бренда. Для сравнения, для восстановления излучателя «Райкус», его потребуется отправить в Китай.

Lasercut даёт годовую гарантию на реализуемые станки. Любая проблема, возникающая у их пользователей, будет оперативно решена нашими специалистами.

Компания ведёт любую сделку до её логического конца.

Наши контакты с потенциальным заказчиком начинаются с предварительных бесплатных консультаций по любым вопросам, касающимся нашего оборудования и лазерных станков по металлу в целом.

Мы помогаем с выбором, доставляет приобретённые станки и запасные части к ним, выполняем установку и пусконаладочные работы. При необходимости, обучим персонал заказчика. в течение трёх рабочих дней ваши будущие операторы получат информацию о конструкции станка, основных моментах его эксплуатации, обслуживания.

Наши сотрудники научат их подбирать требуемые настройки с учётом толщины и марки материала. Продемонстрируют порядок и особенности работы на режимах, упрощающих процесс, обеспечивающих экономию материалов и времени.

Длительный успешный опыт сотрудничества с различными производствами существенно обогатил и разнообразил профессиональное мастерство наших сотрудников.

Что позволяет им надлежащим образом организовать обучение, передать собственный опыт и уникальные наработки, позволяющие оптимизировать производство с использованием лазерного оборудования.

Купить станок, предназначенный для лазерной резки металла, клиент может в различных организациях. Но таким багажом знаний, практического опыта, который накоплен нашими мастерами сервисной службы, менеджерами, обладают далеко не все продавцы.

Источник