Примеры использования лазеров при обработке металлов при обработке ткани

Содержание
  1. Способы качественного раскроя ткани на лазерном станке с ЧПУ
  2. Возможности обработки ткани лазером
  3. Резка ткани в инертном газе
  4. «Секреты» гравировки на ткани
  5. Лазерная резка и гравировка ткани
  6. Лазерная гравировка и резка натуральных тканей
  7. Лазерная гравировка темных тканей
  8. Лазерная гравировка светлых тканей
  9. Лазерная резка ткани
  10. Лазерная гравировка и резка синтетических тканей
  11. Лазерная гравировка синтетической ткани
  12. Лазерная резка синтетической ткани
  13. Установка параметров для резки и гравировки
  14. Параметры для резки
  15. Параметры для гравировки
  16. Пленка для лазерной обработки Laserflex — такая же простая, как термотрансфер
  17. Лазерная обработка как перспективный метод повышения износостойкости металлорежущего инструмента
  18. Технология
  19. Режимы
  20. Какие параметры нужно учитывать при лазерном раскрое металлов
  21. Виды лазерной резки
  22. Виды лазерного раскроя металла на производствах
  23. Преимущества и недостатки лазерной резки
  24. Преимущества лазерного станка при работе с тканью
  25. Виды оборудования для лазерной резки
  26. Раскрой листов металла лазерным излучением
  27. Суть работы лазером
  28. Рекомендации по работе с лазером
  29. Как сделать лазерный резак в гараже
  30. Усиление самодельной установки

Способы качественного раскроя ткани на лазерном станке с ЧПУ

Несмотря на широкое применение ткани, до сегодняшнего момента текстильная промышленность оставалась сектором с высокой долей ручного труда. Объяснением этому может служить особенность ткани — тонкого, податливого материала. Ведь для обработки станочным способом (например, резанием), необходимо надёжно закреплять заготовку. А как добиться этого для большеформатной танки — ведь её невозможно закрепить в каждой точке поверхности?

Высокопроизводительная автоматическая станочная обработка ткани стала доступной с возникновением технологии обработки лазером. Лазерный луч, во-первых, способен обеспечить тончайший шов реза — без «махров» или подрывов ткани. Во-вторых, бесконтактная обработка лазером не предполагает наличие сил резания, а значит, заготовку не требуется крепить. Достаточно лишь расстелить отрезок материи на рабочем столе лазерного станка (для фиксации под собственной тяжестью).

В-третьих, лазерные станки с ЧПУ могут осуществлять фигурный раскрой ткани — согласно заложенной программе обработки. Простота эксплуатации и широкая универсальность лазерного оборудования позволяют вести сложную обработку с минимумом затрат. И в-четвёртых, стоимость лазерного станка (даже большого формата) сравнительно небольшая. А значит, даже малое предприятие может позволить себе высокопроизводительную автоматическую обработку ткани.

Возможности обработки ткани лазером

Лазерные станки с ЧПУ позволяют вручную размещать заготовки из ткани нужной площади (в соответствии с размерами рабочего отсека станка) или автоматически протягивать рулонные заготовки. Ряд моделей оснащены подобным загрузчиком в базовой комплектации, а для некоторых такой механизм — опция.

При «падении» лазерного луча, поверхность ткани в зоне обработки нагревается и мгновенно испаряется — так быстро, что тепло не успевает распространиться на соседние слои материала. Таким образом, ткань прожигается насквозь и «отрезается» лучом по контуру движения головки излучателя. При этом качество обработки мало зависит от вида материала. Поэтому лазерный станок способен работать практически с любым видами ткани, в том числе «трудными» (например, синтетическими смесовыми — «сыпучими»).

Контуры обработки задаются программно — всего лишь слегка переработанным графическим 2D-эскизом. Программирование открывает широкие технологические возможности, такие как:

  • осуществление сложного кроя;
  • производство лекал;
  • раскрой особых видов тканей (например «термо-тканей»), и т.д.

Современные программные пакеты для подготовки управляющих файлов позволяют оптимизировать расположение изделий на общем поле тканевой заготовки. В результате экономится материал и минимизируется число «обрезков». К тому же обрезки подходящего размера можно снова использовать для производства полноценных изделий.

При обработке ткани лазером полностью отсутствует брак. А благодаря быстрой переналадке станка с ЧПУ, можно производить изделия разного вида в любом количестве — от единичного экземпляра, до массовой серии. Единствен минус — на лазерном станке с ЧПУ нельзя резать ткань настилами — только в один-три слоя (в зависимости от исходной толщины тканевой заготовки).

Резка ткани в инертном газе

Для применения обдува инертным газом лазерный станок с ЧПУ не требует дополнительных модификаций. Инертный газ можно подавать через штатную систему обдува/охлаждения лазерного излучателя (вместо используемого обычно воздуха). При этом расход газа будет сравнительно небольшой, а значит, себестоимость обработки ткани возрастёт несущественно.

Ещё одной сложностью при обработке ткани лазером (особенно при резке шерсти) является неприятный запах. Как известно, одно из главных достоинств лазерной обработки — отсутствие твёрдых отходов (стружки и пыли). Однако при испарении обрабатываемого материала образуется газообразный «остаток», который отводится специальной вытяжной системой станка. В случае с обработкой ткани следует позаботиться об интенсификации отвода газа. Ряд моделей лазерных станков имеет регулировку производительности вытяжной системы (к примеру, специальными шторками перекрывается часть вытяжных сопел, следовательно, интенсивность вытяжки газа через оставшиеся сопла возрастает). Так вот, при обработке ткани следует регулировать систему вытяжки на максимальную производительность.

«Секреты» гравировки на ткани

В последнее время модным направлением стала гравировка всевозможных изображений на ткани (особенно джинсовой). Как маркетинговый ход, технология гравировка ткани оправдывает себя превосходно. Однако на практике вещи с гравировкой очень быстро приходят в негодность (вытираются, мохрятся и т. п.). В этом нет ничего удивительного, поскольку любая ткань является очень тонким материалом. Если его даже чуть-чуть «царапнуть» лазером, это нарушит структуру переплетения волокон ткани. Такое ослабление «несущего каркаса» приводит к потере прочности — ткань начинает сечься, как будто её длительное время интенсивно тёрли.

Таким образом, если гравировка изображений на ткани всё же необходима, следует выбирать участки одежды, подверженные минимальному трению. Иначе «ослабленная» лазером ткань под воздействием внешней истирающей нагрузки быстро придёт в негодность. И вся затея с созданием эстетического образа в скором времени будет испорчена ухудшением качества всей тканевой подосновы.

Детальный видеообзор на профессиональный лазерный станок Wattsan 6040. Внутренее устройство и технические характеристики оборудования.

Побывали в гостях на производстве предприятия «АЛЬТАИР», которое успешно занимается производством деревянных игрушек и сувенирной продукции.

Видео с производства компании Пластфактория — наш уже постоянный клиент, который занимается POS-материалами и работает с крупными косметическими брендами.

Источник

Лазерная резка и гравировка ткани

Оригинальная обработка ткани

Лазерная обработка ткани придает изделию необычный, оригинальный вид. Если же нужно сделать заготовки, это вопрос нескольких секунд.

Для лазерной резки или гравировки подходят как натуральные, так и искусственные ткани. В данной статье мы подробнее расскажем об особенностях обработки разных видов текстиля. Дополнительную информацию о применении лазера для ткани можно посмотреть по ссылке.

Лазерная гравировка и резка натуральных тканей

В основном все натуральные ткани очень хорошо поддаются лазерной обработке. Чтобы изменить цвет на ткани с помощью лазерной гравировки, сначала следует определить базовый цвет материала:

Примеры подходящих материалов:

Лазерная гравировка темных тканей

Темный деним или фабричный хлопок может быть легко «высветлен» благодаря лазеру. Для этого нужно использовать низкую мощность лазера (примерно до 20% при 100Вт) и гравировать без смещения по оси Z в зависимости от материала.

Внимание! Если использовать высокую мощность или высокое разрешение, ткань может истончиться сразу или же после первой стирки. Поэтому рекомендуемое разрешение для лазерной гравировки темных тканей от 250 до 500 dpi.

Лазерная гравировка светлых тканей

Чтобы получить темную гравировку на светлой ткани, нужна аккуратная расфокусировка — например, смещение по оси Z от 2 до 20мм в зависимости от материала. Чем дальше линза от материала, тем больше будет лазерное пятно.

Лазерная резка ткани

Используйте частоту от 1000 до 3000 Гц для резки ткани. Чтобы избежать темных краев, мы рекомендуем включить обдув воздухом во время процесса обработки и использовать насадку с самым маленьким диаметром.

Лазерная маркировка тканевой обложки книги

Лазерная маркировка тканевой подушки

Лазерная гравировка и резка кожаной визитницы

Laser engraving jute fabric for wedding decoration

Лазерная гравировка и резка синтетических тканей

Синтетические материалы также хорошо поддаются лазерной обработке. Часто в таких тканях содержатся пластики, такие как полиэстер. Лазерный луч расплавляет пластики до определенной степени и таким образом получаются ровные края, которые не сыпятся. Если нужно нанести рисунок, то это также возможно за счет лазерной гравировки.

Читайте также:  Титан металл свойства на организм

Пример подходящих материалов:

  • флис
  • искусственная кожа
  • искусственный мех
  • микрофибра
  • велюр
  • ковровые покрытия
  • различные виды ворсовой ткани

Лазерная гравировка синтетической ткани

Некоторые виды ткани, такие как искусственная кожа, флис или искусственный мех очень просто поддаются лазерной гравировке. Благодаря расплавлению материала во время процесса можно получить четкий контраст рисунка. Чтобы сделать гравировку однородной, нужно использовать смещение по оси Z от 1 до 5 мм в зависимости от материала. Разрешение нужно указывать до 500 dpi.

Некоторые ткани нельзя гравировать, например, тонкие синтетические волокнистые материалы, так как они расплавляются до основания. Вы можете проверить, можно ли получить однородную гравировку на Вашей ткани, используя матрицу серых оттенков.

Лазерная резка синтетической ткани

Искусственная ткань отлично подходит для лазерной резки. Из-за содержания в ней пластика выступающие волокна плавятся и спаиваются на краях. Это экономит время, так как обработка краев не нужна.

Чтобы аккуратно порезать такой материал, а именно без следов дыма на изделии, важно указывать не очень большую мощность вместе с низкой скоростью. Мы рекомендуем использовать частоту от 1000 до 3000 Гц при лазерной резке синтетики.

Внимание: синтетические материалы, особенно искусственная кожа, часто содержат поливинилхлорид. Обработка ПВХ недопустима для лазера. Так как выделяются газы, опасные как для человека, так и для лазерного станка. По ссылке можно посмотреть список материалов, неподходящих для лазерной обработки.

Лазерная резка ажурного рисунка на фетре

Лазерная гравировка коврика около входной двери

Лазерная гравировка шерстяных тапочек

Лазерная резка флисовых сумок

Лазерная резка для дизайнеров одежды

Установка параметров для резки и гравировки

Параметры для резки

В связи с тем, что текстиль сделан из разного вида волокон (натуральных или искусственных), обработка ткани требует особого внимания. Сначала следует учесть, какой именно станок Вы будете использовать — лазерный гравер серии Speedy или же станки лазерной резки серии SP. Параметры будут разными в зависимости от используемой платформы и конфигурации оборудования.

Для резки больших рисунков с прямыми линиями чем сильнее мощность, тем быстрее можно порезать материал. С лазерными станками Speedy возможно увеличение скорости примерно до 15%. Для точной резки краев с мелкими геометрическими фигурами следует уменьшить скорость и мощность лазерного гравера Speedy. Максимальная скорость обработки 3% показана в виде примера на фото.

С лазерным резаком SP встроенная программа лазера помогает в подборе параметров. Можно установить параметры с оптимальной скоростью для прямых линий. В зависимости от наличия мощности излучателя можно резать ткань со скоростью до 100%, так как система автоматически выставляет нужные значения для резки контура. Это позволяет получить очень качественные результаты раскроя ткани.

Лазерная резка латекса

Параметры для гравировки

Благодаря матрице черно-белых оттенков можно легко установить необходимые параметры для лазерной гравировки ткани.

Совет: чем больше фокус (смещение оси Z 0.5-20мм), тем темнее будет гравировка. Расфокусировка лазерного луча увеличивает лазерное пятно, уменьшает мощность и больше выжигает материал, а не выпаривает его.

Матрица черно-белых оттенков на дениме

Пленка для лазерной обработки Laserflex — такая же простая, как термотрансфер

Лазерная резка многослойной пленки для оформления ткани

Пленка LaserFlex — высококачественная, многослойная пленка, специально разработанная для лазерной обработки. С помощью такой пленки можно оформить ткань любым дизайном. Подходящие параметры зависят от мощности лазерного излучателя и скорости Вашего лазерного станка. Мы рекомендуем начинать процесс обработки снизу вверх, при этом используя вытяжку на полную мощность. В таком случае образующаяся пыль не будет оседать на обработанной части изделия.

Источник

Лазерная обработка как перспективный метод повышения износостойкости металлорежущего инструмента

Изначально человек разделял металлические детали ручными инструментами. Это был медленный процесс, который требовал большого количества времени, сил. Рез часто получался неровным, детали браковались. С развитием технологического прогресса появились новые способы разделения металлических заготовок. Лазерная резка — современный метод обработки деталей из металла.


Лазерная резка

Технология

Технология лазерной резки металла подразумевает под собой процесс нагревания металла в определённом месте свыше его температуры плавления. Рабочий привод генерирует сфокусированный луч, которые проходит через систему линз, становится мощнее. Раскалённый пучок света попадает на поверхность детали, начинает расплавлять её. Передвигаясь по направляющим, рабочая головка делает рез заданного размера, формы.

Простые аппараты для разрезания металла не позволяют разделять детали большой толщины. Чтобы работать с листами большой толщины, необходимо выбирать установку, оборудованную подачей инертного газа. Он выдувает расплавленный металл наружу, чтобы не мешать процессу плавки.

Сфокусированный луч обладает некоторыми характеристиками:

  1. Постоянством длины. Благодаря этому его легко сфокусировать на любой поверхности используя оптические линзы.
  2. Низкий угол расходимости света луча. Это позволяет получить мощный направленный поток света на заданную точку.
  3. Суммарная мощность излучения увеличивается благодаря когерентности.

При разрезании металла, материал может плавиться или испаряться. Это зависит от мощности оборудования.

В последнее время в различных технологиях промышленного производства все чаще применяется лазер. Так, лазерные установки могут применяться для формовки, резки, стыковки и изменения свойств самых разнообразных материалов, таких как древесина, пластмассы, бумага и металлы, а также для нанесения на них различных покрытий.

К важнейшим технологиям лазерной обработки металлов относятся: 1) прямое лазерное спекание (DMLS), 2) лазерная и лазерно-механическая гибка, 3) лазерная резка и лазерное сверление, а также 4) лазерная сварка.

1) Прямое лазерное спекание металлов – это технология быстрого изготовления металлических прототипов, которая обладает большим потенциалом для прямого изготовления металлических формообразующих вставок пресс-форм, применяемых для литья пластмасс под давлением, а также для прямого изготовления образцов и прототипов различных деталей.

В технологии прямого лазерного спекания металлов используются 3D-данные, в соответствии с которыми осуществляется постепенное наплавление металлического порошка вдоль контура заготовки с помощью высокотемпературного лазерного луча. Модели, изготовленные по этой технологии, обладают высокой прочностью и способны выдерживать большие механические нагрузки.

Данная технология может применяться для спекания следующих материалов:

2) Лазерная гибка металлов – это загибание заготовки с помощью лазерного луча. При нагревании металлической пластины с помощью лазерного луча в каком-то ограниченном месте эта пластина стремится расшириться в месте нагрева, чему препятствует холодная поверхность, которая не нагревалась лазерным лучом. В результате возникают механические напряжения, под действием которых плоская пластина сгибается. При этом происходят пластические деформации металла. Благодаря этому пластина остается деформированной, т.е. сохраняет приданную ей новую форму даже после охлаждения.

Лазерно-механическая гибка металлов – это технология, в которой используется предварительный нагрев места сгиба с помощью лазерного луча и последующее механическое загибание заготовки. Благодаря этому достигается уменьшение механического усилия гибки, и увеличение относительного удлинения при разрыве металла заготовки. Это позволяет обеспечить больший угол при меньших радиусах изгиба.

3) Лазерная резка металлов – это технология термической резки листового металла, а также трехмерных заготовок, например, труб или профилей, с помощью лазерного луча.

Этот метод применяется в тех случаях, когда сложная геометрия заготовки (двух- или трехмерная) требует точной и быстрой обработки (как правило, со скоростью от 10 до более 100 м/мин), изготовления трехмерных вырезов (в том числе в труднодоступных местах) или/и бесконтактной обработки почти без приложения усилий. По сравнению с альтернативными технологиями, такими как вырубка в штампе, лазерная резка экономически приемлема уже при очень маленьких партиях обрабатываемых заготовок.

Однако также существуют комбинированные установки, в которых преимущества лазерной резки сочетаются с достоинствами вибрационной высечки и вырубки в штампе. Такие установки позволяют выполнять как операции с вырубной головкой, так и лазерную резку любых контуров. Применение в них находят фокусированные лазеры высокой мощности, чаще всего углекислотный (газовый) лазер, но при этом все больше применяется и твердотельный лазер, а также более эффективный, хорошо фокусируемый волоконный лазер.

Лазерное сверление металлов – это технология обработки без снятия стружки, при которой с помощью лазера внутрь заготовки локально передается настолько большое количество энергии, что материал в месте воздействия лазера ионизируется и испаряется. Ионизированный пар (вернее плазма) отбрасывается в сторону за счет разницы давлений между внешней средой заготовки и местом лазерного сверления. При этом наплавление металла по краю отверстия является нежелательным.

Читайте также:  Какие металлы лучшие проводники электрического тока

а) Одноимпульсное лазерное сверление

Лазерный луч включается однократно и просверливает материал за один импульс. Недостатком этого вида лазерного сверления являются малая максимальная толщина просверливаемого материала и большая потребляемая энергия импульса. Кроме того, получаемые отверстия имеют явную коническую форму, так как передача тепловой энергии внутрь материала сильно ослабевает с увеличением глубины отверстия.

б) Ударное лазерное сверление

Лазерный луч в несколько импульсов бьет в одно и то же место на заготовке и при этом при каждом импульсе испаряет некоторое количество материала. При этом расплавленный материал вытесняется из отверстия под действием испарившейся составляющей материала. Это позволяет получать значительно более глубокие отверстия, чем при одноимпульсном лазерном сверлении (около 100 мм). К другим преимуществам этого метода относятся возможность выполнения отверстий под углом к поверхности заготовки, более высокое качество сверления и возможность обработки даже чрезвычайно твердых материалов. Недостатком является более длительный процесс сверления.

в) Лазерное трепанирование (вырезание отверстий)

Пульсирующий лазерный луч вращается и таким образом может «вырезать» отверстия любого диаметра. После того, как пробито первое отверстие в материале, рядом с ним с некоторым перекрытием выполняется следующее отверстие. При этом на практике наиболее оптимальным оказалось перекрытие в 50-80 % площади отверстия.

г) Ударное сверление вращающимся лазерным лучом (сверление лазерным «спиральным сверлом»)

Этот метод лазерного сверления действует по тому же принципу, что и ударное лазерное сверление, но с дополнительным вращением лазерного луча. Благодаря этому материал заготовки снимается в виде спиралевидной стружки. При этом качество сверления выше по сравнению с лазерным трепанированием.

4) Лазерная сварка металлов (LBW) – это технология сварки, применяемая для соединения нескольких металлических деталей с помощью лазерного луча. При этом лазерный луч служит в качестве концентрированного источника тепловой энергии, обеспечивая тонкий сварной шов, большую глубину и высокую скорость сваривания. Часто эта технология используется в крупносерийном производстве, например, в автомобильной промышленности.

Как и электронно-лучевая сварка (EBW), лазерная сварка характеризуется высокой плотностью энерговыделения (порядка 1 МВт/см2), что обеспечивает малые зоны термического влияния, а также высокую скорость нагрева и охлаждения. Диаметр пятна лазерного луча может варьироваться от 0,2 мм до 13 мм, правда, для сварки применяются лишь лучи малых диаметров. При этом глубина проникновения луча пропорциональна количеству затраченной энергии, но также зависит от положения фокальной точки и увеличивается до максимума, когда фокальная точка расположена чуть ниже поверхности заготовки.

Непрерывный или пульсирующий лазерный луч может использоваться в зависимости от свойств свариваемых заготовок. Так, импульсы длительностью порядка миллисекунд используются для сваривания тонких материалов, таких как лезвия бритв, а непрерывный лазерный луч применяется для выполнения глубокой сварки.

Лазерная сварка является универсальной технологией, пригодной для сваривания углеродистых сталей, высокопрочных низколегированных сталей, нержавеющих сталей, алюминия и титана. Из-за высокой скорости охлаждения возникает проблема растрескивания при сваривании высокоуглеродистых сталей. Качество лазерной сварки высокое, сходное с качеством электронно-лучевой сварки. Скорость сварки пропорциональна количеству затраченной энергии, но также зависит от типа и толщины заготовок. Благодаря высокой допустимой мощности газовых лазеров они особенно хорошо подходят для крупносерийного производства. Так, лазерная сварка является доминирующей технологией сварки в автомобильной промышленности.

Другие материалы по слесарному делу

  • Сортамент сталей
  • Медь
  • Сталь углеродистая обыкновенная
  • Нитинол
  • Мельхиор

Режимы

Резка лазером металлических заготовок зависит от следующих факторов:

  • диаметра луча;
  • мощности привода;
  • обработки материалов защитными составами;
  • количества линз, их расположения;
  • вида металла или сплава, который подвержен обработке;
  • толщины заготовки;
  • предварительной очистки металла от ржавчины, грязи.

Также на скорость разделения деталей влияет используемый инертный газ. Например, если заменять кислород обычным воздухом, производительность аппарата снизится вдвое.

От выбранного режима создания реза зависит его качество. Главные факторы, которые влияют на состояние готового реза — скорость движения рабочей головки, толщина детали. Раскрой по металлу желательно совершать не спеша, чтобы не испортить рез.

Какие параметры нужно учитывать при лазерном раскрое металлов

На скорость раскроя влияет не только мощность самого лазера и толщина металла, но и теплопроводность материала. Чем она ниже, тем менее интенсивно из участка резки высвобождается тепло, следовательно, вся процедура становится менее энергозатратной.

Например, лазер со средней мощностью 600 Вт без труда осуществит раскрой черных металлов или титана. Однако раскрой медных или алюминиевых листов представляет сложности, так как теплопроводность данных металлов на порядок выше. В таблице приведены средние показатели, учитываемые при раскрое различных металлов:

Малоуглеродистая сталь Инструментальная сталь Нержавеющая

Титан
Толщина, мм 1,0 1,2 2,2 3,0 1,0 1,3 2,5 3,2 0,6 1,0
Мощность лазера, Вт 100 400 850 400 100 400 400 400 250 600
Скорость резания, м/мин 1,6 4,6 1,8 1,7 0,94 4,6 1,27 1,15 0,2 1,5

Рекомендации к лазерному раскрою металла:

  • Не следует осуществлять раскрой металлов, имеющих следы коррозии или ржавчины. Иначе пострадает качество реза – он будет сильно отличаться от четких контуров, получаемых при раскрое качественного металла.
  • Поверхность металлических листов, подвергаемых раскрою, не должна иметь существенные неровности.
  • Важно правильно раскладывать заготовочные детали на листе. Они не должны располагаться ближе, чем на 5–10 мм друг от друга. Следует отступать также и от края листа не менее чем на 1 см.
  • Деталь получится внешне лучше, если использовать листы с закругленными уголками. В этом случае при раскрое станок не будет сбрасывать скорость режущей головки.
  • Цена лазерного раскроя металла зависит также и от количества контуров. Каждый контур требует временных затрат, так как, чтобы раскроить его, станок выполняет врезание в металлический лист рядом с линией. Следовательно, чем больше контуров у будущего изделия, тем оно дороже по стоимости.

Виды лазерной резки

Лазерная резка листового металла выполняются с помощью специальных аппаратов разных видов. Оборудование состоит из следующих элементов:

  1. Источника питания, который передаёт напряжение на рабочий привод.
  2. Генератора, который создаёт направленный поток.
  3. Ряда фокусирующих линз, которые усиливают, концентрируют излучение в одной точке.

Все элементы устанавливаются на рабочем столе с направляющими, шаговыми двигателями.

В зависимости от мощности выделяют три группы аппаратов:

  1. Твердотельные — до 6 кВт. Установки, на которых закрепляется рубин или другой кристалл для создания направленного потока энергии. Работают импульсами или постоянным излучением.
  2. Газовые — мощность от 6 до 20 кВт. Оборудование, для работы которого используют газовую смесь. Она нагревается под воздействием электрического тока.
  3. Газодинамические — от 20 до 100 кВт. Аппарат, работающий на основе углекислого газа. Отличаются высокой мощностью, небольшим расходом энергии.

Выбор зависит от целей мастера. Чем толще листы нужно разрезать, тем мощнее оборудование нужно выбирать.


Лазерная резка листового металла

Виды лазерного раскроя металла на производствах

Лазерные установки имеют три составные части:

  • Активная (или рабочая) среда – является источником лазерного излучения.
  • Система накачки (источник энергии) – запускает процесс излучения.
  • Оптический резонатор – совокупность зеркал, увеличивающих мощность излучения.

По типу активной среды выделяют три разновидности лазеров:

Ключевым элементом служит осветительная камера, в которой расположен источник световой энергии (лампа-вспышка, генерирующая мощные импульсы света) и твердое рабочее тело (стержень, выполненный из рубина, оксида алюминия, алюмоиттриевого граната (АИГ) или других материалов). Вокруг рабочего тела закрепляются два зеркала, одно из которых является отражающим, а другое полупрозрачным. Излучение, неоднократно отражаясь в них, усиливается к моменту выхода из рабочего тела через полупрозрачное зеркало.

Волоконные лазерные устройства также относят к твердотельному типу лазеров. Мощность светового луча в таких устройствах возрастает в стекловолокне. Источником энергии в этом случае является полупроводниковый лазер.

Рассмотрим процесс работы лазерной установки подробнее на примере лазера, рабочее тело которого представляет собой стержень из лазерного кристалла – алюмоиттриевого граната, легированного неодимом. Ключевыми элементами являются ионы АИГ, поглощающие световые импульсы газоразрядной лампы-вспышки и активизирующиеся. В результате у ионов вырабатывается излишняя энергия, которую они выделяют в виде фотона, представляющим собой электромагнитное излучение или свет.

Из-за фотона иные возбужденные ионы возвращаются в исходное состояние. В результате процесс приобретает «лавинный» характер. Зеркала контролируют направление лазерного луча. Постоянно отражая фотоны, они возвращают их в рабочее тело. Это способствует появлению новых фотонов и усилению мощности светового луча. Излучение в этом случае имеет малую расходимость пучка лазерного луча и высокую кумуляцию энергии.

Рабочее тело в данных видах лазера представляет собой диоксид углерода либо его соединение с азотом и гелием. Сначала осуществляется прокачка газа с использованием газоразрядной трубки, затем его приводят в возбужденное состояние при помощи электрических разрядов. Как и в случае с твердотельными лазерами, излучение усиливают двумя зеркалами. Данные типы станков различаются конструкцией: они бывают с продольной, поперечной или щелевой прокачкой.

Данные лазеры для раскроя материалов обладают максимальной мощностью. В качестве рабочего тела также служит диоксид углерода, нагретый до температуры от +726 до +2726 °С (или от 1000 до 3000 °К). Он приводится в возбуждение вспомогательным маломощным лазером. Прокачка углекислого газа осуществляется со сверхзвуковой скоростью через специальный газовый канал – сопло Лаваля, вещество стремительно увеличивается в объеме и остывает. В итоге возбужденные атомы возвращаются в обыкновенное состояние, а диоксид углерода превращается в источник лазерного излучения.

Преимущества и недостатки лазерной резки

У обработки материалов лазером есть ряд сильных и слабых сторон.

  1. Зависимо от мощности выбранного оборудования, можно разделять листы большой толщины.
  2. Резка металла лазером выполняется без соприкосновения рабочей части с поверхностью изделия. Это исключает механические повреждения материала.
  3. Высокая скорость проведения технологического процесса.
  4. Если установка для лазерной резки комплектуется ЧПУ, можно добиться высоких показателей точности, производительности.
  5. Выделение минимального количества отходов.
  6. Возможность создавать резы разных размеров, формы.
  1. Установка расходует много электроэнергии.
  2. Простые модели не могут разделять листы шириной свыше 20 мм.

Преимущества лазерного станка при работе с тканью

  • Полная автоматизация процесса и универсальный режущий инструмент для всех операций значительно уменьшают времязатраты на раскрой.
  • Бесконтактная резка исключает необходимость в фиксации исходного сырья и его смещение.
  • Возможность многослойной резки с сохранением идентичности кроя на всех слоях.
  • При контакте лазер оказывает термическое воздействие на любую поверхность, поэтому края тканей в месте прохождения луча имеют легкую оплавленность. Она не портит вид изделия и не требует постобработки, но при этом хорошо предохраняет срез от появления бахромы и придает ему аккуратный вид.
  • Лазерный станок идеально подходит не только для кроя, но и для перфорации материалов. Толщина лазерного излучения составляет доли миллиметра, а автоматическое управление обеспечивает безукоризненную точность позиционирования луча. Сочетание этих факторов позволяет создавать сложные кружевные узоры даже на “капризных” тканях вроде нейлона или органзы.
  • Аппликация – еще один метод работы с проблемными тканями, доступный только с использованием лазерных технологий. Ни один нож или ножницы не смогут вырезать сложный узор из шелка так точно и качественно, как это делает лазерный луч.

При помощи лазерной перфорации самую скучную ткань можно превратить в заготовку для авторского изделия

Отдельно стоит отметить высокую скорость движения лазера, что в сочетании с многослойной резкой и автоматизированным процессом работы существенно ускоряет производство готовой продукции.

Соотношение параметров резки для некоторых материалов:

  • 2 слоя синтетической ткани – 25 м/мин;
  • 2 слоя органзы – 50 м/мин;
  • 5 слоев бязи – 3 м/мин;
  • 3 слоя плащевки – 50 м/мин.

Виды оборудования для лазерной резки

Резка металла лазером проводится с помощью специальных установок, которые бывают трех типов:

  1. Твердотельные аппараты. Устройства для лазерной резки малой мощности. Состоят из рубинового стержня, лампы накачки. Модели могут работать импульсами или в постоянном режиме.
  2. Газовое оборудование. Газ нагревается до высоких температур под воздействием электрического тока. Раскалённые частицы испускают свет, который фокусируется линзами на рабочую поверхность.
  3. Газодинамические установки. Газ нагревается до критических температур — свыше 3-х тысяч градусов. Далее раскалённый газ пропускается на высокой скорости через сопло, проходит процесс охлаждения. Высокая мощность таких аппаратов делает их нерентабельными при редком использовании.


Оборудование для лазерной резки

Раскрой листов металла лазерным излучением

Лазерный раскрой листового металла считается очень точным. Работа выполняется в кратчайшие сроки, а результат выполнения высокий.

Тип металлического листа может быть любой. Единственное ограничение — слишком большая толщина материала.

Лазерным излучением можно не только разрезать лист, но и сделать гравировку.

Суть работы лазером

Лазерный луч аппарата фиксируется в заданных точках, в результате чего в этих точках повышается температура.

Весь процесс контролирует специальная программа, поэтому все действия лазера будут выверены очень точно.

Благодаря высокой температуре, таким методом можно разрезать хрупкие заготовки, цветные металлы.

Теплофизические свойства материалов не оказывают влияния на раскрой.

ВАЖНО ЗНАТЬ: Резка нержавеющей стали

Лазерный луч способен концентрировать большое количество энергии, которая способствует резке сплава.

Лазерный инструмент работает вместе с выделением газа на разрезаемый участок.

Лазерный луч нагревает определенные точки на листе, материал плавится, но по линии, где проходит разрез, сразу же испаряется.

На края заготовки подается специальный пар, который убирает продукты, образованные в результате воздействия лазером.

Лазерный принцип раскроя металла имеет массу преимуществ:

  • такой метод обработке имеет доступную стоимость;
  • лазер способен обработать металлы, которые имеют высокую твердость;
  • благодаря высокой мощности и плотности лазерного луча, производительность работы аппарата очень высокая, при этом качество не теряется;
  • скорость проведения операций достаточно высокая;
  • при проведении разреза, инструмент не касается металла, поэтому таким способом можно разрезать хрупкий металл, который не поддается какой-либо другой обработке;
  • заготовка может иметь разнообразные линии, программа способна справиться с фигурами любой сложности;
  • заготовки на листе укладываются очень плотно друг к другу, благодаря чему себестоимость вырезанных деталей снижается;
  • после того как детали разрезаны лазерным лучом, их не нужно дополнительно обрабатывать;
  • лазерный инструмент легко управляем, поэтому раскрой может производиться по сложным контурам.

Рекомендации по работе с лазером

Раскрой металлов с помощью лазера нужно проводить только на качественном материале. Если на листе есть ржавчина, то стоит отказаться от такого вида обработки.

Края заготовок будут неровными. Кроме этого, материал не должен быть со значительными повреждениями, вмятинами.

Если на листе металла необходимо поместить большое количество деталей, стоит соблюдать расстояние между ними.

От края материала необходимо отступить на расстояние не менее 10 миллиметров. Между заготовками рекомендуется соблюдать шаг в 5-10 миллиметров.

В зависимости от того, сколько контуров имеет заготовка, зависит стоимость разреза. Чтобы произвести какой-либо из контуров, лазер должен сделать врезку в лист аккуратно около самой линии.

ВАЖНО ЗНАТЬ: Продольная резка металла — станки, линии, агрегаты

Для этого программа затрачивает некоторое время, что влияет на стоимость работы.

Как сделать лазерный резак в гараже

Лазерная резка стали проводится на покупных и самодельных устройствах. Если нет возможности купить станок, можно изготовить его самостоятельно. Для этого нужно подготовить материалы, инструменты:

  • мощный фонарик на батарейках;
  • лазерную указку;
  • привод из DVD-ROM;
  • паяльник, отвертки.

Пошаговая инструкция сборки:

  1. Изначально необходимо разобрать дисковод, чтобы вытащить рабочую головку. Делать это нужно аккуратно, чтобы не повредить линзу.
  2. Вытащить диод из указки. На его место припаять рабочую часть из дисковода.
  3. Внутренности указки нужно вытащить, чтобы собрать для них новый корпус. Закрепить все элементы в корпус фонарика. Убрать защитное стекло, запитать устройство батарейками.

Дополнительно можно укрепить корпус скотчем, клеем.

Усиление самодельной установки

Мастера экспериментируют с набором линз, чтобы усилить мощность луча. Дополнительно можно запитать его от подзарядки для аккумуляторных батареек. Чтобы удобнее было проводить технологические процессы, собирается конструкция, удерживающая самодельную установку. Она устанавливается над рабочим столом на направляющих.

Лазерная резка представляет собой современный технологический процесс, который позволяет разделять металлические листы разной толщины. Зависимо от размеров обрабатываемых заготовок нужно выбирать мощность привода.

Простой и доступный лазер для резки металла

Источник

Поделиться с друзьями
Металл
Adblock
detector