Субота, 5 Вересень, 2015
При обробці металу часто потрібно його різка. Для обробки металу було придумано багато різноманітних методів його різання. Найбільш сучасним і технологічним методом різання металу є лазерна різка.
Принцип дії лазера
До складу лазера, що генерує світлове випромінювання, входить робоче тіло, генератор накачування, резонатор і інші допоміжні елементи. Лазери бувають наступних видів:
- твердотільний лазер;
- газовий;
- волоконний.
У твердотільному лазері в якості генеруючого тіла використовується твердотільний елемент, наприклад, рубін. Лампа накачування виробляє світлове випромінювання, яке поглинається рубіном, атоми якого порушуються і виділяють велику кількість світлової енергії.
У газовому лазері робочим тілом є газ. Цей газ проходить через газорозрядну лампу, в якій відбувається електричний розряд, що збуджує атоми газу. Найбільш ефективними є газові лазери на вуглекислому газі.
Волоконний лазер складається з генератора накачування на світлодіоді, світловода, в якому відбувається генерація, і резонатора.
Переваги лазерного різання
На верстатах лазерного різання можна обробляти метали з різними фізико-механічними властивостями. До них відносяться:
- сталь;
- нержавіюча сталь;
- алюмінієві сплави;
- латунь;
- мідь;
- сплави з титану.
При цьому для різних типів металу необхідно використовувати лазери різної потужності і різний режим різання. Найкраще обробляються матеріали з малою теплопрводностью. Такі матеріали як латунь і мідь мають велику теплопровідність, тому для їх різання потрібна підвищена потужність лазера. Найбільш важкою є різка листів із сплавів таких матеріалів як титан. Цей метал має гарну теплопровідність і відбивної здатності, а крім того, він дуже міцний і швидко окислюється. Для його різання потрібно потужний лазер і продування місця різання інертними газами для захисту від окислення.
Використання верстатів для лазерного різання металів має такі переваги:
- можливість обробки металів з різними властивостями;
- висока швидкість різання металу;
- можливість обробки складних контурів;
- мінімальне механічний вплив на метал;
- іспользоанія комп'ютеризованого управління.
конструкція верстата
До складу сучасного верстата для лазерного різання металу входять:
- лазерний джерело;
- станина;
- передачі та трансмісії;
- система охолодження;
- система подачі газу і димовидалення;
- система автоматичного управління;
- програмне забезпечення.
Найчастіше в верстатах для різання металів використовуються волоконні і газові лазери. У волоконному лазері формування променя проісхоіт в волоконному резонаторі, а потім енергія променя по волоконному тракту передається до ріжучої голівці. У газовому лазері промінь формується в резонаторі з газами, а потім за допомогою системи дзеркал енергія променя передається в головку. Ріжуча головка включає набір лінз. Луч цієї головки автоматично фокусується.
Залежно від типу верстата потужність таких лазерних джерел може досягати 4-6 кВт. При цьому ККД лазерів не перевищує 10-15%.
Станина являє собою суцільнозварну конструкцію, яка повинна бути жорсткою, надійної і довговічною.
Приводи верстата повинні забезпечувати швидке і точне пересування координатою системи верстата. Ці приводи потужні і не мають люфту. Для прикладу, в верстатах компанії Mitsubishi точність положення ріжучої головки по кожній з осей повинна бути порядку ± 0,01 мм. Максимальна швидкість різання в таких верстатах досягає 50 м / хв.
У процесі різання металу потрібне охолоджування лазерного джерела. Це охолодження буває повітряним або водяним.
Для видалення продуктів різання робоча область різання забезпечується продувкою технологічними газами. В якості такого газу може бути використаний стиснене повітря. А для видалення виникає при різанні металу диму є спеціальна система.
Для управління такими потужними і швидкісними верстатами необхідна сучасна система управління. Система управління верстатом для різання металу лазером є компьютірізованную систему типу ЧПУ. До її складу входить процесор, пам'ять, монітор, програмне забезпечення. Управління ріжучими головками здійснюється по 3 осях, при цьому для управління по осі Z (регулювання висоти) використовується зворотний зв'язок. Для визначення положення лазерного променя використовуються спеціальні датчики.
Програмне забезпечення верстата зазвичай реалізується на основі стандартної операційної системи, наприклад, Windows. У комплект програмного забезпечення, як правило, входить велика кількість програм. Додаткові програми можуть вводитися з локальної мережі підприємства або за допомогою роз'єму USB.
висновки:
- Найбільш ефективним способом різання металів є лазерна різка.
- Лазерне різання має низку переваг, основними з яких є точність, висока швидкість різання і можливість автоматизації процесу.
- Сучасні верстати для лазерного різання є складні комплекси, що дозволяють швидко і точно проводити складну різання різних металів.