Для достижения высокой точности лазерной резки металла нужны станки, оснащенные ЧПУ. В данной статье вместе с компанией Формула Качества подробно рассмотрим модели станков, которые применяются для работы с металлом, и уделим внимание выбору мощности оборудования в зависимости от типа металла. Также разберемся в важных параметрах при выборе мощности лазера для резки металлов, включая выбор газа и других факторов.

Приобретение лазерного станка для резки металла должно опираться прежде всего на задачи вашей компании, а также учитывать материалы, объем их использования, толщину, свойства, планы по тиражированию и скорость обработки.

Небольшие волоконные лазеры мощностью, например, 20 Вт, 30 Вт или 50 Вт применяются для маркировки и гравировки металлических заготовок. Для резки же используются более мощные станки от 1 000 до 60 000 Вт. Если ваше производство в большинстве случаев нуждается в резке металла, стоит обратить внимание на мощные лазеры брендов вроде King Rabbit и Elixmate.

При выборе волоконного лазера для резки металла важно учитывать несколько ключевых элементов: тип металла, его толщину и размер, а также производственные требования. Подчеркиваем, что для работы со сталью, нержавеющей сталью, алюминием и латунью определенной толщины лучше подходят оптоволоконные излучатели.

Физические свойства металлов, такие как теплопроводность, играют важную роль в выборе необходимой энергии для резки. Металлы с высокой теплопроводностью, например алюминий, требуют больше энергии, так как тепло рассеивается быстрее. У углеродистой стали, напротив, низкая теплопроводность, что позволяет обрабатывать её с меньшими затратами энергии и более высокой скоростью.

Чем толще материал, тем больше энергии требуется для его обработки. Например, для резки углеродистой стали толщиной 20 мм на скорости 0,5-0,6 м/мин подойдет станок мощностью 3000 Вт. Нержавеющую сталь толщиной 16 мм лучше всего резать на станках с мощностью 6000 Вт. Латунь толщиной 12 мм можно резать на скорости 0,3-0,5 м/мин при мощности 6000 Вт, причем скорость увеличивается при уменьшении толщины.

Размеры заготовки также влияют на производительность. При небольших размерах устройство не достигнет максимальной скорости, и разница в производительности между излучателями мощностью 2 000 Вт и 4 000 Вт на толщине 16 мм будет минимальной.

Как повысить скорость резки?

Скорость резки можно повысить за счет более мощного излучателя, но это зависит от производственных задач. Не стоит переплачивать за оборудование с максимальной мощностью, если основная работа касается тонких заготовок. Определите процентное распределение материалов по толщине. Если лишь 15% времени уходит на обработку материала с толщиной 10 мм, а остальные 85% на более тонкие заготовки, производительностью выше 1 000 Вт можно пренебречь, так как она справится и с чуть большей толщиной.

Подбор мощности лазера для различных металлов

Сталь

Углеродистая сталь является одним из самых востребованных материалов для использования лазерной резки. Оптимальная мощность для резки стали такова:

• для резки металла толщиной 1 мм при скорости 8.0—10 м/мин необходимо не менее 1500 Вт;
• для толщины до 6 мм при скорости 3—4.5 м/мин потребуется не менее 12 кВт;
• для толщины до 20 мм следует выбрать самую мощную установку, не менее 30 кВт.

Нержавеющая сталь ввиду своей высокой отражательной способности является сложным материалом для обработки. Наиболее эффективными для резки нержавейки оказываются волоконные лазеры. Рекомендуемая мощность:

• для толщины до 3 мм достаточно 1500 Вт, если высокая скорость не критична (здесь она будет 3.0—5.5 м/мин);
• для толщины 4-6 мм потребуется не менее 22 кВт при скорости 20—25 м/мин;
• для толщины до 20 мм понадобится от 30 кВт.

Алюминий

Алюминий характеризуется значительной отражающей способностью и теплопроводностью, усложняющими его обработку, но волоконные лазеры хорошо подходят для работы с этим металлом. Рекомендуемая мощность для резки алюминия:

• для толщины 3-6 мм потребуется 6000 Вт при скорости 15—25 м/мин;
• для толщины до 20 мм необходимо минимум 12 кВт.

Латунь и медь

Материалы, такие как латунь и медь, также обладают высокой отражательной способностью. Для их обработки идеально подойдут волоконные лазеры, которые эффективно справляются с такими задачами:

• для толщины до 2 мм потребуются 22-24 кВт при скорости 30—45 м/мин;
• для толщины более 8 мм понадобится мощность 50 кВт.

Титан

Титан — это металл, природно устойчивый к коррозии и механическим воздействиям, но с меньшей теплопроводностью по сравнению с алюминием или медью. Это делает титан относительно простым для резки с использованием мощных волоконных лазеров, работающих на аргоне.

Выбор газа для резки металла

Множество аспектов процесса резки зависит от характеристик режущих газов, которые вместе с лазером участвуют в этом процессе, отводя расплавленный металл за пределы листа. Вот краткий обзор различных газов:

Воздух

Отличается низкой стоимостью и широкой доступностью. Однако, по качеству резки он уступает другим газам. Для экономии при резке углеродистой стали до 3 мм можно применять компрессоры на 16 атм и лазеры на 3 кВт.

Кислород

Можно приобретать кислород в блоках по 12 баллонов объемом 40 или 70 литров, однако, использование криоцилиндров предпочтительнее: они экономят место и дешевле обычных баллонов, а также обеспечивают более высокую чистоту газа, что имеет значение при лазерной резке металлов.

Азот

Хотя азот стоит дорого, он подойдет для любых толщин металлов, не окисляет, а охлаждает кромки, предотвращая деформацию. Эффективно использовать для резки цветных металлов при давлении до 16 атм.

Подбор мощности лазерного оборудования для выполнения работ с различными металлами зависит от многих факторов, таких как тип станка, толщина материала и производственная задача. Оптоволоконные лазеры особенно полезны для высокоотражающих металлов. Правильная установка мощности обеспечивает не только высокое качество работы, но и повышает производительность и срок службы оборудования.