Существует множество способов резки разнообразных материалов при помощи лазера. Ниже перечислены несколько распространенных вариантов лазерной резки, таких как испарение, плавление с выдуванием, растрескивание из-за термического стресса, скрытая резка и резка с поддержанием горения. Отталкиваясь от данной информации, вы можете заказать резку листового металла, понимая как вам будут ее производить.

Испарительная резка

При использовании испарительной резки концентрированный лазерный луч нагревает материал до точки воспламенения и создает замочную скважину. Эта скважина резко увеличивает поглощение энергии, стремительно углубляя отверстие. По мере образования и кипения, пар разрушает расплавленные стенки, выдувая их и ещё больше расширяя отверстие. Этот метод обычно подходит для неплавящихся материалов, таких как дерево, углерод и термореактивные пластики.

Реактивная или газовая резка

Реактивная резка, также известная как «пламенная резка» или «резка газом на лазерной основе», напоминает резку кислородной горелкой, но с использованием лазерного луча в роли источника зажигания. Этот способ часто используется для работы с углеродистой сталью толще 1 мм, а также для резки особо толстых стальных пластин при относительно низкой мощности лазера.

Плавление и выдувание/сварка

Метод плавления и выдувания, также называемый сваркой, требует использования газа под высоким давлением, чтобы удалить расплавленный материал из зоны резки, значительно снижая энергетические затраты. Материал сначала нагревают до плавления, и струя газа удаляет расплав, исключая необходимость дальнейшего повышения температуры. Этот подход особенно подходит для резки металлов.

Резка термическими напряжениями

Резка с помощью термического растрескивания учитывает повышенную уязвимость хрупких материалов к термическому воздействию. Лазерный луч направляется на материал, вызывая локальное нагревание и расширение, что приводит к образованию трещин, которые можно контролировать перемещением луча. Такие трещины могут распространяться со скоростью в метры в секунду и используются в основном для резки стекла.

Скрытая резка на кремниевых пластинах

Технология скрытой резки используется для отделения микроэлектронных чипов в процессе производства полупроводников из кремниевых пластин. Она подразумевает применение импульсного лазера Nd:YAG, чья длина волны оптимальна для работы с электронным запрещенным диапазоном кремния.

Плюсы и минусы лазерной резки металла

Лазерная резка металла произвела значительное изменение в производственной сфере, предоставляя точные и эффективные решения для различных задач. Ниже представлены ключевые преимущества и недостатки данной технологии.

Преимущества:
• Высокая точность и надежность
Лазерная резка металла известна своей высокой точностью и аккуратностью, позволяя выполнять сложнейшие резы и формировать детали с минимальными отклонениями. Обычно лазеры могут резать детали с точностью до 0,2 мм. Такая точность особенно важна для отраслей, таких как аэрокосмическая, электроника и медицинская техника, где критичны допуски.
• Универсальность материалов
Лазерная технология способна обрабатывать различные металлы, включая нержавеющую сталь, алюминий, мягкую сталь, сплавы и редкие металлы. Это позволяет производителям выполнять разные проекты без частой смены инструментов, облегчая настройку и сокращая расходы. Она также подходит для разных толщин, представляя собой универсальный вариант для множества применений.
• Гибкость процессов резки
Лазерная резка характеризуется высокой универсальностью и гибкостью. С помощью одного лазера можно выполнять простые и сложные разрезы, маркировать, сверлить и даже гравировать. Это избавляет производителей от необходимости частой смены инструментов в процессе работы.
• Скорость и эффективность
После настройки, детали могут быть изготавливаемы за считанные секунды, что значительно быстрее по сравнению с плазменной или водоструйной резкой. Быстрота резки, оперативное пробивание и ширина пропила уменьшают производственные циклы и повышают производительность.
• Экономия энергии
В отличие от других видов оборудования, лазерные резаки не требуют перемещения движущихся частей. Это позволяет экономить энергию во время резки материала. Хотя лазерные резаки могут потреблять до 10 кВт, другие методы могут требовать в пять раз больше энергии. Дополнительно, экономия энергии делает эту технологию более доступной.
• Бесконтактный метод
Одним из преимуществ является то, что лазерная резка не контактирует с обрабатываемым материалом, что снижает риск загрязнения и устраняет износ инструмента, минимизируя затраты на его обслуживание и замену.

Недостатки:
• Высокие входные капиталовложения
Покупка и настройка качественного лазерного оборудования требует значительных капитальных вложений. Цена одного лазера может вдвое превышать стоимость водоструйных и плазменных машин. Для малого бизнеса и стартапов это может стать значительным барьером, несмотря на долгосрочные выгоды.
• Эксплуатационные затраты
Несмотря на эффективность, эксплуатационные расходы могут накапливаться из-за энергопотребления, затрат на газ и обслуживания оборудования. Регулярное техобслуживание и ремонт необходимы для обеспечения стабильной работы.
• Трудности с отражающими материалами
Хотя лазеры универсальны, некоторые отражающие материалы, такие как латунь или полированная нержавеющая сталь, могут потребовать дополнительных усилий из-за их специфики. Это может подразумевать использование специальных газов или покрытий.
• Тепловое влияние
В ходе лазерной резки выделяется тепло, создавая зону с тепловыми изменениями вдоль разрезов. Это может вызвать деформацию тонких материалов, влияя на качество конечного продукта и необходимость дополнительной обработки.
• Необходимость квалифицированного оператора
Опытный оператор необходим для управления машиной, чтобы обеспечить оптимальную работу лазерного резака и избежать сбоев и некорректных настроек, которые могут повлиять на производительность.
• Ограничения по толщине материала
Хотя лазерное оборудование подходит для обработки многих материалов, для толстых металлов рекомендуется применение других методов. Лазеры могут легко резать алюминиевые листы до 15 мм и сталь до 6 мм толщиной.