В связи с быстрым развитием промышленного рынка резка металла лазером представляет собой эффективную и точную технологию обработки, которая широко используется в производстве и промышленном дизайне. Новичкам очень важно понимать основные принципы, типы оборудования и области применения лазерной резки металла.
Основные принципы лазерной резки по металлу
лазерная резка по металлу использует высокоэнергетические лазерные лучи для резки металлических материалов. Луч, испускаемый лазером, фокусируется в небольшое световое пятно через фокусирующую линзу, образуя высокую температуру, которая может быстро нагреть металлическую поверхность до состояния плавления или испарения. Контролируя траекторию движения лазерного луча, можно вырезать различные формы.
лазер для резки металлаТип оборудования
Станок для лазерной резки CO2:
Подходит для резки более толстых металлических материалов, таких как нержавеющая сталь и алюминий.
Длина волны лазера длиннее и подходит для резки больших площадей.
Волоконный лазер для резки:
Скорость резки высокая, а потребление энергии низкое.
Особенно подходит для высокоточной резки тонкого листового металла.
Твердый станок для лазерной резки:
Использует твердотельные лазеры, часто используемые для конкретных применений.
Качество резки высокое, но стоимость оборудования высокая.
как резать на лазерном станке
Генерация лазера:
Лазер излучает лазерный луч определенной длины волны, обычно это CO2-лазер или волоконный лазер. Лазерный луч фокусируется в очень маленькое пятно через систему зеркал и линз, образуя лазерный луч с высокой плотностью мощности.
Нагрев и резка материала:
Когда сфокусированный лазерный луч облучает металлическую поверхность, материал быстро нагревается до температуры плавления или испарения, образуя отверстия. По мере того, как лазерная головка движется по заданному пути, непрерывно образуются отверстия и, наконец, достигается резка.
Функция вспомогательного газа:
В процессе резки из сопла распыляется вспомогательный газ (например, кислород или азот). Эти газы не только помогают охладить материал, но и выдувают расплавленный металл, обеспечивая чистоту кромок и уменьшение зон термического воздействия.
Система ЧПУ:
Станки для лазерной резки часто оснащены системами числового программного управления (ЧПУ), которые могут точно контролировать траекторию движения и скорость лазерной головки. Это позволяет машине вырезать сложные формы и узоры без необходимости замены фрез или штампов.
резка металла лазером видео
Pезка лазером по металлу Преимущества
Высокоточная резка: чрезвычайно высокая точность с допусками всего 0,003 мм, что намного превышает традиционные методы резки. Очень популярен в приложениях, требующих высокой точности.
Высокий коэффициент использования материала: практически не образуется отходов, что позволяет максимально эффективно использовать металлические пластины и повысить эффективность использования материалов. Это означает, что производители могут покупать именно то, что им нужно, сокращая потери дополнительного материала.
Универсальность: станок для лазерной резки подходит не только для простых и сложных операций резки, но также может выполнять различные виды обработки, такие как маркировка, сверление и гравировка, что повышает гибкость оборудования.
Низкое энергопотребление: по сравнению с другими режущими машинами потребление энергии относительно низкое, что помогает снизить производственные затраты.
Уменьшите повреждение материала: зона термического воздействия, возникающая при лазерной резке, невелика, что снижает риск деформации или повреждения деталей из-за тепла.
Чисто и безопасно: бесконтактный метод обработки снижает износ инструмента и шумовое загрязнение, а также улучшает рабочую среду.
лазерный раскрой металлаМинусы
Требуются профессиональные операторы: для работы с машинами лазерной резки обычно требуются профессионально подготовленные специалисты, чтобы обеспечить нормальную работу оборудования и эффективность обработки.
Ограничения по толщине металла. Хотя лазерная резка подходит для широкого спектра материалов, при работе с более толстыми металлами (алюминий более 15 мм или сталь более 6 мм) может потребоваться рассмотреть другие методы резки.
Выбросы вредных газов: В процессе лазерной резки могут выделяться вредные газы, особенно при работе с пластмассами, поэтому операции необходимо выполнять в хорошо вентилируемом помещении.
Высокие первоначальные инвестиционные затраты. Приобретение оборудования для лазерной резки обходится дорого, что может стать бременем для малого бизнеса.
металлическая лазерная резка резка разных материалов
Резка металлических материалов
Нержавеющая сталь: ее можно резать кислородом или азотом. Во время кислородной резки края слегка окисляются, а азот позволяет добиться эффекта без окисления и заусенцев.
Углеродистая сталь: подходит для использования кислорода в качестве технологического газа, толщина может достигать 20 мм, эффект резки хороший.
Алюминий: Хотя алюминий имеет высокую отражательную способность и теплопроводность, алюминий толщиной менее 6 мм можно эффективно резать и он имеет гладкую поверхность при использовании азота.
Медь и латунь: из-за их высокой отражательной способности эти два материала обычно можно резать азотом или кислородом только при толщине менее 1 мм.
Титановый сплав: Титан сложнее обрабатывать, и для резки обычно требуется использование аргона и азота.
Материалы сплавов: такие как никелевые сплавы, хромовые сплавы и т. д. Эти материалы широко используются в области высоких температур и коррозионной стойкости.
Резка неметаллических материалов
Органические материалы: дерево, бумага, кожа и т. д., которые могут гореть при разрезании.
Композиты: композиты из углеродного волокна, используемые в аэрокосмической и автомобильной технике.
Пластмассы: термопласты и термоотвержденные материалы, требующие внимания к возможным вредным выбросам во время лазерной резки.
стоимость лазерной резки металла
- Стоимость оборудования
Первоначальные инвестиции в станки для лазерной резки относительно высоки: цены варьируются от десятков тысяч до миллионов юаней, в зависимости от мощности и бренда. Цена на станки для волоконной лазерной резки мощностью от 1000 Вт до 6000 Вт обычно колеблется от сотен тысяч до миллионов.
- Эксплуатационные расходы
Эксплуатационные расходы включают потребление электроэнергии, затраты на вспомогательный газ и затраты на замену изнашиваемых деталей.
Потребление электроэнергии: например, станок для лазерной резки мощностью 500 Вт потребляет около 6 киловатт-часов электроэнергии в час, а счет за электроэнергию составляет около 6 юаней.
Стоимость вспомогательного газа:
- Кислород: около 15 юаней/баллон, время использования около 1 часа.
- Азот: около 320 юаней/банка, время использования от 12 до 16 часов.
- Стоимость изнашиваемых деталей: например, стоимость замены защитных линз и медных насадок, обычно 1-2 юаня и 0,18 юаня в час соответственно.
- Затраты на обработку
Затраты на обработку обычно рассчитываются по метрам, а точная цена варьируется в зависимости от материала и толщины. При резке нержавеющей стали толщиной 1 мм цена за метр может варьироваться от нескольких юаней до более десяти юаней, в зависимости от типа материала и региона. В зависимости от скорости резки и типа станка время и стоимость, необходимые для обработки 50 000 метров нержавеющей стали, значительно различаются:
Оптоволоконная модель мощностью 2000 Вт стоит около 4078 юаней за резку нержавеющей стали толщиной 1 мм.
Модель углекислого газа 3000 Вт стоит 13 911 юаней для резки того же материала.
- Рыночные факторы
Рыночная цена лазерной резки варьируется в зависимости от региона, типа материала, сложности обработки и других факторов. Вообще говоря, стандартная плата за услуги лазерной резки составляет от 400 до 1000 юаней в час.
вырезка лазером по металлуСкорость и качество
Слишком высокая скорость: остатки могут быть удалены не полностью, что приведет к образованию висящих остатков, а также к тому, что материал не будет полностью прорезан.
Соответствующая скорость: она может улучшить качество разрезов, сделать разрезы маленькими и гладкими, а также уменьшить деформацию.
Если скорость будет слишком низкой, это приведет к увеличению зоны термического влияния, переплавлению и явному нависанию шлака, что отразится на качестве конечного продукта.
станок для лазерной резки металла Будущее развитие
Автоматизация и интеллект
С развитием Индустрии 4.0 требования обрабатывающей промышленности к эффективности и качеству производства продолжают расти, а также возросла степень автоматизации оборудования для лазерной резки. Современные станки для лазерной резки оснащены современными датчиками и системами управления, которые позволяют осуществлять мониторинг и настройку в режиме реального времени для повышения точности и скорости резки. Применение искусственного интеллекта повышает эффективность анализа данных и принятия решений в процессе лазерной резки, а также позволяет автоматически оптимизировать параметры резки в зависимости от различных материалов и толщин. Эта тенденция не только повышает эффективность производства, но также снижает количество человеческих ошибок и повышает стабильность продукции.
Адаптивность новых материалов
Легкие высокопрочные сплавы, сверхвысокотемпературные сплавы и металлические материалы, обладающие способностью к самовосстановлению, станут горячими точками исследований. Эти новые материалы могут не только выдерживать более высокие температуры и давления, но и сохранять хорошие характеристики в экстремальных условиях. Магниевые сплавы и алюминиево-литиевые сплавы будут широко использоваться в аэрокосмической и других областях благодаря их превосходному соотношению прочности и веса. С развитием генной инженерии материалов цикл исследований и разработок новых материалов будет значительно сокращен, что позволит быстрее удовлетворить рыночный спрос на новые металлические материалы.
Соображения безопасности и защиты окружающей среды
Эксплуатационная безопасность
Операторам необходимо носить соответствующие защитные средства, такие как очки и защитная одежда, чтобы предотвратить повреждение тела, вызванное лазерным излучением и высокотемпературным расплавленным металлом. Обеспечение хорошего заземления оборудования и регулярное техническое обслуживание также являются важными мерами обеспечения безопасности. Рабочая зона должна быть оборудована четкими предупреждающими знаками и поддерживать хорошую вентиляцию, чтобы уменьшить накопление вредных газов.
воздействие на окружающую среду
Технология лазерной резки также имеет определенные преимущества с точки зрения защиты окружающей среды. Лазерная резка производит меньше отходов, чем традиционные методы резки, что помогает сократить потери ресурсов. Современное оборудование для лазерной резки позволяет снизить потребление энергии за счет оптимизации траектории резки. Некоторые вредные газы и частицы по-прежнему будут образовываться в процессе лазерной резки, и необходимо оборудовать эффективную систему контроля выбросов, чтобы свести к минимуму воздействие на окружающую среду.
в заключение
Технология лазерной резки играет ключевую роль в современном производстве, а ее высокая точность, эффективность и гибкость делают ее предпочтительным методом обработки во многих отраслях. Технология лазерной резки металла продолжит развиваться в более эффективном и экологически чистом направлении. Благодаря постоянному появлению новых материалов и всестороннему применению автоматизации и интеллектуальных технологий лазерная резка будет играть все более важную роль в обрабатывающей промышленности, открывая больше возможностей для развития во всех сферах жизни.
