Cięcie laserem w praktyce

Cięcie laserowe metali to technologia termiczna, w której do obróbki materiałów inżynierskich wykorzystywana jest wiązka laserowa. W obszarze cięcia materiał ulega stopieniu i odparowaniu, a jego pozostałości w stanie ciekłym lub gazowym są wydmuchiwane przez gaz towarzyszący. Do cięcia laserowego wykorzystuje się lasery gazowe CO2, lasery włóknowe, lasery tarczowe oraz lasery półprzewodnikowe. Sprawdźmy, jak wygląda cięcie laserem w praktyce, jakie są zalety tego procesu oraz czym się charakteryzuje technologia FIBER.

Proces cięcia laserem krok po kroku

Wiązka laserowa o odpowiednio dużej mocy kierowana jest na miejsce przecięcia. Elektrony z jądra atomowego metalu absorbują energię lasera i zostają wprawione w drgania. Wymuszone drgania elektronów doprowadzają do wzrostu energii cieplnej, w którego wyniku metal ulega stopieniu i w szczelinie cięcia zmienia swój stan skupienia ze stałego na ciekły. Obrabiany materiał zostaje przebity, powstaje kanał parowy, a następnie proces cięcia odbywa się liniowo na całej grubości materiału. Dalszy wzrost energii cieplnej doprowadza do osłabienia wiązań cząsteczkowych i odparowania metalu. Cięcie laserowe metali przeprowadzane jest w technice spalania, stapiania lub sublimacji. Procesom towarzyszy udział gazu obojętnego lub reaktywnego o dużym ciśnieniu, który wydmuchuje stopiony metal ze szczeliny. Gazem towarzyszącym może być argon lub azot (stapianie) albo tlen (sublimacja). Cięcie ze stapianiem stosowane jest do stali wysokostopowych i metali nieżelaznych, a cięcie sublimacyjne do tworzyw sztucznych, ceramiki czy skóry. Stale niestopowe i niskostopowe cięte są metodą spalania.

Zalety cięcia laserowego metali

Cięcie laserowe metali ma bardzo dużą przewagę nad tradycyjnymi metodami. Przede wszystkim proces przebiega znacznie szybciej, a krawędzie cięcia charakteryzują się wysoką jakością i nie wymagają obróbki wykańczającej. Metoda jest bezdotykowa, nie wymaga używania dodatkowych narzędzi i pozwala zminimalizować straty materiałowe. Cięcie laserowe to metoda, wykorzystująca najnowsze zdobycze automatyki, co pozwala ograniczyć błąd ludzki do minimum i znacznie zwiększyć precyzję wykonywanych czynności. Robotyzacja procesu zapewniła powtarzalność czynności cięcia i zwiększyła ich wydajność. Cięcie laserowe jest ekonomiczne i umożliwia obróbkę dowolnego materiału. Obciążenie cieplne jest niskie, a liczba odkształceń niewielka. Cięcie laserowe znajduje szerokie zastosowanie w różnych branżach przemysłu, między innymi w branży motoryzacyjnej, lotniczej, stoczniowej, tekstylnej czy medycznej.

Cięcie laserowe w technologii FIBER

Wycinarka laserowa typu FIBER to laser światłowodowy, który stanowi wydajną alternatywę dla tradycyjnych laserów CO2. Laser światłowodowy charakteryzuje się zdecydowanie większą sprawnością i wydajnością niż tradycyjne urządzenia. Laser FIBER pozwala wykonać szczelinę o mniejszej średnicy, a jego praca z mocą porównywalną do lasera CO2 przebiega znacznie szybciej. Nie bez znaczenia pozostaje również fakt, że wiązka lasera z urządzenia FIBER jest lepiej pochłaniania przez atomy metalu. Oznacza to, że w technologii FIBER więcej użytecznej energii jest absorbowane, a mniej odbijane. Ważne jest również, że koszty eksploatacyjne w tej technologii są mniejsze. Laser FIBER nie wymaga konserwacji, pozwala obrabiać nawet materiały mocno refleksyjne, a sam proces cięcia jest zdecydowanie bardziej stabilny. Problem w przypadku tej technologii mogą stanowić skomplikowane kształty wycinanych przedmiotów. Skutecznym rozwiązaniem może być nowoczesna wycinarka laserowa Kimla ze zintegrowanym systemem sterowania i napędem liniowym. Nasza firma wykorzystuje właśnie takie urządzenie do cięcia laserowego.