Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Spośród wielu technologii przetwarzania żelaza cięcie laserowe wyróżnia się wydajnością i wydajnością. Technologia ta pozwala nie tylko wytwarzać produkty o złożonym konturze geometrycznym, ale także zapewnia dużą szybkość wytwarzania tych produktów.

Opis technologii

Podczas cięcia laserowego na walcowany metal wpływają efekty odbicia i absorpcji promieniowania z lasera. Zmiana rozmiaru i kształtu elementów podczas obróbki laserowej jest uzyskiwana dzięki efektowi dwóch wyników promieniowania: topienia i parowania. Opis procesu jest następujący:

  • W pewnym momencie wiązka lasera wpływa na żelazo.
  • Po pierwsze, elementy są topione do optymalnej temperatury, a następnie rozpoczyna się proces wytapiania metalu.
  • Wcięcie pojawia się w fazie topienia.
  • Wpływ energii promieniowania laserowego prowadzi do drugiej fazy procesu - substancja metaliczna wrze i odparowuje.

Ten ostatni mechanizm wymaga jednak dużego zużycia energii i jest wykonalny tylko dla wystarczająco cienkiego metalu. Dlatego w praktyce cięcie wykonuje się przez topienie. Jednocześnie, aby znacznie obniżyć koszty energii, zwiększyć grubość obrabianego metalu i prędkość cięcia, do strefy cięcia wtryskiwany jest gaz pomocniczy, aby usunąć produkty zniszczenia metalu. Zazwyczaj jako gaz pomocniczy stosuje się tlen, powietrze, gaz obojętny lub azot. Takie cięcie nazywa się laserem gazowym .

Odmiany urządzeń laserowych

Laser składa się z następujących elementów:

  • Specjalna energia kluczowa (system pompowania).
  • Stanowisko pracy z możliwością stymulowanego promieniowania.
  • Rezonator optyczny (zestaw wyspecjalizowanych luster).

Przynależność zabiegu do jednej lub innej odmiany zależy od metody zastosowanego lasera i jego mocy. Teraz jest następująca klasyfikacja laserów:

  1. Półprzewodnikowy (moc nie większa niż 7 kW).
  2. Gaz (moc do 22 kW).
  3. Dynamika gazu (moc od 110 kW).

Do celów produkcyjnych najlepiej znana jest obróbka żelaza za pomocą urządzenia półprzewodnikowego. Emisję światła można zastosować w trybie pulsacyjnym lub ciągłym. Rubin, szkło z neodymem lub CaF2 (fluoryt wapnia) jest używany jako ciało robocze. Główną zaletą laserów na ciele stałym jest możliwość stworzenia potężnego impulsu energetycznego w ciągu kilku sekund.

Lasery gazowe służą do przetwarzania żelaza w celach technologicznych i naukowych. Aktywny katalizator jest mieszaniną gazowego azotu, dwutlenku węgla i helu, którego elementy są aktywowane przez wyładowanie elektryczne i nadają wiązce laserowej monochromatyczność i kierunkowość.

Urządzenia dynamiczne różnią się ogromną mocą. Organem roboczym jest dwutlenek węgla. Po pierwsze, gaz jest podgrzewany do najwyższej temperatury, a następnie przepuszczany przez mały kanał, gdzie następuje rozprężanie i późniejsze chłodzenie dwutlenku węgla. W wyniku tej procedury uwalniana jest energia zużywana do laserowej obróbki żelaza.

Urządzenia z dynamiką gazu mogą być stosowane do obróbki żelaza na dowolnej powierzchni. Ze względu na niskie zużycie energii promieniowania, można je umieścić w pewnej odległości od obrabianej części i jednocześnie zachować jakość cięcia żelaza.

Sprzęt

Urządzenia laserowe do cięcia żelaza składają się z następujących elementów:

  • Specjalistyczny grzejnik (urządzenie półprzewodnikowe lub gazowe). Musi mieć niezbędną energię i parametry optyczne.
  • System powstawania promieni i gazu . Odpowiedzialny za dostarczenie wiązki z celu promieniowania do przetwarzanej części i zmianę parametrów gazu roboczego dochodzącego do punktu.
  • Urządzenie ruchu (koordynacja) zarówno samego żelaza, jak i wiązki laserowej wpływającej na niego. Zawiera również mechanizm elektryczny, napęd i silnik.
  • ACS (automatyczny system sterowania). Reguluje wiązkę laserową i steruje mechanizmem współrzędnych oraz systemem do transportu i formowania wiązki i gazu. Wyposażony w różnorodne czujniki i podsystemy.

Nowoczesne urządzenie do cięcia żelaza jest w stanie wykonać każde trudne zadanie, nawet cięcie artystyczne. Zarówno rosyjskie firmy („Technolaser”), jak i przedsiębiorstwa zagraniczne (niemiecka firma „Trumpf”) są zaangażowane w ich produkcję.

Cięcie laserowe drobnego żelaza

Producenci przemysłowi wygodniej wykorzystują blachy do cięcia niż części surowe o dużej grubości. Jednocześnie możliwe jest oszczędzanie energii elektrycznej i stosowanie metod cięcia blach o większej mocy.

Metody cięcia żelaza, którego arkusz jest przygotowany do obróbki, to cięcie tlenem (spalanie), cięcie grupą gazów (argon, azot) i sprężonym powietrzem. Wśród zalet cięcia laserowego blachy przed innymi rodzajami obróbki można wyróżnić:

  • Większa dokładność odrzutu i cięcia wiązką laserową.
  • Na płaszczyźnie części jest mniej pyłu.
  • Mała szansa na uszkodzenie blachy żelaznej.
  • Niższe koszty energii.
  • Tworzenie trójwymiarowych prostych struktur z dużą prędkością i najmniejszą powierzchnią gotowego materiału.

Dzięki swoim zaletom i zastosowaniu precyzyjnego zaawansowanego sprzętu do cięcia żelaza stosuje się:

  • Części maszyn inżynieryjnych.
  • Dekoracyjne podstawki, półki, stojaki i sprzęt dla branży handlowej.
  • Komponenty kotłów, zbiorników, kominów i pieców.
  • Linki drzwi i bram, kute ogrodzenia.
  • Indywidualny projekt szaf i szafek.
  • Osobliwe znaki, litery i szablony.

Zastosowanie cięcia ma wiele zalet w porównaniu z innymi rodzajami obróbki metalu. Dlatego coraz więcej przedsiębiorstw wykorzystuje laserową obróbkę żelaza w swojej produkcji.

Innowacyjne systemy laserowe

Światowy przemysł obrabiarek nadąża z duchem czasu i daje swoim klientom wszelkiego rodzaju urządzenia elektryczne do cięcia żelaza. Maszyny wieloosiowe zostały zaprojektowane w celu zastąpienia głośnych i mało wydajnych obcinarek mechanicznych. Energia lasera zależy od specyfiki produkcji i uzasadnienia finansowego wybranej jednostki. Najnowsza generacja precesyjnych maszyn do cięcia CNC pozwala na wykańczanie materiałów z dokładnością do 0, 005 mm. Metryczne przetwarzanie poszczególnych modeli systemów laserowych sięga wielu metrów kwadratowych.

Ogromną zaletą jest minimalizacja czynnika ludzkiego zawartego w wysoce zautomatyzowanym procesie przemysłowym. Geometria komponentów jest ustawiana w bloku makroprogramu, który wykonuje kontrolę lasera i stołu roboczego za pomocą ślepej próby. Systemy regulacji ostrości automatycznie wybierają akceptowalną odległość dla efektywnego cięcia.

Specyficzne wymienniki ciepła regulują temperaturę zespołu lasera, dając operatorowi informacje kontrolne o aktualnym stanie urządzenia. Mechanizm laserowy jest wyposażony w urządzenia zaworowe do podłączenia zasilania balonem gazowym, aby zapewnić zapas gazów zapasowych w części roboczej. System zbierania dymu ma na celu zwiększenie kosztu okapu, w tym również w momencie przetwarzania. Obszar zabiegowy jest całkowicie osłonięty osłoną ochronną, aby chronić personel.

Cięcie blach żelaznych na nowoczesnym sprzęcie jest przekształcane w łatwy proces ustawiania charakterystyk numerycznych i uzyskiwania gotowego komponentu na wyjściu. Wydajność sprzętu zależy bezpośrednio od charakterystyki kompleksu maszyny i kwalifikacji operatora, który tworzy kod programu. Technika cięcia żelaza pasuje proporcjonalnie do koncepcji produkcji robotów, zaprojektowanej w celu całkowitego uratowania osoby przed ciężką pracą.

Producenci oferują różne typy urządzeń laserowych:

  1. Uniwersalny.
  2. Specjalne.

Koszt tego pierwszego jest wyższy, ale umożliwiają wykonanie pewnej liczby operacji i wyprodukowanie części trudniejszej formy. Znaczna liczba usług rynkowych stanowi szansę dla zainteresowanych nabywców.

Specjaliści z branży maszynowej rozumieją możliwości wykorzystania technologii do produkcji precyzyjnych części o doskonałej chropowatości. Obszar zastosowania jest obszerny: od zwykłego cięcia blach do nabycia skomplikowanych części nadwozia samochodów.

Widoczne zalety cięcia żelaza są zredukowane do kilku aspektów:

  • Wysokiej jakości wykończona powierzchnia.
  • Oszczędny materiał.
  • Możliwość pracy z delikatnymi materiałami i małymi kawałkami.
  • Prawdopodobieństwo uzyskania składników złożonej konfiguracji.

Wśród minusów:

  • Wysoki koszt sprzętu.
  • I materiały eksploatacyjne.

Cięcie żelaza i metali nieżelaznych cieszy się ogromnym popytem na rynku. Technologie laserowe są intensywnie wykorzystywane w sztuce dekoracyjnej do tworzenia designerskiej biżuterii i unikalnych pamiątek.

Decyzja o wykorzystaniu przetwarzania powinna być podjęta z uwzględnieniem obliczenia zwrotu sprzętu i wysokości kosztów pracy. Obecnie takie instalacje można rozwiązać samodzielnie, głównie w dużych przedsiębiorstwach o dość dużym cyklu produkcyjnym. Wraz z rozwinięciem technologii zmniejszy się koszt obrabiarek i ilość zużywanej energii, więc w przyszłości urządzenia laserowe będą wypierać konkurencję.

Zalety i wady technologii

Cięcie wyrobów żelaznych ma wiele istotnych zalet w porównaniu z innymi metodami cięcia. Spośród wielu zalet tej technologii, warto zauważyć, że:

  1. Grubość produktów, które można z powodzeniem grawerować, jest dość szeroka: stal - od 0, 2 do 22 mm, miedź i mosiądz - od 0, 3 do 16 mm, stopy na bazie aluminium - od 0, 3 do 22 mm, stal nierdzewna - do 55 mm.
  2. Zastosowanie urządzeń laserowych eliminuje potrzebę mechanicznego kontaktu z obrabianym elementem. Umożliwia to wycinanie w taki sposób po prostu zdeformowanych i delikatnych części bez obawy o ich uszkodzenie.
  3. Aby uzyskać produkt wymaganej konfiguracji za pomocą cięcia, wystarczy pobrać rysunek wykonany w specjalnym programie do jednostki sterującej urządzenia laserowego. Wszystko inne przy najmniejszym stopniu błędu (niezawodność do 0, 2 mm) będzie realizowane przez sprzęt wyposażony w komputerowy system sterowania.
  4. Urządzenia do cięcia puszek z dużą prędkością do obróbki cienkich blach stalowych, a także produktów wykonanych z twardych stopów.

Obróbka laserowa jest w stanie całkowicie zastąpić drogie naukowe i techniczne operacje odlewania i tłoczenia, co jest właściwe w przypadkach, gdy trzeba wykonać małe partie produktów. Możesz znacznie obniżyć początkowy koszt produkcji, który osiąga się dzięki wyższej prędkości i rozwojowi procesu przetwarzania, zmniejszając ilość pozostałości, bez konieczności późniejszej obróbki.

Wraz z dużą mocą urządzenia do obróbki laserowej mają niezwykłą wszechstronność, która umożliwia obliczanie zadań o dowolnym stopniu złożoności z ich pomocą. Jednocześnie pewne wady są charakterystyczne dla obróbki laserowej.

Ze względu na wysoką wytrzymałość i znaczne zużycie energii przez urządzenia do cięcia laserowego, początkowy koszt produktów wykonanych przy jego użyciu jest wyższy niż w przypadku, gdy są one produkowane przez tłoczenie. Można to jednak przypisać tylko tym sytuacjom, w których koszt produkcji oprzyrządowania nie jest wliczony w cenę kosztu tłoczonego elementu.

Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Kategoria:

Instrumenty