Про промышленный лазер

Лазерная резка — технология резки и раскроя материалов, использующая лазер применяемая на промышленных производственных линиях. Сфокусированный лазерный луч, управляемый компьютером, обеспечивает высокую концентрацию энергии и позволяет разрезать практически любые материалы независимо от их теплофизических свойств.
В процессе резки, материал резки под воздействием лазерного луча плавится, возгорается, испаряется или выдувается струей газа. При этом получают узкие резы с минимальной зоной термического влияния.

Лазерная резка отличается отсутствием механического воздействия на обрабатываемый материал. Ввиду этого лазерную резку, можно применять с высокой степенью точности даже при изготовлении легко деформируемых и пластичных заготовок и деталей. Легкое и сравнительно простое управление лазерным излучением позволяет осуществлять лазерную резку по сложному контуру плоских и объемных деталей и заготовок с высокой степенью автоматизации процесса.

При выпуске небольших партий продукции целесообразнее провести лазерный раскрой материала, чем изготавливать для этого дорогостоящие пресс-формы или формы для литья.
Для автоматического раскроя материала достаточно подготовить файл рисунка в любой чертежной программе и перенести файл на компьютер установки, которая выдержит погрешности в очень малых величинах.

Меньшее двух лет после появления первого лазера понадобилось специалистам американской фирмы "Спектра физикс"разработать и выпустить первые образцы коммерческих лазерных установок. За все это время создано огромное количество типов лазеров. Это микроскопический лазер, размером в несколько микрон, считается самым миниатюрным в мире, и огромная 137 –ми метровая "Нова" - лазерная установка в американской Национальной лаборатории Ливермора. Она применяется при термоядерном синтезе для облучения смеси дейтерия и трития. Еще более мощный лазер йодный "Астерикс", через оптический резонатор которого пропускают излучение фотовспышек.

Сфера использования лазеров значительно расширилась после создания в 70-х годах прошлого века лазеров с газообразной активной средой, работающих в непрерывном режиме. Появилась технология обработки материалов лазером в таких отраслях промышленности, как микроэлектроника, металлургия, машиностроение и т.д.
Уникальная способность лазера обрабатывать различные по свойствам и строению материалы, при этом производительность обработки значительно увеличивается. Это достигается за счет высоких показателей плотности мощного лазерного излучения, которая, как в непрерывном, так и в импульсном режиме существенно превосходит остальные источники энергии. При этом обрабатываемые материалы получают качественно новые свойства.

Одним из наиболее востребованных в промышленности технологических процессов обработки является резка лазером по сложному контуру листов стали толщиной до 0,6 см. Этим способом получают такие сложные детали, как кронштейны, прокладки, панели, двери, приборные щитки, дисковые пилы, декоративные решетки.

Малые предприятия, производящие мебель, карнизы и наличники, кронштейны, сувенирную и художественную продукцию, изделия из ценных пород древесины, заинтересованы в применении технологии лазерной резки. Раскрой древесных материалов толщиной до 4 см основан на резке по сложному контуру со скоростью до 3 м/мин. Очень актуален этот метод при изготовлении художественного паркета с инкрустированной поверхностью.
Фторопласт, оргстекло, гетинакс, стеклотекстолит, поливинилхлорид, полиэтилен, асбоцемент, базальтовые ткани, кожа, материалы для бронежилетов, упаковочный картон, ситалл, керамика, текстиль и ковры легко режутся с помощью лазера. Эффективность процесса лазерной резки доказана на практике. Уже применяется экономичная технология термо раскалывания и резки стекла, особенно этот способ ценен для резки по сложному контуру.

Технологические процессы с применением лазера:

• Маркировка находит широкое распространение при изготовлении размерных шкал для мерительного инструмента, производстве табличек и указателей, сувенирных значков, нанесении технологических пометок на инструмент, создании объемных изображений внутри стеклянных изделий. Использоваться лазер для нанесения декоративной гравировки на панно, мебель, кожу, стекло и т.д.
• Лазерная сварка легко соединяет элементы из легированных и углеродистых сталей толщиной до 1 см. Особенно эффективна сварка лазером при формировании соединений изделий толщиной до 0,1 см.
• Лазерная закалка позволяет получить глубину упрочнения до 0,15 см, ширина единичных полос при этом составляет от 0,2 до 1,5 см. Обрабатывая таким образом детали добиваются увеличению их износостойкости от полутора до пятикратной величины.
• Пробивка отверстий лазером в материале толщиной до 0,3 см, составляет 0,02-0,12 см. Пробивки отверстий высотой в 16 раз больше их диаметра, оказывается экономичнее всех остальных методов.
• Лазерная стереолитография - технология изготовления детали, спроектированной на компьютере с помощью пакета трехмерной графики, путем последовательного выращивания ее тончайших слоев. Сначала создается трехмерный компьютерный образ изделия и разбивается на последовательность тонких поперечных слоев с заданным шагом. Затем эти поперечные сечения последовательно воспроизводятся из жидкой фотополимеризующейся композиции. Полимеризация слоев происходит под воздействием сфокусированного лазерного излучения, движущегося по поверхности ФПК. Законченный макет изделия образуется из последовательно наложенных слоев, имеющих сложную конфигурацию. Размеры сфокусированного излучения составляют десятки микрон, а скорость движения лазера достигает 1 м/с. Данная технология создания пространственных объектов является высокоточным сверхскоростным методом. Завершающим этапом технологического процесса является преобразование полученных полимерных образов в различные изделия. Этим этапом, логически завершающим процесс стереолитографии, может быть литье.

Изучение и применение на практике лазерной технологии обработки материалов обеспечивает условия для эффективного развития промышленности, при этом производство меняется коренным образом и выходит на более высокий интеллектуальный уровень, который характеризуется применением технологий будущего.