Качество кромок при лазерной резке

Качество кромок в лазерной резке значительно улучшилось за многие десятилетия, и многие из этих улучшений исходят из четырех областей: лучшие материалы, сопла, контроль процесса и качество луча.
 Лазеры стали настоящей рабочей лошадкой по изготовлению деталей из металлов, и они никогда не были более продуктивными. Они режут на беспрецедентных скоростях, что делает автоматизацию обработки материалов еще более важной.
 Качество кромки, конечно, субъективно. Машинист будет смотреть на лазерную часть и обнаруживать, что качество кромок не очень хорошее. С другой стороны, сварщик может смотреть на ту же самую часть и видеть гладкое, последовательное, высококачественное преимущество. Несмотря на это, требования к приложениям определяют, что считается «качеством». Лазер может закончить рез частей в мгновение ока, но что делать, если эти части необходимо отправить через вторичную операцию снятия заусенец?

 Чтобы обеспечить лучший срез, операторы должны были изменять параметры программы резки, такие как скорость резки вокруг острых углов, но иногда они обнаружили, что это заняло больше времени, чем просто отправка всех деталей через систему удаления заусенцев.

 С конца 1990-х и начала 2000-х годов многое изменилось. Режущие лазеры развивались до такой степени, что во многих случаях даже толстые детали, выходящие из-под режущего стола, могут пропускать вторичные операции снятия заусенцев. Эти улучшения были достигнуты главным образом благодаря достижениям в четырех областях: качество оборудования, технология сопел, контроль процесса и качество луча.
Производители увидели увеличение спроса и начали выпускать более современные лазерные установки.
 Способность мощных лазерных машин разрезать более толстые материалы вынуждали в продвижении разработок новых режущих сопел. Усовершенствования включали коаксиальные проточные сопла для резки стали кислородом. При резке кислородом поток вспомогательного газа очень низкий. Коаксиальные или двойные сопла допускают плавный и постоянный поток газа в разрез, что обеспечивает хорошее качество кромок в стали толщиной от 0,5 до 30 мм.

 Азотная лазерная резка стала более популярной благодаря мощной лазерной способности разрезать на высоких скоростях в тонких материалах. Лазерная резка в азотной среде предотвращает образование оксида на кромке детали, которая была готова к сварке или окраске.
 Недостаток азота заключался в том, что для измельчения материала требовался очень высокий расход газа, поэтому ему требовалось сопло большого диаметра и подача азота под высоким давлением для резки на более высоких скоростях и в более толстых материалах. Чтобы решить эту проблему, создали оптимальную динамику потока. Углы конуса внутри сопла создавали коаксиальный поток для резки под высоким давлением с наименьшим количеством турбулентности в самой зоне резки. Это сыграло огромную роль в достижении лазерам разрезать детали с использованием азота, оставив их без шлаков и с гладким краем.

 По мере того как лазеры становились более мощными и начали резать более толстые материалы, становилось все труднее достичь части, свободной от шлаков, с хорошим качеством кромок. Специалисты начали делать контроллеры больше, чем просто запускать программу, они сделали обработку более простой и надежной без необходимости использования опытного оператора.
 Мощные лазеры имели возможность резки тонких материалов с высокой скоростью, используя азот в качестве вспомогательного газа, оставляя кромку без оксида. Программисты должны были бы выполнить изменение состояния, чтобы использовать меньшую мощность, нагрузку и частоту на каждом углу. Сегодняшние контроллеры автоматизируют все это. Они вычисляют количество мощности, нагрузку и частоты, в зависимости от скорости, с которой лазерная головка движется в угол, и разгоняться, когда она за углом. Это позволяет избежать перегрева и препятствует образованию шариков в углах.

 Производители лазерных установок потратили миллионы долларов в исследования и разработки, чтобы улучшить качество лазерного луча. Благодаря лучшему лучу лазер позволяет более стабильно отрезать сталь, нержавеющую сталь и алюминий и улучшить качество кромок. На протяжении десятилетий большая часть этой работы была сосредоточена на лазерах на углеродных лазерах, но в последние годы также обратили внимание на твердотельный лазеры, включая волоконный лазер, а в последнее время, технологию прямого диода.
 Углеродный лазер изменил ход изготовления металлических изделий. Волоконный лазер зарекомендовал себя следующим поколением лазерной резки для промышленности. Благодаря более низкой стоимости обслуживания, простоте эксплуатации и возможности резки на гораздо более высоких скоростях, чем углеродный лазер, волоконный лазер является самым быстрорастущим вариантом для многих новых лазерных технологий. Он создает края в тонких материалах, очень похожих на высококачественные края, создаваемые CO -лазером, но по мере увеличения толщины материала качество кромок уменьшается.
 Однако появляются новые технологии, которые изменяют свойства луча волоконного лазера, позволяя ему обрезать толстую мягкую сталь с таким же качеством, как и углеродные, но с половиной мощности. Это позволит изготовителям приобрести волоконный лазер для обработки их полного диапазона типов материалов и толщин без специальной оптики и без изменения объектива.

 Заглядывая в будущее, новые технологии, несомненно, добавят еще одну ступень на рынок лазерной резки. Несколько производителей разработали твердотельные системы, известные как лазеры с прямым диодом, которые обеспечивают дополнительную эффективность и уникальные преимущества для обработки. Хотя пока неясно, как эта технология повлияет на текущие варианты лазера, она уже продемонстрировала способность производить превосходное качество кромок.

Лазерная технология навсегда меняется. Более быстрые, более эффективные системы продолжают появляться - все еще впереди.