Udostępniając tę stronę internetową, używamy plików cookie w celu zapewnienia jej funkcjonalności. Jeżeli chcą Państwo zezwolić na używanie przez nas plików cookie również do innych celów, należy kliknąć tutaj. Informacje dotyczące wyłączenia plików cookie i ochrony danych osobowych

Cięcie laserowe jako bezdotykowa metoda rozcinania

Cięcie laserowe umożliwia rozcinanie materiałów metalowych i niemetalowych o różnej grubości. Podstawę stanowi promień lasera, który jest prowadzony, formowany i łączony. Gdy promień lasera trafi na przedmiot obrabiany, materiał roztapia się lub odparowuje. Pełna moc lasera skupia się przy tym w jednym punkcie, którego średnica nie przekracza zwykle pół milimetra. Jeżeli w tym punkcie skupi się większa ilość ciepła, niż może upływać w wyniku przewodności cieplnej, promień lasera całkowicie przenika materiał — tak rozpoczyna się proces cięcia. Podczas gdy przy innych metodach masywne narzędzia oddziałują na blachę ogromnymi siłami, promień lasera wykonuje swoją pracę bezdotykowo. Dzięki temu narzędzie nie ulega zużyciu, a na przedmiocie obrabianym nie powstają zniekształcenia ani uszkodzenia.

Zalety cięcia laserowego

Proces cięcia laserowego

Podstawę cięcia laserowego stanowi interakcja między skupionym promieniem lasera i przedmiotem obrabianym. Aby zapewnić bezpieczny i precyzyjny przebieg tego procesu, stosowane są liczne komponenty i środki pomocnicze przy promieniu lasera i wokół niego, przedstawione na poniższej grafice.

Prinzip des Laserschneidens

  1. Optyczny układ ogniskujący: optyka soczewkowa i zwierciadlana ogniskują promień lasera w miejscu obróbki.
  2. Promień lasera: promień lasera trafia w przedmiot obrabiany i go nagrzewa, aż ulegnie on roztopieniu i odparowaniu.
  3. Gaz tnący: za pomocą gazu tnącego powstający ciekły metal jest wydmuchiwany ze szczeliny cięcia. Gaz wypływa z dyszy współosiowo z promieniem lasera.
  4. Wyżłobienia wskutek cięcia: podczas cięcia laserowego krawędź cięcia zyskuje typowy układ rowków. Przy niewielkiej prędkości cięcia rowki te przebiegają niemal równolegle do promienia lasera.
  5. Ciekły metal: promień lasera — skupione światło lasera — jest prowadzony wzdłuż konturu i lokalnie stapia materiał.
  6. Przód cięcia: na przedmiocie obrabianym — szczelina cięcia jest nieznacznie szersza niż zogniskowany promień lasera.
  7. Dysza: promień lasera i gaz tnący trafiają przez dyszę tnącą w przedmiot obrabiany.
  8. Kierunek cięcia: wskutek przemieszczenia głowicy tnącej lub przedmiotu obrabianego w określonym kierunku powstaje szczelina cięcia.

Wszechstronne zastosowania w dziedzinie cięcia laserowego

Lasergeschnittenes Bauteil

Praktycznie nie ma widocznych zadziorów: koło zębate wykazuje wyjątkową jakość detali przy cięciu laserowym — również w przypadku grubszego materiału.

Cięcie laserowe elementów z kompozytów wzmacnianych włóknem węglowym

Tworzywa sztuczne wzmocnione włóknem szklanym są idealnym materiałem do lekkich konstrukcji. Jednak opór stawiany przez materiał stanowi nie lada wyzwanie dla prawie każdego narzędzia — ale nie dla lasera. Szybkość i elastyczność kształtu narzędzia tnącego, jakim jest laser, są doskonałą zaletą zwłaszcza w budowie prototypów.

Musterteil BrightLine fiber

Od stali konstrukcyjnej przez stal szlachetną aż do materiałów intensywnie odbijających światło — laser zapewnia wysoką jakość wszystkich materiałów stosowanych powszechnie w przemyśle.

Lasergeschnittene B-Säule

Szybko, bez zadziorów i w trzech wymiarach: tak laser tnie elementy kształtowane na gorąco, na przykład słupki B w przemyśle motoryzacyjnym.

Musterteile aus Buntmetallen

Podczas cięcia plazmowego laser szybko i ekonomicznie tnie cienką stal szlachetną i stal konstrukcyjną o grubości od 0,5 milimetra.

Lasergeschnittenes Hitzeschutzblech für Abgasanlagen

Laser umożliwia również precyzyjne docinanie końcowe trójwymiarowych elementów, takich jak blaszane osłony termiczne do układów spalinowych.

Schneiden von sprödharten Materialien wie Glas mit dem Laser

Wycinarki laserowe umożliwiają wyjątkowo gładką obróbkę nawet kruchych materiałów, takich jak szkło, z dużą prędkością — bez zadziorów i odłamków.

TruLaser 3030, Spiegelkante

BrightLine fiber to doskonałe połączenie specjalnego układu optycznego, dysz o zoptymalizowanym strumieniu i innych innowacji technicznych. Zaleta: dzięki wysokiej jakości krawędzi cięcia detale nie zaczepiają się przy ich odbieraniu z maszyny.

Lasergeschnittene Küchenmessen

W porównaniu z mechanicznymi metodami rozcinania laser umożliwia szybsze wytwarzanie noży domowych bez obróbki wykańczającej krawędzi cięcia.

Obróbka mikro za pomocą produktów TRUMPF

Lasery o krótkim i ultrakrótkim czasie impulsu pozwalają na szybkie i ekonomiczne cięcie nawet najdrobniejszych struktur w zakresie mikrometrów. Przykładowo, w zegarmistrzostwie są wykorzystywane laserowo wycinane wskazówki, a w inżynierii biomedycznej laserowo wycinane implanty.

- / -

Wszystkie metody cięcia laserowego w skrócie

Laser, jako uniwersalne narzędzie, jest w wielu przypadkach pierwszą opcją wybieraną, gdy planowane jest cięcie tworzyw metalowych i niemetalowych. Promień lasera szybko i elastycznie tnie prawie każdy kontur — nieważne, jak filigranowy i złożony jest jego kształt, ani jak cienkie są cięte materiały. Różne gazy tnące i wartości ciśnienia cięcia wpływają przy tym na proces obróbki i jego rezultaty.

Cięcie palnikowe

W procesie cięcia tlenem funkcję gazu tnącego pełni tlen, wdmuchiwany do szczeliny cięcia pod ciśnieniem wynoszącym nawet 6 barów. Tam spala on i utlenia ciekły metal. Energia uwolniona wskutek tej reakcji chemicznej wspomaga promień lasera. Cięcie tlenem umożliwia stosowanie dużych prędkości cięcia oraz obróbkę grubych blach i stali konstrukcyjnej.

Cięcie plazmowe

Podczas cięcia plazmowego funkcję gazu tnącego pełni azot lub argon. Jest on przetłaczany przez szczelinę cięcia pod ciśnieniem od 2 do 20 barów i, w przeciwieństwie do cięcia tlenem, nie wchodzi w reakcję z metalową powierzchnią w szczelinie cięcia. Ta metoda cięcia ma tę zaletę, że krawędzie pozostają wolne od zadziorów i tlenków, i praktycznie nie jest wymagana dodatkowa obróbka wykańczająca.

Cięcie sublimacyjne

Cięcie sublimacyjne jest wykorzystywane przede wszystkim w przypadku zadań, wymagających wysokiej jakości krawędzi cięcia. W przypadku tej metody laser odparowuje materiał przy możliwie najmniejszej ilości ciekłego metalu. Opary materiału wytwarzają w szczelinie cięcia wysokie ciśnienie, które wyrzuca ciekły metal ku górze i ku dołowi. Gaz procesowy — azot, argon lub hel — chroni powierzchnie przed otoczeniem i zapewnia krawędzie wolne od tlenków.

Cięcie precyzyjne

Podczas precyzyjnego cięcia promieniem laserowym impulsowa energia lasera wykonuje pojedyncze otwory, które pokrywają się w 50 do 90% i w ten sposób tworzą szczelinę cięcia. Krótkie impulsy zapewniają bardzo wysokie szczytowe moce impulsów i ekstremalnie dużą gęstość mocy na powierzchni obrabianego przedmiotu. Zaleta: bardzo małe rozgrzanie elementu, umożliwiające wycinanie nawet najdrobniejszych części bez odkształcania pod wpływem temperatury.

Parametry wpływające na proces cięcia laserowego

Położenie ogniska i średnica ogniska

Położenie ogniska wpływa na gęstość mocy i kształt szczeliny cięcia na przedmiocie obrabianym. Średnica ogniska określa szerokość szczeliny i kształt szczeliny cięcia.

Moc lasera

Do przekroczenia progu obróbki, tj. punktu, w którym materiał zaczyna się stapiać, potrzebna jest określona ilość energii na powierzchnię. Określa się ją według wzoru: energia na powierzchnię = gęstość mocy x czas oddziaływania na przedmiot obrabiany.

Średnica dyszy

Wybór prawidłowej dyszy ma zasadnicze znaczenie dla jakości detali. Średnica dyszy określa zarówno kształt strumienia gazu oraz jego ilość.

Tryb pracy

Tryb impulsu ciągłego lub impulsowanie — tryb pracy pozwala określić, czy energia lasera dociera do przedmiotu obrabianego w sposób ciągły, czy z przerwami.

Prędkość cięcia

W zależności od zadania cięcia i obrabianego materiału określana jest prędkość cięcia. Zasadniczo obowiązuje zasada: im większa moc lasera jest dostępna, tym szybsze cięcie jest możliwe. Ponadto prędkość cięcia zmniejsza się wraz ze wzrostem grubości materiału. Jeżeli ustawiona prędkość jest zbyt duża lub zbyt mała dla danego materiału, prowadzi to do większej głębokości nierówności i powstawania zadziorów.

Stopień polaryzacji

Prawie wszystkie lasery CO2 wytwarzają liniowo spolaryzowane światło lasera. Podczas cięcia konturów wynik cięcia zmienia się wraz z kierunkiem cięcia: gdy światło lasera drga równolegle do kierunku cięcia, krawędź zostaje wygładzona. Gdy światło drga prostopadle do kierunku cięcia, powstaje zadzior. Dlatego światło lasera o polaryzacji liniowej jest przetwarzane na światło o polaryzacji kołowej. Stopień polaryzacji określa, w jakim stopniu została osiągnięta pożądana polaryzacja kołowa, i jest decydujący dla jakości cięcia. W przypadku laserów na ciele stałym nie jest konieczna zmiana polaryzacji — zapewniają one odpowiednie rezultaty cięcia niezależnie od kierunku.

Gazy tnące i ciśnienia cięcia

W zależności od metody cięcia stosowane są różne gazy procesowe, przetłaczane z różnym ciśnieniem przez szczelinę cięcia. Argon i azot jako gaz tnący mają na przykład tę zaletę, że nie wchodzą w reakcję ze stopionym metalem w szczelinie cięcia. Jednocześnie osłaniają powierzchnię cięcia przed otoczeniem.

  

Te tematy również mogą Państwa zainteresować

Kontakt
TRUMPF Polska
Faks +48 22 575 39 01
E-mail
Kontakt
TRUMPF Polska
Faks +48 22 575 39 01
E-mail

TRUMPF Polska
Serwis i kontakt

Close

Country/region and language selection

Please take note of

You have selected Poland. Based on your configuration, United States might be more suitable. Would you like to keep or change the selection?

Poland
United States

Or, select a country or a region.