Pri poskytovaní tejto stránky a pre jej funkčnosť používame súbory cookie. Ak smieme používať súbory cookie aj na ďalšie účely, kliknite prosím sem. Informácie o deaktivovaní súborov cookie a o ochrane údajov

Rezanie laserom ako bezkontaktný proces delenia materiálu

Rezanie laserom označuje proces delenia materiálu, pomocou ktorého je možné rezať kovové a nekovové materiály rôznych hrúbok plechu. Základ tvorí laserový lúč, ktorý je vedený, tvarovaný a zaostrovaný. Po dopade lúča na obrobok sa materiál natoľko ohreje, že sa začne natavovať alebo odparovať. Celý výkon lasera sa pritom sústreďuje na jeden bod s priemerom väčšinou menším ako pol milimetra. Ak je na tomto mieste sústredená vyššia teplota akú je možné odviesť tepelnou vodivosťou, prenikne laserový lúč krížom cez materiál – začne sa proces rezania. Zatiaľ čo pri iných procesoch pôsobia na plech masívne nástroje enormnými silami, laserový lúč vybaví svoju prácu bez dotyku s materiálom. Vďaka tomu nedochádza k opotrebovaniu nástroja ako takého a nevznikajú ani deformácie alebo poškodenie obrobku.

Výhody rezania laserom

Proces rezania laserom

Základom rezania laserom je vzájomné pôsobenie medzi zaostreným laserovým lúčom a obrobkom. Aby bol tento proces bezpečný a presný, používajú sa pre laserový lúč a okolo neho početné komponenty a pomocné prostriedky, ktoré sú vysvetlené za pomoci nasledujúceho obrázka.

Prinzip des Laserschneidens

  1. Zaostrovacia optika: šošovkové a zrkadlové optiky zaostrujú laserový lúč na miesto obrábania
  2. Laserový lúč: Laserový lúč dopadá na obrobok a ohrieva ho, pokým sa nezačne taviť alebo odparovať.
  3. Rezný plyn: Pomocou rezného plynu je vyfukovaná tavenina vznikajúca v reznej medzere. Plyn vystupuje z dýzy koaxiálne okolo laserového lúča.
  4. Ryhy po rezaní: Pri rezaní laserom vzniká na odrezanej hrane typický vzor s ryhami. Pri malej rýchlosti rezania sú tieto ryhy takmer rovnobežné s laserovým lúčom.
  5. Tavenina: Laserový lúč – zaostrené laserové svetlo – je vedené po požadovanej geometrii a lokálne natavuje materiál
  6. Čelo rezu: Rezná medzera na obrobku je sotva širšia ako zaostrený laserový lúč.
  7. Dýza: Laserový lúč a rezný plyn dopadajú cez rezaciu dýzu na obrobok.
  8. Smer obrábania: Pohybom obrábacej hlavy alebo obrobku požadovaným smerom vzniká rezná medzera.

Rozmanité aplikácie v oblasti rezaním laserom

Lasergeschnittenes Bauteil

Takmer žiadna viditeľná tvorba otrepov: Na ozubenom kolese je vidno vynikajúcu kvalitu dielca vyrezaného laserom aj v prípade hrubého materiálu.

Laserschneiden von CFK-Bauteilen

Kompozitné plasty sú ideálny materiál pre odľahčené konštrukcie. No nepoddajnosť materiálu je neľahkým orieškom pre takmer každý nástroj – ale nie pre laser. Práve pri výrobe prototypov profitujú zákazníci z rýchlosti a tvarovej flexibility lasera ako rezného nástroja.

Musterteil BrightLine fiber

Od konštrukčnej ocele cez nerez až po materiály s vysokým odrazom svetla ­– laser dokáže obrábať vo vysokej kvalite všetky materiály bežne obrábané v priemysle.

Lasergeschnittene B-Säule

Rýchlo, bez otrepov a v troch rozmeroch: Takto reže laser obrobky tvárnené za tepla ako napríklad B-stĺpiky v automobilovom priemysle.

Musterteile aus Buntmetallen

Pri tavnom rezaní reže laser veľmi rýchlo a hospodárne tenkú nerezovú a konštrukčnú oceľ od hrúbky 0,5 milimetrov.

Lasergeschnittenes Hitzeschutzblech für Abgasanlagen

Pomocou lasera je možné presne na hotovo orezať aj trojrozmerné tvárnené obrobky akými sú plechy tepelných štítov pre odsávacie zariadenia.

Schneiden von sprödharten Materialien wie Glas mit dem Laser

Pomocou laserových obrábacích zariadení je možné zrkadlovo hladko a vysokou rýchlosťou obrábať dokonca aj krehké pevné materiály ako je sklo – bez otrepov alebo črepín.

TruLaser 3030, Spiegelkante

BrightLine fiber je premyslená kombinácia špeciálnej optiky, dýz optimalizovaných na prúdenie a ďalších technických inovácií. Výhoda: Vďaka rezným hranám vysokej kvality sa dielce nezaseknú pri ich odoberaní.

Lasergeschnittene Küchenmessen

V porovnaní s mechanickým procesom delenia je možné rýchlejšie a bez dodatočného obrábania odrezanej hrany vyrábať laserom nože do domácnosti.

Mikrobearbeitung mit TRUMPF Produkten

Lasery s krátkymi a ultrakrátkymi pulzmi režú rýchlo a hospodárne najdetailnejšie štruktúry v oblasti mikrometrov. Takto sa laserom vyrezávajú napríklad ciferníky v hodinárskom priemysle alebo implantáty v medicínskej technike.

- / -

Prehľad všetkých procesov rezania laserom

Ak hovoríme o rezaní kovových a nekovových materiálov, v mnohých prípadoch je na prvom mieste laser ako univerzálny nástroj. Laserový lúč vyreže rýchlo a flexibilne takmer každú geometriu - nech už sú tvary akokoľvek detailné a komplikované a materiál veľmi tenký. Rôzne rezné plyny a tlaky pritom ovplyvňujú proces obrábania a jeho výsledok.

Rezanie pálením

Pri rezaní pálením sa ako rezný plyn používa kyslík, ktorý je vháňaný do reznej medzery pod tlakom až do 6 bar. Spaľuje a oxiduje tam kovovú taveninu. Uvoľnená energia ktorá vzniká touto chemickou reakciou podporuje laserový lúč. Rezanie pálením umožňuje dosahovať vysoké rýchlosti rezania a obrábanie hrubých plechov a konštrukčnej ocele.

Tavné rezanie

Pri tavnom rezaní sa ako rezný plyn používa dusík alebo argón. Tento je vháňaný pod tlakom od 2 do 20 barov do reznej medzery a naproti rezaniu pálením nereaguje s kovovým povrchom v reznej medzere. Tento proces rezania má tú výhodu, že odrezané hrany ostávajú bez ihly a oxidov, vďaka čomu nie je potrebná ich dodatočná úprava.

Sublimačné rezanie

Sublimačné rezanie sa používa najmä pri jemných úlohách rezania, ktoré si vyžadujú odrezané hrany vo vysokej kvalite. Pri tomto procese laser odparuje materiál pokiaľ možno bez taveniny. Výpary materiálu vytvárajú v reznej medzere vysoký tlak, ktorý vyvrhuje taveninu smerom nahor a smerom nadol. Procesný plyn - dusík, argón alebo hélium - chráni plochy odrezanej hrany od okolitého prostredia a prispieva k tomu aby ostali odrezané hrany nezaoxidované.

Jemné rezanie

Pri jemnom rezaní laserovým lúčom sa pomocou pulznej laserovej energie vytvárajú za sebou samostatné otvory, ktoré sa prekrývajú na 50 až 90 % a tvoria tak strižnú medzeru. Vďaka krátkym pulzom sa na povrchu obrobku vytvárajú veľmi vysoké výkony špičky pulzu a extrémne hustoty výkonu. Výhoda: ohrev obrobku je len v minimálnej miere, čo umožňuje rezanie aj najdetailnejších dielcov bez deformácií spôsobených teplom.

Parametre, ktoré ovplyvňujú proces rezania laserom

Poloha ohniska a priemer ohniska

Poloha ohniska ovplyvňuje hustotu výkonu a tvar reznej medzery na obrobku. Priemer ohniska určuje šírku medzery a takisto tvar reznej medzery.

Výkon lasera

Aby bolo možné preklenúť prah obrábania, t.j. bod, v ktorom sa začne materiál taviť, je potrebná určitá energia na plochu. Táto je definovaná nasledovne: energia na plochu = hustota výkonu x doba pôsobenia na obrobok.

Priemer dýzy

Voľba správnej dýzy má rozhodujúci vplyv na kvalitu dielcov. Týmto sa určí tak tvar prúdu plynu ako aj množstvo plynu cez priemer dýzy.

Druh prevádzky

Trvalá prevádzka (CW) alebo pulzy - pomocou režimu je možné riadiť, či sa energia lasera prenesie do obrobku plynulo alebo s prerušeniami.

Rýchlosť rezania

V závislosti od konkrétnej úlohy rezania a obrábaného materiálu sa stanoví rýchlosť rezania. V zásade platí: Čím je k dispozícii viac výkonu, tým rýchlejšie je možné rezať. Okrem toho s narastajúcou hrúbkou materiálu klesá rýchlosť rezania. Ak je nastavená príliš vysoká alebo príliš nízka rýchlosť pre daný materiál, vedie to k väčšej hĺbke drsnosti na odrezanej hrane a k tvorbe otrepov.

Stupeň polarizácie

Takmer všetky CO2 lasery produkujú lineárne polarizované laserové svetlo. Ak sa vyrezávajú geometrie, mení sa so zmenou smeru rezania výsledok rezania: Ak osciluje svetlo paralelne so smerom rezania, vzniká hladká hrana. Ak svetlo osciluje kolmo na smer rezania, vznikajú otrepy. Preto sa lineárne polarizované laserové svetlo väčšinou mení na cirkulárne polarizované svetlo. Stupeň polarizácie udáva, ako dobre bola dosiahnutá požadovaná cirkulárna polarizácia. Je rozhodujúcim faktorom kvality rezu. Pri pevnolátkových laseroch nie je nutné meniť polarizáciu. Výsledky rezania týmito lasermi sú nezávislé od smeru obrábania.

Rezné plyny a rezné tlaky

V závislosti od procesu rezania sa používajú rôzne procesné plyny, ktoré sú rôznymi tlakmi vháňané do reznej medzery. Argón a dusík majú napríklad ako rezné plyny tú výhodu, že nereagujú s natavovaným kovom v reznej medzere. Súčasne chránia plochu odrezanej hrany od okolitého prostredia.

  

Tieto témy by mohli zaujímať aj Vás

Kontakt
TRUMPF Slovakia, s.r.o.
Fax +421 55/728 09 22
E-mail
Kontakt
TRUMPF Slovakia, s.r.o.
Fax +421 55/728 09 22
E-mail
Servis & Kontakt

Close

Country/region and language selection

Please take note of

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

Slovakia
United States

Or, select a country or a region.