Lazerinių metalo pjovimo staklių apžvalga ir jų pasirinkimas

Lazerinė metalo pjovimo įranga naudojama įvairiose pramonės šakose: mechaninėje inžinerijoje, metalurgijoje ir baldų gamyboje. Tokį populiarumą lemia tai, kad jis leidžia sukurti sudėtingos formos dalis padidintu tikslumu. Tokia įranga bus aptarta mūsų straipsnyje.

Metaliniai lazeriniai pjaustytuvai atlieka tris pagrindines funkcijas:

• graviravimas: paveikslo, teksto ir net nuotraukos piešimas ant metalinio paviršiaus;
• pjovimas lazeriu;
• kreivinis pjovimas.

Visais atvejais formuojamas šablonas, pagal kurį skaitmeninis valdymo modulis nustato pjovimo parametrus. Rezultatas yra visiškai tikslus produktas.

Bet kurio lazerinio pjaustytuvo dizainą sudaro keli blokai:

• emiteris - atsakingas už fotonų srauto arba siaurai sufokusuoto lazerio impulso generavimą;
• dujų judėjimo blokas - skirtas karšto metalo išpūtimui iš darbo zonos ir radiatoriaus vėsinimui;
• pavara – naudojama emiteriui perkelti išilgai apdorojamo paviršiaus;
• darbinis pjovimo stalas - ant jo dedamas ruošinys, o stalas gali būti keičiamas;
• CNC / ACS modulis.

Tokių mašinų veikimo principas pagrįstas siauro pluošto generavimu lazeriniu vamzdžiu, kuris atlieka metalo apdirbimą. Dėl sijos kontakto su apdirbamos medžiagos paviršiumi atsiranda aukštos temperatūros efektas, leidžiantis graviruoti ar pjauti metalą. Tokiu atveju dujų mišinio srautas išpučia išlydytos medžiagos sluoksnį, o tai užtikrina aukštos kokybės pjūvį. Šios mašinos gali būti naudojamos dirbti su visų rūšių lakštiniu plienu, taip pat su spalvotaisiais metalais ir jų lydiniais.

Bet kurio lazerinio pjaustytuvo darbo esmė yra sufokusuoti siaurai nukreiptą spindulį, dėl kurio energija sukoncentruojama į apdirbamos medžiagos paviršių. Tokios sijos skersmuo neviršija dešimtųjų milimetro dalių, o tai užtikrina minimalų pjovimo storį. Lydymosi eiga ir vėlesnė metalinės konstrukcijos transformacija atsiranda dėl lazerio spindulio galios charakteristikų pakeitimo iki tam tikrų parametrų. Priklausomai nuo veikimo mechanizmo, yra keturi pagrindiniai tokių mašinų tipai.

Metalo pjovimas lazeriu gali būti atliekamas deguonies arba azoto aplinkoje, pasirinkimas priklauso nuo apdirbamo metalo savybių. Taigi dėl deguonies poveikio suaktyvėja egzoterminės reakcijos, kurių šiluminė energija leidžia pjaustyti gana storus mažai legiruoto ir anglinio plieno lakštus.

Nerekomenduojama pjauti deguonyje cinkuotų ar cinkuotų paviršių. Tokiu atveju pjūvis nelygus, be to, padidėja nuodegų susidarymo rizika. Pjaunant nerūdijantį arba labai legiruotą plieną, nepageidautina leisti pjovimo taško oksidaciją. Štai kodėl dirbant su tokiais metalais, inertinės dujos, dažniausiai azotas, yra paklausios.

Aliuminiui pjaustyti gali būti naudojama bet kokia dujų terpė. Tačiau dirbant su titano lydiniais negalima naudoti nei vieno, nei kito, nes abi dujos pradeda absorbuoti metalo paviršių ir sudaro trapų sluoksnį. Šiai medžiagai pirmenybė turėtų būti teikiama lazeriniams prietaisams, veikiantiems heliu arba labai išgrynintame argone.

Apskritai, bet kokie dujiniai lazeriniai pjaustytuvai suteikia maksimalią spinduliuotės bangą, todėl jie yra paklausūs apdorojant maksimalaus storio lakštą.

Aukštą įrangos efektyvumą ir našumą užtikrina šviesolaidiniai lazeriniai įrenginiai, dažnai jie realizuojami mini mašinų pavidalu. Jie turi šiuos privalumus.

• Aukštos šviesos kokybė. Pjovimo linija yra plonesnė, o vieta mažesnė, o tai paprastai pagerina darbo efektyvumą.
• Didelis pjovimo greitis. Palyginti su dujomis, tai dvigubai daugiau.
• Patvarumas. Profesionalaus šviesolaidinio lazerio naudojimas užtikrina stabilų veikimą iki 100 tūkstančių valandų įrangos veikimo.
• Padidėjęs efektyvumas. Šviesolaidinio pjovimo fotoelektrinės konversijos efektyvumas atitinka 30%, tai yra 2-3 kartus daugiau nei pjaustant lazeriu dujinėje aplinkoje.
• Maža naudojimo kaina. Šviesolaidinių įrenginių energijos suvartojimas neviršija 30 % pjovimo lazeriu dujų atmosferoje.
• Minimalios priežiūros išlaidos. Nereikalaujant šviesą atspindinčių lęšių, sutaupoma daug pinigų mašinos priežiūrai.
• Tokios įrangos veikimas nėra ypač sunkus. Dėl optinio pluošto perdavimo nereikia koreguoti optinio kelio parametrų.

Pagrindinis diodinio lazerinio pjaustytuvo darbinis elementas yra puslaidininkinio kristalo pavidalo emiteris, suformuotas kaip optinis rezonatorius. Be diodo, tokiame lazeryje yra specializuotas įrenginys, skirtas maitinti iš kintamosios srovės tinklo. Tai leidžia keisti išėjimo spinduliuotės parametrus.

Tačiau diodinio tipo lazeris koherentiškumo parametrais gerokai prastesnis už dujinius ir šviesolaidinius. Fokusavimas suteikia didelį skirtumą, todėl neįmanoma sutelkti energijos maksimaliame tūryje. Vienintelis tokios įrangos privalumas yra tai, kad ji yra palyginti pigi, palyginti su visais kitais modeliais.

Kietojo kūno lazerio veikimo principas panašus į dujinio. Tačiau jis taip pat turi savo ypatybes. Priešingai nei dujinė terpė, čia naudojama kietų formų aktyvi terpė. Paprastai tai yra kristalai ir įvairūs stiklai, kurie aktyvuojasi susilietus su retųjų žemių elementais. Tokie lazeriai pasižymi didesniu efektyvumu, o kai kurie modeliai yra gana kompaktiško dydžio. Šie pjaustytuvai gamina sijas, kurių bangos ilgiai gali dirbti su įvairiausiais metalais ir storiais.

Šiandien rinkoje yra įvairių gamintojų lazerinių metalo pjaustytuvų. Tarp užsienio įmonių vidaus rinkoje labai populiarūs Europos šalyse, JAV, taip pat Japonijoje ir Taivane esančių gamyklų produktai:

• Trumpf (Vokietija);
• Schuler (Vokietija);
• Trotec (Austrija);
• Farley Laserlab (Australija);
• GCC (Taivanas).

Be to, Kinijoje pagaminti produktai užima didelę rinkos dalį. Nuomonė apie tai dviprasmiška, daugelis abejoja jo kokybe.Tačiau kai kurie prekės ženklai, turintys gamybos patalpas Kinijoje, veikia naudodami Šveicarijos technologijas ir griežtai kontroliuojami kliento. Jie gamina pjovimo lazeriu stakles, pasižyminčias itin aukštomis techninėmis ir eksploatacinėmis savybėmis. Šios įmonės apima:

• Triušis;
• Wattsan;
• Bodoras.

Rusijoje lazerinius pjaustytuvus gamina pramonės įmonės Semiconductor Devices, LOMO, Plasma ir Inversion. Kiekvienas iš jų siūlo tam tikro tipo lazerines sistemas. Mūsų šalyje nėra įmonių, kurios vienu metu gamintų visų tipų lazerines mašinas.

Renkantis lazerinį metalo pjaustytuvą, turėtumėte atkreipti dėmesį į šias charakteristikas.

• Medžiagų asortimentas. Visų pirma, būtina atsižvelgti į įmonės specifiką. Svarbu išsiaiškinti, iš ko pagamintos pjaustomos dalys ir koks jų storis. Šiuos veiksnius reikėtų palyginti su mašinos techniniais duomenimis, darbo zonos dydžiu ir įrangos veikimo parametrais.
• Galia. Vidutinė visų lazerinių mašinų galia šiandien svyruoja nuo 500 iki 6000 vatų. Jei planuojate pjauti mažesnius nei 6mm storio metalo lakštus, užteks 500-700W lazerinio pjaustytuvo. Norėdami dirbti su storesne medžiaga, turite pasirinkti maksimalios galios mašinas.
• Takelažas. Kalbant apie šviesolaidines mašinas, reikia atkreipti dėmesį į eksploatacines medžiagas: servovariklius, kreipiklius, pjovimo galvutes, chimeras ir kt. Šių komponentų kokybė ir funkcionalumas turi įtakos pjovimo lazeriu tikslumui ir greičiui. Kai kurie nesąžiningi gamintojai, siekdami sumažinti išlaidas, komplektuoja įrangą ne su originaliais komponentais, o su savo kolegomis. Tai gali suklaidinti pirkėją. Todėl informaciją apie vartojimo reikmenų kilmę būtina išsiaiškinti iš anksto.
• Įrangos kokybė. Pastaraisiais metais daugumoje įmonių pastebima tendencija mažinti gamybos ciklą. Daugelis firmų, ypač neseniai įžengusių į rinką, neskiria pakankamai dėmesio lazerinių pjaustytuvų išbandymui prieš pristatymą klientui ir neatlieka įrangos kokybės kontrolės. Todėl renkantis mašiną labai svarbu atkreipti dėmesį į testavimo paslaugų prieinamumą ir pasiruošimą prieš pardavimą pas gamintoją.
• Serviso priežiūra. Renkantis įrangą, geriau teikti pirmenybę tų gamintojų mašinoms, kurių aptarnavimo paslaugos yra atstovaujamos naudojimo regione. Priešingu atveju bet kokie veikimo trūkumai sukels ilgalaikį remontą ir atitinkamai gamybos prastovą.

Metalo lazerinio pjovimo staklės yra universalios. Ir tai taikoma tiek naudojamoms medžiagoms, tiek gamybos galimybėms. Visų pirma, jie gali būti naudojami metalams pjaustyti ir graviruoti.

Labiausiai paplitęs lazerinės įrangos panaudojimas yra medžiagų pjovimas. Metalo apdirbime plačiai paplitusios staklės, kuriose pagrindinis pjovimo įrankis yra lazeris. Jie leidžia jums padaryti:

• atskiri vidaus ir lauko reklamos konstrukcijų elementai;
• metaliniai konstruktoriai ir galvosūkiai;
• dekoro elementai;
• Automobilių ir orlaivių modeliavimo dalys;
• suvenyrai.

Metalo gaminių graviravimas lazeriu gali paprasčiausią dalyką paversti neįkainojama dovana. Aiškiausias graviravimas gaunamas naudojant lazerio spindulį. Šioje technikoje taikomų vaizdų galiojimo laikas neribotas, jie nebijo trinties, rūgščių-šarmų tirpalų poveikio, vandens, ultravioletinių spindulių ir kraštutinių temperatūrų.

Kompiuteriu valdomo lazerio pagalba galite gauti maksimaliai detalų vaizdą. Dažnai ant metalinių paviršių sukuriami įmantrūs raštai ir atkuriamos net nuotraukos.

Lazerio spinduliu galima išgraviruoti ne tik plokščius, bet ir išgaubtus paviršius. Šiuo atveju prie mašinos variklio prijungiamas specializuotas ruošinio tvirtinimo mechanizmas. Variklio sukimasis perkeliamas į ruošinį, jis pradeda judėti tam tikru greičiu ir lazerio spindulys pritaiko vaizdą iš visų pusių.