Technika cięcia laserowego w firmach technologicznych

Cięcie laserem jest metodą obróbki cieplnej blach. Wiązka laserowa jest formowana w laserowym źródle światła (rezonatorze) i kierowana przez światłowód przewodzący lub lustro do głowicy tnącej systemu, gdzie jest skupiana w punkt o bardzo małej średnicy i dużej mocy za pomocą soczewki. Skupiona wiązka lasera uderza w blachę, a także topi ją. Wyjątkowo często stosuje się dwa rodzaje źródeł lasera: laser włóknowy i laser CO2.

Lasery włóknowe

Cięcie laserem fibrowym jest najbardziej efektywną metodą cięcia laserowego. Wiązka laserowa jest formowana w aktywnym włóknie i prowadzona wzdłuż włókna o właściwościach przewodzących do głowicy tnącej maszyny. Lasery włóknowe są znacznie mniejsze niż lasery CO2. Ponadto mogą być stosowane przy tym samym poborze prądu, a zapewniają wielokrotny wzrost mocy. Urządzenie do cięcia laserem fibrowym jest przeznaczone do obróbki różnych grubości stali, stali nierdzewnej, aluminium i metali nieżelaznych (miedź i mosiądz).

Lasery CO2

Lasery CO2 wykorzystują mieszaninę gazów do wytwarzania wiązki laserowej. Wymagane wysokie napięcie w rezonatorze jest generowane przez odporne na zużycie, półprzewodnikowe moduły wzbudzające. Firmy technologiczne stawiają na takie moduły, ponieważ są one mniejsze, wydajniejsze i niezawodne niż konwencjonalne opcje. Technologia CO2 jest praktycznie uniwersalna, ponieważ nadaje się do obróbki detali wykonanych z wielu różnych materiałów o szerokim zakresie grubości.

Laserowe źródła światła

Szczególną cechą jest szeroki wybór laserowych źródeł światła o różnej mocy. Wszystkie lasery są wysokiej jakości i niezwykle energooszczędne, między innymi dzięki ich wysokiej wydajności. Asortyment obejmuje lasery włóknowe oraz lasery CO2. Źródła laserowe o różnych mocach to znak rozpoznawczy firm oferujących cięcie laserem. Wszystkie lasery charakteryzują się wysoką jakością i wyjątkową wydajnością energetyczną, nie tylko ze względu na ich wysoką wydajność. Asortyment obejmuje zarówno lasery światłowodowe, jak i lasery CO2.

Lasery światłowodowe mają dynamiczny zakres mocy roboczej, który pozwala na zogniskowanie wiązki i utrzymanie jej położenia nawet przy zmianie mocy lasera. Ponadto, poprzez zmianę konfiguracji układu optycznego można uzyskać szeroki zakres rozmiarów plamki wiązki. Funkcje te pozwalają użytkownikowi na dobranie odpowiedniej gęstości mocy do cięcia różnych materiałów i grubości. Lasery włóknowe są idealną technologią do wykorzystania cięcia laserowego w różnych zastosowaniach.

 

Jakie materiały nie powinny być cięte laserem?

Cięcie laserem jest bardzo popularną metodą obróbki głównie ze względu na swoją wszechstronność. Za pomocą lasera można ciąć szeroką gamę materiałów – począwszy od papieru, drewna, korka, poprzez akryl i panki, na różnego rodzaju metalach skończywszy. Mimo takiej szerokiego zakresu stosowalności istnieją materiały, które nie nadają się do cięcia za pomocą lasera. Większość z nich zalicza się do grupy tworzyw sztucznych.

Cięcia laserem polichlorku winylu (PCV)

Cięcie polichlorku winylu za pomocą lasera powoduje wydzielanie się kwasów i toksycznych gazów. Są one szkodliwe dla operatora, ale również dla samego urządzenia tnącego, ponieważ mogą prowadzić do korozji i jej przedwczesnego zniszczenia. Z tego powodu cięcie PCV należy prowadzić za pomocą tradycyjnych metod mechanicznych.

Dlaczego nie należy ciąć laserowo poliwęglanu?

Elementy wykonane z poliwęglanu o grubości poniżej 1 mm teoretycznie nadają się do cięcia laserem. Nawet jednak tak cienkie komponenty mają tendencję od odbarwiania się lub powstawania przebarwień. W przypadku produktów o większej grubości cięcie laserem (https://ciecielaser.pl/) nie powinno być stosowane. Poliwęglan pochłania bowiem promieniowanie podczerwone, będące głównym źródłem energii tnącej w większość laserów. Znacząco zmniejsza to wydajność procesu cięcia, a w najgorszym przypadku może doprowadzić nawet do zapalenia się obrabianego elementu.

Czy da się przeciąć laserem kopolimer akrylonitrylo-butadienowo-styrenowy (ABS) lub polietylen o dużej gęstości (HDPE)?

Wiązka lasera posiada energię wystarczającą do stopienia i odparowania większości plastików, niestety nie ABS-u. Polimer ten ma tendencję do topienia się, nie parowania. Co po pierwsze znacząco brudzi stanowisko pracy, a po drugie, znacznie ważniejsze, powoduje, że jakość cięcia jest bardzo, bardzo zła. Podobnie rzecz się ma w przypadku polietylenu u dużej gęstości (HDPE), który zachowuje się identycznie jak ABS.

A co z cięciem polistyrenu i pianek polipropylenowych?

Oba wymienione wyżej materiały mają bardzo istotną cechę wspólną. Jest nią palność. Zarówno polistyren, jak i pianka polipropylenowa potrzebują niewiele energii, aby doszło do ich zapłonu. Są również inne trudności związane z ich cięciem, ale już ta jedna skreśla oba te materiały z listy potencjalnych kandydatów do cięcia laserowego.

To może uda się przeciąć włókno szklane?

Odpowiedź brzmi nie. Włókno szklane składa się z dwóch składników, szkła oraz żywicy epoksydowej. Cięcie szkła za pomocą lasera samo w sobie jest bardzo trudne. Dołożenie do tego żywicy, której cięcie generuje szkodliwe opary, co jeszcze bardziej utrudnia to zadanie. Powoduje to, że włókno szklane nie nadaje się do cięcia laserowego.

Nowoczesna technika cięcia

Light Amplification By Stimulated Emission of Radiation… trudno to wymówić prawda? Dlatego ta długa nazwa została skrócona do słowa laser. Czy wiedziałeś, że wycinanie laserowe stało się powszechne już 50 lat temu? Nie wiedziałeś o tym? To czytaj dalej!

Czym jest cięcie laserem?

Tradycyjne metody cięcia mogą być uciążliwe zwłaszcza w takich zawodach, w których wszelkie nacięcia po prostu muszą być precyzyjnie. Od staroświeckich technik laser odróżnia to, że świetnie radzi sobie z wieloma materiałami. Duża precyzja, wszechstronność w wykorzystaniu a przede wszystkim prędkość to niebagatelne zalety cięcia laserem. Na czym dokładnie polega ta technika?

Otóż cięcie laserowe to proces rozdzielania termicznego, a więc z wykorzystaniem wysokiej temperatury skupionej w wiązce. Promień porusza się po powierzchni danego materiału silnie go nagrzewając, aż do momentu stopienia. Laserowe cięcie można spotkać przede wszystkim w medycynie, wojsku oraz coraz częściej przy mniej wymagających zawodach, np. podczas grawerowania, znakowania towarów lub ich naprawiania.

Dlaczego cięcie laserowe jest najlepsze?

Obecnie żadna technologia nie jest tak skuteczna i szybka, jak laser. Wszelkie materiały organiczne lub nieorganiczne wręcz poddają się działaniu wiązki. Czy wiedziałeś, że promień laserowy nie tylko skutecznie tnie, ale też łączy? Lasery tego typu powszechnie wykorzystuje się do naprawy tkanin syntetycznych lub dywanów, chroniąc krawędzie przed strzępieniem.

Czy to już koniec zalet? Oczywiście, że nie!

– powstałe szczeliny w wyniku działania lasera, są niewiele większe niż sam promień. Może być to pomocne przy wycinaniu skomplikowanych wzorów lub wymagający operacjach tam, gdzie ludzkie ograniczenia zawodzą.

– nieograniczone działanie. Tak, maszyny laserowe nigdy się nie zużyją. Jest to szczególna zaleta wszędzie tam, gdzie pragnie się zaoszczędzić na kosztach operacyjnych,

– różnorodność materiałów. Cięcie laserem zadziała tak samo dobrze zarówno w przypadku tworzyw sztucznych, jak i tych naturalnych. Skóra, drewno, tkanina, karton, korek od butelki, gumy… to tylko niewielka część tego, z czym poradzi sobie nowoczesna wiązka.

Sposoby cięcia

Aby wiązka laserowa mogła spełnić swoje zadanie, najważniejsza jest odpowiednia metoda.

Do wyboru są trzy sposoby.

– metoda spalania, czyli rozgrzewanie konkretnego materiału do bardzo wysokiej temperatury w krótkim czasie, nawet z wykorzystaniem niewielkiej wiązki,

– metoda sublimacji polega na doprowadzeniu części powierzchni do stanu gazowego. Rozgrzany w ten sposób materiał jest następnie wydmuchiwany pod ciśnieniem i zamieniany w parę.

– metoda stapiania zdecydowanie jest najszybsza, ponieważ wymaga intensywnego promienia. Materiał doprowadza się do płynnej postaci, którą również się potem wydmuchuje.

Teraz już wiesz wszystko o laserach. A może wykorzystasz daną wiązkę w swojej pracy?