Лазерный луч высокой плотности используется для облучения разрезаемого материала, благодаря чему материал быстро нагревается до температуры испарения и испаряется с образованием отверстий. Когда луч движется по материалу, отверстия непрерывно образуют режущие щели очень узкой ширины (например, около 0,1 мм).
Поскольку затраты на обработку инструмента отсутствуют, оборудование для лазерной резки также подходит для производства небольших партий деталей разного размера, которые раньше невозможно было обработать. В оборудовании для лазерной резки часто используется оборудование с ЧПУ (технология компьютерного числового управления). Устройство может получать данные резки от рабочей станции автоматизированного проектирования (САПР) по телефонной линии.
Классификация
Лазерную резку можно разделить на четыре категории: лазерная резка паром, лазерная резка плавлением, лазерная кислородная резка, лазерное скрайбирование и контролируемое разрушение.
1. Лазерная резка паром.
Лазерный луч с высокой плотностью энергии используется для нагрева заготовки, в результате чего температура быстро повышается и за очень короткое время достигает точки кипения материала, после чего материал начинает испаряться и образовывать пар. Эти пары выделяются с очень высокой скоростью, и одновременно с выделением паров на материале делаются надрезы. Теплота испарения материала обычно очень велика, поэтому лазерная резка паром требует большой мощности и плотности мощности.
Лазерная резка паром в основном используется для резки очень тонких металлических материалов и неметаллических материалов (таких как бумага, ткань, дерево, пластик, резина и т. д.).
2. Лазерная резка плавлением.
При лазерной резке плавлением металлический материал плавится за счет лазерного нагрева. Затем неокисляющий газ (Ar, He, N и т. д.) распыляется через сопло, соосное лучу, используя сильное давление газа для выбрасывания жидкого металла с образованием разреза. Лазерная резка плавлением не требует полного испарения металла, а требуемая энергия составляет всего 1/10 от испарительной резки.
Лазерная резка плавлением в основном используется для резки некоторых трудно окисляемых материалов или активных металлов, таких как нержавеющая сталь, титан, алюминий и их сплавы.
3. Лазерная кислородная резка
Принцип лазерной кислородной резки аналогичен кислородно-ацетиленовой резке. Он использует лазер в качестве источника тепла для предварительного нагрева и активный газ, такой как кислород, в качестве режущего газа. С одной стороны, впрыскиваемый газ взаимодействует с режущим металлом, вызывая реакцию окисления и выделяя большое количество тепла окисления; с другой стороны, расплавленный оксид и расплав выдуваются из зоны реакции с образованием резаного металла. Поскольку реакция окисления генерирует большое количество тепла во время процесса резки, потребность в энергии для лазерной кислородной резки составляет лишь половину от потребности в энергии при резке плавлением, а скорость резки намного выше, чем при лазерной резке паром и резке плавлением. Лазерная кислородная резка в основном используется для легко окисляемых металлических материалов, таких как углеродистая сталь, титановая сталь и термообработанная сталь.
4. Лазерное скрайбирование и контролируемый перелом.
При лазерном скрайбировании лазер с высокой плотностью энергии сканирует поверхность хрупкого материала, заставляя материал нагреваться и испаряться, образуя небольшую канавку. Затем прикладывается определенное давление, и хрупкий материал растрескивается по небольшой канавке. Лазеры, используемые для лазерного скрайбирования, обычно представляют собой лазеры с модуляцией добротности и CO2-лазеры.
Контролируемое разрушение использует крутое распределение температуры, создаваемое лазерным скрайбированием, для создания локальных термических напряжений в хрупком материале, вызывающих разрушение материала вдоль небольших канавок.
Функции
По сравнению с другими процессами термической резки, лазерная резка обычно характеризуется высокой скоростью резки и высоким качеством. Конкретное резюме состоит в следующем.
⑴ Хорошее качество резки
Благодаря небольшому размеру лазерного пятна, высокой плотности энергии и высокой скорости резки лазерная резка может обеспечить лучшее качество резки.
Лазерная резка узкая, обе стороны паза параллельны и перпендикулярны поверхности, а точность размеров вырезанных деталей может быть высокой.
