Переваги лазерного різання

Лазерний промінь, кажучи науковою мовою, є потік когерентного електромагнітного випромінювання. Це означає, що можна скільки завгодно підвищувати щільність енергії на одиницю оброблюваної поверхні і вона не буде марно розсіяна в просторі.

Щоб зрозуміти переваги цього способу розкрою металу, розглянемо конкуруючі методи різання металу — газополум’яна, фрезерування, водоструминна.

При роботі газового пальника температура робочого тіла не перевищує 2100 °С, внаслідок чого сталь, що має температуру плавлення близько 1800 °С, плавиться досить повільно, заготовка встигає перегрітися з наступним некоробленням. Також існують певні складнощі з фокусуванням полум’я пальника, внаслідок чого різ виходить неоднорідним.

Як окремий випадок газополум’яного різання можна розглядати плазмове різання, що відрізняється вищою температурою, внаслідок швидкість різання зростає, від чого і зменшується локальний перегрів заготовки.

Фрезерування — вид механічної обробки. Для розкрою сталевих листів застосовуються пальчикові фрези. Процес тривалий, ріжучий інструмент, що дорогий, затуплюється і часто ламається. У процесі роботи на заготівлю виявляється значний механічний вплив, що слід враховувати при виборі товщини заготівлі, щоб уникнути її деформації та руйнування.

Водоструйна обробка має на увазі подачі струменя рідини під високим тиском, що містить в собі зважені абразивні частинки, які руйнують матеріал, що обробляється надаючи йому потрібну форму. Метод має низку переваг — Зовсім не нагрівається зразок, можна порізати тонкі листи, складені чаркою, внаслідок чого збільшується продуктивність. Недоліки — висока вартість експлуатації установки, корозія та труднощі обробки тонколистового металу.

Лазерний метод різання має переваги перед перерахованими — здатність окрім металів обробляти та інші матеріали, низьку собівартість експлуатації, можливість різати дуже тонкі заготовки — від 0,2 мм., високу швидкість роботи, прецизійність.

Так, наприклад, спроба розкроїти лист фанери плазмовим і тим більше газополум’яним різаком закінчиться пожежею, а гідроабразивне різання — проблемою як позбутися від розмоклого матеріалу, що розшарувався. В силу високої концентрації променя лазера на малій площі деревина навколо різу не встигає прогрітися, за рахунок чого досягається відмінна якість деталей, що виготовляються. Листи металу малої товщини неможливо різати механічно — фреза їх просто порве, плазма теж не дасть хорошого результату, оскільки гарячі гази, що відходять, будуть нагрівати метал на великій площі, за чим піде його деформація.

У плані експлуатаційних витрат лазерна установка також вигідно відрізняється від конкурентів — Найбільш поширені для промислових застосувань лазери на вуглекислотному робочому тілі мають коефіцієнт корисної дії (ККД) до 20%, що є гідним показником серед інших джерел когерентного випромінювання. Крім того, не потрібно постійно змінювати дорогі фрези, немає витрати палива в пальнику або робочого тіла для плазми, абразивного матеріалу.

Такий короткий перелік переваг лазерного способу різання у металообробці.