Качество, надежность и производительность - с доставкой
[email protected]
Artizono

Станок для лазерной резки: Руководство для начинающих

Вы когда-нибудь задумывались о том, как с помощью лазера достигаются замысловатые рисунки на металлах и других материалах? В этом руководстве рассказывается о станках для лазерной резки, о том, как они работают и применяются в различных отраслях промышленности. Вы узнаете об основных особенностях станков CO₂ и волоконных лазеров, их компонентах и технологиях, лежащих в их основе. К концу курса вы поймете, насколько важны они в современном производстве и как они могут преобразить ваши проекты, обеспечив скорость и точность. Погрузитесь в курс дела и узнайте, как лазерная резка может повысить качество вашей работы!

Последнее обновление:
30 июля 2024 года
Поделитесь своим мнением:

Оглавление

Станки лазерной резки с ЧПУ - это современные производственные инструменты, использующие лазерную технологию в качестве точного механизма резки для обработки заготовок. Эти станки произвели революцию в производстве металлических изделий, обеспечив беспрецедентную точность, скорость и универсальность операций резки.

Эволюция технологии лазерной резки неразрывно связана с достижениями лазерной науки и техники. За несколько десятилетий в отрасли было создано три разных поколения лазеров:

  1. Лазеры YAG (иттриево-алюминиевый гранат): Первое поколение твердотельных лазеров, которые стали пионерами в промышленности. лазерная резка.
  2. CO2 (диоксид углерода) лазеры: Газовые лазеры второго поколения, которые доминировали на рынке в течение многих лет благодаря своей повышенной эффективности и возможности резки.
  3. Волоконные лазеры: Современная технология, обеспечивающая превосходное качество луча, энергоэффективность и преимущества в обслуживании.

Эта статья посвящена двум основным типам станков лазерной резки с ЧПУ, используемых в современном производстве:

  1. Станки для лазерной резки с числовым программным управлением CO2: Эти системы используют газовую смесь (в основном CO2) для генерации лазерного луча. Они отлично справляются с резкой неметаллических материалов и толстых металлических листов.
  2. Станки для резки волоконным лазером: Используя технологию твердотельного волоконного лазера, эти передовые системы обеспечивают исключительную производительность при резке тонких и средних по толщине материалов. металлы с удивительной скоростью и точностью.

Лазерная резка

Лазерная резка - это передовая технология термической резки, широко применяемая в современной обработке материалов. В ней используется лазерный луч с высокой плотностью энергии в качестве точного "режущего инструмента" для разрезания материалов с непревзойденной точностью.

Когда мощный плотный лазерный луч облучает заготовку, он быстро нагревает материал до точки воспламенения или вызывает его расплавление и абразивное разрушение. Одновременно высокоскоростной поток газа, коаксиальный с лазерным лучом, выводит расплавленный материал из зоны резки, завершая процесс резки.

Станки лазерной резки с ЧПУ обладают многочисленными преимуществами, включая точность изготовления, обработку сложных форм, гибкие траектории резки, однопроходную формовку, высокую скорость работы и исключительную эффективность. Эти возможности произвели революцию в промышленном производстве, решив множество задач, которые не могли решить традиционные методы резки.

Универсальность лазерной резки позволяет обрабатывать широкий спектр металлов и неметаллических материалов. Ее применение охватывает различные отрасли промышленности:

  1. Электротехническое производство: Производство листового металла для распределительных шкафов
  2. Транспортное оборудование: Производство транспортных средств и погрузочно-разгрузочного оборудования
  3. Нефтехимия: Резка труб нефтяного экрана
  4. Автомобильная промышленность: Сложная резка кузовных панелей, включая 2D и 3D приложения
  5. Строительная техника: Обработка конструктивных элементов
  6. Медицинские изделия: Прецизионная резка, отвечающая строгим требованиям к безопасности и чистоте поверхности
  7. Декорирование: Индивидуальная резка для архитектурных элементов и вывесок
  8. Упаковка: Производство коробок различных форм и размеров

Типичный станок лазерной резки состоит из нескольких ключевых компонентов:

Оборудование:

  • Жесткая конструкция из станины и балок
  • Прецизионный рабочий стол
  • Мощный лазерный источник
  • Усовершенствованная режущая головка
  • Стабилизатор напряжения
  • Эффективная система охлаждения
  • Электрический шкаф управления
  • Система подачи газа (кислород, азот, воздух)

Интегрированные системы:

  • Электрическая система управления
  • Механическая система привода
  • Система подачи газа
  • Прецизионная оптическая система
  • Гидравлическая система (где применимо)
  • Система смазки
  • Система охлаждения

Интеграция механических, оптических, электрических, пневматических и жидкостных систем приводит к созданию сложнейшего автоматизированного оборудования.

Процесс производства станков для лазерной резки включает в себя различные технологии металлообработки, в том числе точную гибку, передовые сварочные процессы, высокоточную обработку и тщательную сборку.

Для механической передачи энергии в этих станках используются преимущественно зубчатые и реечные системы, часто дополняемые ведущими винтами и синхронными ремнями. Предпочтение зубчато-реечной передаче обусловлено ее мгновенной точностью, высокой грузоподъемностью и превосходной эффективностью, что крайне важно для поддержания точности резания в динамических условиях.

CO2 CNC машина лазерной резки

Рис. 1 Общий чертеж станка лазерной резки с ЧПУ

СО2 Станок лазерной резки с ЧПУ, разработанный и изготовленный нашей компанией, показан на рис. 1.

Станок состоит из механической системы, обеспечивающей перемещение по осям X, Y и Z, и верстака для размещения обрабатываемых заготовок. Распространенные конфигурации включают в себя одностоечный верстак с зубчатыми пластинами и сменный верстак с приводом от звездочки для повышения производительности.

В станке используется портальная подвесная конструкция, а система передачи приводится в действие шарико-винтовыми парами с высоким содержанием свинца для точного управления движением. Балка перемещается по оси Y вдоль неподвижных рельсов, а узел режущей головки - по оси X вдоль балки. Сама режущая головка может перемещаться по вертикали (ось Z) относительно заготовки, что позволяет точно настраивать фокус и резать материалы различной толщины.

Сердцем станка лазерной резки является CO2 Лазерный источник, который генерирует мощный луч, необходимый для процесса резки. Принцип излучения CO2 Лазер изображен на рис. 2.

Лазерная среда состоит из тщательно сбалансированной смеси углекислого газа, азота и гелия, заключенной в резонансную полость. Генерация лазера начинается с подачи высокого напряжения около 40 000 вольт для возбуждения газовой смеси. Лазерный луч усиливается, проходя между задним зеркалом, рефрактором и частично пропускающим передним зеркалом, из которого в итоге испускается когерентный луч.

CO2 Станки для лазерной резки с ЧПУ обладают рядом преимуществ, включая возможность резки нержавеющей стали с исключительно ровными краями и универсальность обработки неметаллических материалов, таких как акрил и органическое стекло. Однако у них есть и ограничения, включая относительно низкую эффективность фотоэлектрического преобразования (обычно 8-12%), высокое энергопотребление и значительные затраты на обслуживание. Оптика особенно подвержена загрязнению частицами пыли, содержащимися во вспомогательном газе, что может привести к появлению ожогов на линзах и необходимости их дорогостоящей замены.

Поскольку технология волоконных лазеров продолжает развиваться, предлагая более высокую эффективность, более низкие эксплуатационные расходы и более низкие требования к обслуживанию, CO2 Лазеры постепенно выходят из употребления во многих промышленных приложениях. Однако они по-прежнему актуальны для определенных материалов и процессов, где их уникальные характеристики обеспечивают превосходные результаты.

Волоконно-лазерная машина для резки

Станок для резки волоконным лазером, разработанный и производимый нашей компанией, имеет портальную конструкцию, как показано на рис. 2. Такая конструкция обеспечивает стабильность и точность при выполнении операций резки.

В системе перемещения станка используется зубчато-реечный механизм передачи мощности, обеспечивающий надежное и точное позиционирование. Поперечная балка перемещается по оси X на станине, а скользящее сиденье - по оси Y на поперечной балке. Такое двухосевое движение позволяет точно позиционировать режущую головку в плоскости.

Режущая головка, установленная на скользящей плите суппорта, выполняет движение по оси Z с помощью ведущего винта или линейного модуля. Такая трехосевая конфигурация позволяет станку выполнять сложные схемы резания с высокой точностью.

Рис. 2 Принципиальная схема эмиссии принцип CO2-лазер

Рис. 3 Общий чертеж станка для лазерной резки

На рис. 4 показан принцип работы светоизлучающего устройства волоконного лазера. Лазерная система является модульной, каждый модуль представляет собой отдельный блок питания. Общая выходная мощность достигается путем объединения этих модулей, что обеспечивает масштабируемость и упрощает обслуживание.

Внутри каждого модуля источники накачки генерируют свет, который направляется через соединитель в среду волоконного лазера. Такая конструкция обеспечивает эффективную передачу энергии и генерацию лазера. Использование редкоземельных элементов в качестве среды усиления повышает эффективность и производительность системы.

Рис. 4 Схематическое изображение принципа излучения волоконного лазера

Ключевые преимущества нашей волоконно-лазерной резки машины включают:

  1. Высокая эффективность фотоэлектрического преобразования 25%, что приводит к снижению энергопотребления
  2. Использование редкоземельных элементов в качестве среды усиления, повышающее производительность лазера
  3. Более низкая стоимость оборудования по сравнению с традиционными лазерными системами

Однако важно отметить, что когда резка нержавеющей сталиПоэтому срез может выглядеть более шероховатым по сравнению со станками лазерной резки CO2. Кроме того, для поддержания оптимальной производительности и долговечности узла режущей головки требуется строгая герметизация.

Для решения этих проблем мы постоянно совершенствуем параметры резки и внедряем передовые методы управления лучом для повышения качества резки различных материалов.

Заключение

Лазерная технология достигла значительного прогресса, однако отрасль по-прежнему сталкивается с рядом технических проблем. Ожидается, что будущие разработки будут сосредоточены на четырех ключевых областях:

  1. Высокоскоростные, высокоточные станки: По мере увеличения мощности лазеров, позволяющих развивать скорость резки до 80 м/мин, поддержание высокой точности на этих скоростях становится критически важным. Производители станков уделяют первостепенное внимание разработке усовершенствованных конструкций и передовых систем управления, чтобы преодолеть ограничения, накладываемые существующими ограничениями точности и жесткости.
  2. Конструкции режущих головок с высокой энергостойкостью: В связи с тенденцией к использованию более мощных лазеров инновационные конструкции режущих головок, способные выдерживать повышенные тепловые нагрузки и поддерживать оптимальное качество луча, необходимы для достижения максимальной производительности и долговечности резки.
  3. Передовые технологии прошивки: Совершенствование технологий прошивки необходимо для сокращения времени цикла, минимизации отходов материала и эффективной обработки более толстых материалов, особенно высокопрочных сплавов и композитов.
  4. Интеллектуальные системы автоматизации: Интеграция интеллектуальных систем погрузки, разгрузки, сортировки и штабелирования значительно повысит общую производительность и эффективность обработки материалов. Эти системы, вероятно, будут включать алгоритмы машинного обучения для адаптивной оптимизации процессов и предиктивного обслуживания.

Синергия этих достижений приведет к появлению следующего поколения систем лазерной резки, обеспечивающих повышенную скорость, точность и универсальность в широком диапазоне материалов и областей применения. По мере развития отрасли сотрудничество между производителями станков, разработчиками лазерных источников и конечными пользователями будет играть решающую роль в решении этих проблем и расширении границ технологии лазерной резки.

Не забывайте, что делиться - значит заботиться! : )
Запрос БЕСПЛАТНОГО предложения
Контактная форма

Вам также может понравиться
Мы выбрали их специально для вас. Читайте дальше и узнавайте больше!
Поговорите с экспертом
Свяжитесь с нами
Наши инженеры по продажам готовы ответить на любые ваши вопросы и предоставить быстрое предложение с учетом ваших потребностей.

Запросить индивидуальное предложение

Контактная форма

Запрос индивидуального предложения
Получите индивидуальное предложение с учетом ваших уникальных потребностей в обработке.
© 2024 Artizono. Все права защищены.
Получить бесплатную цитату
Вы получите наш квалифицированный ответ в течение 24 часов.
Контактная форма