Як основна технологія у обробній промисловості лазерне різання широко поширене в різних галузях-від важкої промисловості до точної електроніки та від масового виробництва до виготовлення на замовлення-завдяки його високій точності, високій швидкості та гнучкості можливостей обробки. Будучи універсальною технікою обробки, її застосування та технологічні рішення тісно пов’язані з типом матеріалу, необхідною точністю та масштабом виробництва. У наступних розділах докладніше розглядаються ці аспекти.
1. Застосування лазерної обробки
Лазерне різання використовує високо{0}}енергетичний лазерний промінь для плавлення, спалювання або випаровування матеріалу вздовж заданого шляху. Він широко використовується в:
а) Обробка металів
Різання листового металу (сталь, алюміній, нержавіюча сталь, титан) для автомобільних, аерокосмічних і будівельних компонентів, а також виготовлення прецизійних деталей, таких як кронштейни, панелі, рами та теплообмінники.
б) Не{0}}металеві матеріали
Обробка пластмас, акрилу, полікарбонатів і композитів, а також дерева, паперу, шкіри та текстилю для дизайну, упаковки та декоративних застосувань.
в) Електроніка та напівпровідники
Лазерне свердління для точних мікро-отворів і різання друкованих плат, тонких плівок і складних візерунків для датчиків або пристроїв MEMS.
г) Автомобільна та авіакосмічна промисловість
Вирізання складних геометричних форм для панелей кузова, внутрішніх компонентів і турбінних лопаток, що допомагає зменшити вагу конструкції без механічного навантаження.
2. Рішення для процесу лазерного різання
Лазерне різання — це не просто операція «накажи-і-вистріли»; процес регулюється на основі матеріалу, товщини та бажаної якості краю. Основні технологічні рішення включають:
a) Типи лазерів для різання
CO₂ лазери
Ідеально підходить для -неметалевих матеріалів (дерево, акрил, пластик), із помірною швидкістю різання металів. Типове застосування: вивіски, різання текстилю, пластику.
Волоконні лазери
Високоефективний для різання металів (сталь, алюміній, мідь, титан). Вони пропонують кращу швидкість і точність порівняно з CO₂-лазерами для листів тонкої та середньої-товщини. Застосування: автомобільні панелі, електроніка.
Лазери Nd:YAG/Nd:YVO₄
Імпульсні лазери, які використовуються для мікрообробки та гравіювання, придатні для невеликих або складних деталей, таких як ювелірні вироби, електронні компоненти чи мікро-отвори.
б) Методи різання
різання зварюванням
Лазер розплавляє матеріал, а струмінь газу видуває розплавлений матеріал. Зазвичай використовується в металообробці.
Вапоризаційне різання
Матеріал випаровується без розплавленого струменя, використовується для точного різання делікатних матеріалів.
Скрайбінг або абляція
Видаляє поверхневий матеріал без повного проникнення, підходить для крихких або багато{0}}шарових матеріалів.
Пірсинг / свердління
Імпульсні лазери створюють точні отвори, зокрема мікро-отвори.
c) Параметри процесу
Потужність лазера: для більш товстих матеріалів потрібна більша потужність.
Швидкість різання: збалансоване між якістю краю та ефективністю виробництва.
Допоміжний газ: Кисень, азот або повітря для покращення різання або запобігання окисленню.
Позиція фокусу: Правильне фокусування забезпечує чисті зрізи з мінімальним шлаком.
Якість променя: Впливає на точність і ширину пропилу.
d) Інтеграція в масове виробництво
Лінії лазерного різання-з ЧПК дозволяють:
Автоматизована обробка матеріалів
Гніздування розрізів для мінімізації відходів
Пакетне різання складних геометрій без зміни інструменту
Інтеграція з гнуттям, зварюванням або адитивним виробництвом для повного виробництва деталей
Інтелектуальні камери лазерного різання в сучасному виробництві можуть автоматично рекомендувати параметри процесу на основі профілю листа, товщини та типу матеріалу. Вони використовують системи бачення для моніторингу якості пропилу в режимі реального часу та забезпечення зворотного зв’язку. У поєднанні з згинанням і зварюванням у гнучких виробничих лініях вони досягають повністю автоматизованих робочих процесів від плоского листа до готового продукту. Ці рішення підходять для серійного виробництва різних матеріалів і застосовуються в різних галузях, включаючи промислове виробництво, медичне обладнання, автомобілебудування, електроніку та мистецтво.