Возможности резки лазером

Лазерная резка — метод, который используется для нарезки листовых материалов, главным образом металла. Она позволяет изготовить детали со сложным, но при этом ровным контуром. В этой статье вы узнаете принципы работы и возможности данного способа.

Принцип работы лазерной резки

Основой такой методики является тепловое воздействие лазерного излучения на материалы. Сначала его поверхность нагревается до температуры плавления, а после до состояния кипения, затем начинает испаряться. Данный метод требует больших энергозатрат, поэтому используется для нарезания лишь тонкостенных металлов.

Толстый листовой материал нарезают при его температуре плавления. В область резки подается газ для облегчения всей работы (азот, аргон, гелий, кислород), в результате из этой зоны «выдувается» расплавленный металл и горючие продукты. Также, газовые пары поддерживают горение и способствуют охлаждению прилегающих зон.

Конструкция лазера

Лазерные установки состоят из трех основных частей:

• Активная или рабочая среда, которая является источником излучения;
• Источник энергии или система накачки, создающая условия для электромагнитного излучения;
• Оптический резонатор, представляющий систему зеркал для усиления излучающего эффекта.

Лазерный луч сам по себе возникает следующим образом: активная среда за счет энергетического источника получает фотонный поток из внешних условий, который заряжен определенной энергией. Проникая в активную среду фотоны из ее атомов «вырывают» аналогичные частицы, но сами в процессе не поглощаются.

За счет действия оптического резонатора активная среда насыщается дополнительно. Имеющие одинаковый заряд энергии фотоны множество раз сталкиваются с атомами, порождая тем самым образование новых фотонных частиц.

Виды лазерной резки

Лазерная резка делится на три вида в соответствии с типом рабочей среды:

• Твердотельные с осветительной камерой в качестве основного узла, в которой находятся источник энергии (мощная газоразрядная лампа-вспышка) и твердое рабочее тело. Оно представляет собой стержень из стекла, рубина, алюмоиттриевого граната, с легированием из иттербия или неодима. На концах стержня устанавливают два зеркала. Излучаемый рабочим телом лазерный луч многократно отражается внутри, усиливается и выходит через полупрозрачный резонатор.
• Газовый на основе углекислого газа или его смеси с гелием или азотом, которые прокачиваются через газоразрядную трубку насосом. Возбуждение происходит за счет электрических разрядов, а для усиления также используется оптический резонатор на основе отражающего и полупрозрачного зеркал. Бывают с продольной или поперечной прокачкой, а также щелевые.
• Газодинамические — считаются наиболее мощными. В качестве рабочей среды выступает углекислый газ, нагретый до 1000-3000 К. Возбуждается он за счет маломощного вспомогательного лазера. Газ через сопло Лаваля (суженный посередине канал) прокачивается со сверхзвуковой скоростью, резко расширяется и охлаждается. В процессе атомы переходят из состояния возбуждения в обычное, а газ становится источником излучения.

​

Использование и назначение

Лазерная резка универсальный способ обработки не только для металла. Он подходит для:

• Резины и линолеума;
• Фанеры и досок;
• Полипропилена;
• Искусственного камня;
• Стекла.

Такой прибор используют для производства высокоточных деталей сельскохозяйственных машин, судов и автомобилей, электротехнических устройств и др. С его помощью можно изготовить таблички и трафареты, декоративные элементы интерьера.

Твердотельные оптимальны для раскройки металлов и не подходят для неметаллов. Углекислотные лазеры отлично выполнят гравировку, резку или сварку как металлических, так и других материалов.