Fémvágó lézergépek áttekintése és kiválasztásuk

A fémvágó lézeres berendezéseket számos iparágban használják: gépiparban, kohászatban és bútorgyártásban. Ez a népszerűség annak a ténynek köszönhető, hogy lehetővé teszi összetett alakú részek létrehozását fokozott pontossággal. Az ilyen berendezésekről cikkünkben lesz szó.

A fém lézervágóknak három fő funkciója van:

• gravírozás: kép, szöveg, sőt fénykép rajzolása fémfelületre;
• lézeres vágás;
• görbe vonalú vágás.

Minden esetben sablon kerül kialakításra, amely szerint a numerikus vezérlőmodul beállítja a vágási paramétereket. Az eredmény egy tökéletesen pontos termék.

Bármely lézervágó kialakítása több blokkot tartalmaz:

• emitter - felelős a fotonáram vagy egy szűk fókuszú lézerimpulzus létrehozásáért;
• gázmozgató egység - forró fém kifújására a munkaterületről és a radiátor hűtésére szolgál;
• meghajtó - az emitter mozgatására szolgál a kezelt felületen;
• munkadarab vágóasztal - erre kerül a munkadarab, míg az asztal cserélhető;
• CNC / ACS modul.

Az ilyen gépek működési elve egy keskeny nyaláb létrehozásán alapul egy fémfeldolgozást végző lézercsővel. A gerenda érintkezése a megmunkálandó anyag felületével magas hőmérsékletű hatás lép fel, és lehetővé teszi a fém gravírozását vagy vágását. Ebben az esetben a gázkeverék áramlása kifújja az olvadt anyag rétegét, ami jó minőségű vágást biztosít. Ezek a gépek minden típusú acéllemezzel, valamint színesfémekkel és ötvözeteikkel megmunkálhatók.

Bármely lézervágó munkájának lényege egy szűken irányított sugár fókuszálása, amelynek eredményeként az energia a feldolgozott anyag felületén koncentrálódik. Az ilyen gerenda átmérője nem haladja meg a tizedmillimétert, ami biztosítja a minimális vágási vastagságot. Az olvadás lefolyása és a fémszerkezet ezt követő átalakulása a lézersugár teljesítményjellemzőinek bizonyos paraméterekre történő hozzáigazítása következtében következik be. A működési mechanizmustól függően az ilyen gépeknek négy fő típusa van.

A fém lézeres vágása végezhető oxigén vagy nitrogén környezetben, a választás a feldolgozandó fém jellemzőitől függ. Tehát az oxigénexpozíció eredményeként exoterm reakciók indulnak el, amelyek hőenergiája lehetővé teszi az alacsony ötvözetű és szénacél meglehetősen vastag lemezeinek vágását.

Nem ajánlott a horganyzott vagy horganyzott felületeket oxigénben vágni. Ebben az esetben a vágás egyenetlen, ráadásul nő a salakképződés veszélye. Rozsdamentes vagy erősen ötvözött acél vágásakor nem kívánatos megengedni a vágási pont oxidációját. Ezért van szükség az ilyen fémekkel végzett munka során inert gázokra, leggyakrabban nitrogénre.

Alumínium vágásához bármilyen gázközeg használható. De a titánötvözetekkel való munkavégzéshez sem az egyik, sem a másik nem használható, mivel mindkét gáz elkezd felszívódni a fémfelületen, és rideg réteget képez. Ennél az anyagnál előnyben kell részesíteni a héliumban vagy nagy tisztaságú argonban működő lézeres eszközöket.

Általánosságban elmondható, hogy minden gázlézervágó a maximális sugárzási hullámot adja, ezért igény van rájuk a maximális vastagságú fémlemez megmunkálásakor.

A berendezések nagy hatékonyságát és termelékenységét a száloptikai lézeres eszközök biztosítják, gyakran minigépek formájában valósítják meg. A következő előnyökkel rendelkeznek.

• Távolsági fényszóró minőség. A vágási vonal vékonyabb és a folt kisebb, ami általában javítja a munka hatékonyságát.
• Nagy vágási sebesség. A gázhoz képest kétszer annyi.
• Tartósság. A professzionális száloptikai lézer használata stabil teljesítményt biztosít akár 100 ezer órányi berendezés üzemelésig.
• Fokozott hatékonyság. A fotoelektromos átalakítás hatásfoka száloptikai vágásnál 30%-nak felel meg, ami 2-3-szor több, mint gázkörnyezetben végzett lézervágásnál.
• Alacsony használati költség. Az optikai berendezések energiafogyasztása nem haladja meg a gázatmoszférában történő lézervágás 30%-át.
• Minimális karbantartási költségek. A fényvisszaverő lencsék szükségességének hiánya sok pénzt takarít meg a gép karbantartásán.
• Az ilyen berendezések működtetése nem különösebben nehéz. Az optikai szál átvitele miatt nincs szükség az optikai út paramétereinek módosítására.

A dióda lézervágó fő munkaeleme egy optikai rezonátorként kialakított félvezető kristály formájú emitter. A diódán kívül egy ilyen lézer tartalmaz egy speciális eszközt a váltakozó áramú hálózatról való táplálásra. Ez lehetővé teszi a kimeneti sugárzás paramétereinek változtatását.

A dióda típusú lézer azonban a koherencia paramétereit tekintve lényegesen gyengébb a gáz- és optikai lézereknél. A fókuszálás nagy eltérést ad, így lehetetlen az energiát a maximális térfogatban koncentrálni. Az ilyen berendezések egyetlen előnye az összes többi modellhez képest viszonylag olcsó.

A szilárdtestlézer működési elve hasonló a gázlézerhez. De ennek is megvannak a maga sajátosságai. A gáznemű közeggel ellentétben itt szilárd formájú aktív közeget használnak. Általában ezek kristályok és különféle üvegek, amelyek ritkaföldfémekkel való érintkezéskor aktiválódnak. Az ilyen lézereket fokozott hatékonyság jellemzi, míg számos modell meglehetősen kompakt méretű. Ezek a fáklyák olyan hullámhosszú sugarakat állítanak elő, amelyek sokféle fémet és vastagságot képesek kezelni.

Ma a piacon különféle gyártóktól vannak fém lézervágók. A hazai piacon működő külföldi cégek körében nagyon népszerűek az európai országokban, az USA-ban, valamint Japánban és Tajvanon található gyárak termékei:

• Trumpf (Németország);
• Schuler (Németország);
• Trotec (Ausztria);
• Farley Laserlab (Ausztrália);
• GCC (Tajvan).

Ezenkívül a kínai gyártmányú termékek nagy piaci részesedést foglalnak el. A vélemény kétértelmű, sokan kétségbe vonják a minőségét.Egyes Kínában gyártóüzemekkel rendelkező márkák azonban svájci technológiát alkalmaznak, és szigorú vevői ellenőrzés mellett működnek. Rendkívül magas műszaki és működési jellemzőkkel rendelkező lézervágó gépeket gyártanak. Ezek a cégek a következők:

• Nyúl;
• Wattsan;
• Bodor.

Oroszországban a lézervágókat a Semiconductor Devices, a LOMO, a Plasma és az Inversion ipari vállalatok gyártják. Mindegyikük bizonyos típusú lézerrendszereket kínál. Hazánkban nincs olyan vállalkozás, amely minden típusú lézergép egyidejű gyártásával foglalkozna.

A fém lézervágó kiválasztásakor ügyeljen a következő jellemzőkre.

• Anyagválaszték. Mindenekelőtt figyelembe kell venni a vállalkozás sajátosságait. Fontos tisztázni, hogy miből készülnek a vágandó részek és mekkora a vastagságuk. Ezeket a tényezőket össze kell hasonlítani a gép műszaki adataival, a munkaterület méretével és a berendezés működési paramétereivel.
• Erő. Az összes lézergép átlagos teljesítménye ma 500 és 6000 watt között mozog. Ha 6 mm-nél kisebb vastagságú fémlemezeket tervez vágni, elegendő egy 500-700 W-os lézervágó. Vastagabb anyaggal való munkához a maximális teljesítményű gépeket kell kiválasztani.
• Kötélzet. Ha száloptikás gépekről van szó, figyelni kell a fogyóeszközökre: szervomotorok, vezetők, vágófejek, kimérák és mások. Ezen alkatrészek minősége és funkcionalitása befolyásolja a lézervágás pontosságát és sebességét. Egyes gátlástalan gyártók a költségek csökkentése érdekében a berendezéseket nem eredeti alkatrészekkel, hanem megfelelőikkel egészítik ki. Ez zavaró lehet a vásárló számára. Ezért a fogyóeszközök eredetére vonatkozó információkat előzetesen tisztázni kell.
• A berendezés minősége. Az elmúlt években a legtöbb vállalkozásnál megfigyelhető a termelési ciklus csökkentésére irányuló tendencia. Sok cég, különösen azok, amelyek a közelmúltban léptek piacra, nem fordít kellő figyelmet a lézervágók tesztelésére, mielőtt az ügyfélhez eljuttatná, és nem végzi el a berendezés minőségellenőrzését. Ezért a gép kiválasztásakor nagyon fontos odafigyelni a tesztelési szolgáltatások elérhetőségére és az értékesítés előtti felkészítésre a gyártónál.
• Szerviz karbantartás. A felszerelés kiválasztásakor jobb azoknak a gyártóknak a gépeit előnyben részesíteni, amelyek szervizszolgáltatásai a felhasználási régióban képviseltetik magukat. Ellenkező esetben a működés során fellépő hibák hosszú távú javításokhoz és ennek megfelelően gyártási leálláshoz vezetnek.

A fémlézeres vágógépek sokoldalúak. És ez vonatkozik mind a felhasznált anyagokra, mind a gyártási lehetőségek széles skálájára. Különösen fémek vágására és gravírozására használhatók.

A lézeres berendezések leggyakoribb felhasználási területe az anyagvágás. A fémmegmunkálásban elterjedtek azok a szerszámgépek, amelyekben a fő forgácsolószerszám a lézer. Lehetővé teszik, hogy elkészítsd:

• beltéri és kültéri reklámszerkezetek egyes elemei;
• fém konstrukciók és rejtvények;
• dekor elemek;
• alkatrészek autó- és repülőgépmodellezéshez;
• ajándéktárgyak.

Fémtermékek lézergravírozása a legegyszerűbb dolgot is felbecsülhetetlen értékű ajándékká változtathatja. A legtisztább gravírozás lézersugárral érhető el. Az ezzel a technikával alkalmazott képek korlátlan eltarthatósággal rendelkeznek, nem félnek a kopástól, a savas-lúgos oldatok, a víz, az ultraibolya sugárzás és a szélsőséges hőmérsékleti hatásoktól.

A számítógéppel vezérelt lézer segítségével maximális részletgazdagságú képet kaphatunk. Gyakran bonyolult minták jönnek létre fémfelületeken, és még fényképeket is reprodukálnak.

A lézersugárral nem csak sík, hanem domború felületek is gravírozhatók. Ebben az esetben egy speciális munkadarab-rögzítő mechanizmus csatlakozik a gép motorjához. A motor forgása átkerül a munkadarabra, az adott sebességgel mozogni kezd és a lézersugár minden oldalról képet vet fel.