Лазерная резка

Лазерная резка материалов является одной из технологий, определяющих современный уровень производства в развитых производственных предприятиях. Среди технологических лазерных источников, используемых для обработки материалов, традиционно выделяются три основных типа установок:

1. твердотельные квазинепрерывные и импульсно–периодические источники лазерного излучения с выходной мощностью 100 - 300 Вт для обработки черных металлов и нержавеющей стали;
2. газовые непрерывные СО2 (инфракрасные) лазеры с выходной мощностью до 250 Вт для обработки неметаллических материалов (полимеры, дерево, резина и т.д.);
3. газовые непрерывные СО2 лазеры с выходной мощностью до 2500 Вт для обработки как неметаллических материалов, так и черных металлов, легированных сталей и некоторых видов сплавов.

Применение лазерных технологий в обработке материалов чрезвычайно многообразно.

1. Лазерная резка - самый распространенный вид лазерной обработки. В процессе лазерной резки происходит плавление или испарение материала и удаление продуктов процесса из зоны резки продувкой кислородом, воздухом, азотом или другим технологическим газом. Основные достоинства: высокое качество технологического процесса, скорость, гибкость, минимальные затраты материала (диаметр «режущего инструмента» 0.1- 0.2 мм). При резке лазером отпадает необходимость механического закрепления заготовки ввиду отсутствия динамических или статических воздействий, резка осуществляется сфокусированным излучением.
2. Лазерная гравировка – изменение структуры материала, испарение или разрушение материала на заданную глубину воздействием импульса лазерного излучения. Исходя из технологии, гравировка осуществляется на импульсных лазерах, либо с помощью затворов, реализующих импульсный режим работы.
3. Лазерная маркировка – изменение структуры поверхности материала воздействием импульса лазерного излучения. Маркировка производится, как правило, на металлических материалах импульсными лазерами.
4. Лазерная гравировка по пасте СО2 лазерами малой мощности (30-40 Вт) производится на поверхности металлов с использованием специальных паст и является, по сути, некоторым аналогом термопечати. СО2 лазеры спекают пасту и обеспечивают относительно высокую адгезию сублимата на поверхности металла.
5. Выполнение объемных изображений в массе оптически прозрачного материала (стекла) – основано на фокусировании излучения не на поверхности материала, как в случае резки, а в его толще. Под воздействием короткого импульса излучения в точке фокусировки происходит микровзрыв, изменяющий однородность материала. Таким образом, формируется один из пикселов составляющих изображение.

Это лишь малая часть применений лазерных технологий, которые все шире входят в процесс производства, в том числе и производства изделий для рекламы.

Комплекс для лазерной резки материалов включает в себя следующие элементы:

• источник лазерного излучения с системой охлаждения и источником питания;
• технологический координатный стол с оптической системой;
• систему управления столом с пакетом программного обеспечения;
• систему подачи технологического газа;
• систему вентиляции и удаления продуктов резки.

1. Источники лазерного излучения, наиболее широко применяемые для резки материалов, перечислены во вводной части.
   Источники питания излучателей могут быть выполнены по трансформаторной или импульсной схеме. Разница массогабаритных характеристик составляет десятки раз. Однако выигрыш в размерах и весе импульсных схем питания с лихвой уравновешивается высокой степенью надежности трансформаторных.
   Система охлаждения, как правило, водяная двухконтурная. Первый контур заполняется дистиллированной водой, охлаждаемой либо проточной водой второго контура, либо фреоновой холодильной установкой.
2. Технологический координатный стол предназначен для доставки и перемещения лазерного луча от излучателя к точке резки материала. Наиболее широко используются три основные схемы координатных столов: