Волоконным лазерным станкам по металлу находят применение как и в малых, так и в более крупных предприятиях, ведь это универсальное и эффективное оборудование, которое способно на быструю и качественную резку и гравировку различных металлических материалов и их сплавов, а также некоторых видов пластика. Но для того, чтобы приобрести лазерный станок по металлу и не пожалеть, необходимо иметь хотя бы базовое понимание основных особенностей и характеристик этого типа оборудования и ниже мы затронем именно эту тему.
Виды лазерных станков по металлу по типу излучателя
Резка металлов с помощью лазера на этих станках происходит с помощью сфокусированного лазерного луча, который проходит по заготовке заранее обозначенный путь, при этом нагревая и затем, расплавляя или испаряя металл в зоне обработке. Хотя этот процесс происходит у большинства лазерного оборудования похожим образом, на самом деле станки с разной специализацией оказывают разное воздействие на обрабатываемые материалы, и от вида их лазерного источника зависит мощность, скорость и список материалов, подходящих для обработки на данном станке. Ниже мы поговорим про типы излучателей лазерных станков и то, насколько хорошо (или плохо) они справляются с металлическими материалами:
- Лазерные CO2 излучатели. Станки с этим типом излучателей является самыми распространёнными в сфере лазерной резки (в основном благодаря их доступности). Генерация лазерного луча в этих источниках происходит с помощью активной газовой среды внутри стеклянного цилиндра - лазерной трубки. Лазерные CO2 станки лучше всего подходят для резки и гравировки органических и прочих неметаллических материалов – на них режут: дерево, бумагу, картон, кожу, ткань, стекло, акрил, камень и т.д. Хотя резать металл на лазерном CO2 станке всё-таки можно при наличии большого запаса мощности у лазерной трубки, всё же чаще всего такое применение будет нецелесообразным и применимым лишь к тонкие металлическим листам из узкого списка материалов. Данный тип излучателей плохо подходит для обработки металлов по одной основной причине – длина волны у сгенерированного лазерной трубкой луча составляет 10,6 мкм и этот параметр недостаточно мал для хорошего поглощения луча металлами и из-за этого резка металлических поверхностей на обычных лазерных CO2 станках обычно не является возможной.
- Волоконные лазерные излучатели. Генерация лазерного луча данными излучателями происходит с применением оптически активного или кварцевого волокна. При этом полученное лазерное излучение обладает длиной волны в 1,064 мкм, что делает эти излучатели отличным выбором для резки, гравировки и маркировки металлов и скверным для обработки органических материалов. Лазерный пучок волоконного излучателя фокусируется в крайне малую лазерную точку, что позволяет обеспечить максимальной точности и эффективности в процессе резки. Волоконные лазерные станки применяются для работы со множество различных металлов, среди которых: нержавеющая и углеродистая сталь, алюминий, латунь, медь, серебро, титан и т.д. На этих станках даже возможна обработка светоотражающих металлических материалов, с чем нередко возникают проблемы при применении других типов лазерных источников. По всем этим причинам, в лазерных станках по металлу в большинстве случаев используется именно этот тип источников.
- Nd:YAG (твердотельные) лазеры. В качестве активной среды лазера этим оборудованием используется кристалл - иттрий-алюминиевый гранат. Станки с такими излучателями чаще всего используются для резки и гравировки заготовок малой толщины с небольшой мощностью (настольные УФ маркеры).
Теперь, когда мы определили, что для резки металла в основном используются волоконные станки, далее под «станками по металлу» будут подразумеваться именно они.
Виды лазерных станков по металлу по специализации
Ниже мы упомянем общие виды лазерных станков по металлу, условно объединив их в группы по специализации:
- Лазерные маркеры – настольное лазерное оборудование низкой мощности (от 20 до 100 Вт), применяемое для нанесения лазерной маркировки и гравировки на металлические заготовки малого размера. С помощью них наносят текст, узоры, изображения и штрих/QR коды на всевозможные детали, сувениры, визитки, таблички, шильды, бирки и т.д. Это оборудование довольно востребовано и пользуется большой популярностью в связи с его компактностью в совокупности с простотой эксплуатации, высокой точностью и надежностью маркировки при отсутствии необходимости в расходных материалах. Всё это делает их отличной альтернативой традиционным методам маркировки для многих предприятий.
- Универсальные лазерные станки по металлу – это «стандартные» металлорезы, на которых можно выполнять гравировку и резку различных материалов. Эта категория довольно обширна и разные модели лазерных станков по металлу сильно различаются по размерам рабочего стола, мощности, комплектации и набору функций.
- Лазерные труборезы –лазерные станки по металлу, оснащённые дополнительной комплектацией и функциями делающими процессы загрузки, закрепления, резки и разгрузки труб и профилей всевозможной формы (круглые, квадратные и прямоугольные трубы, U- и H-образные профили) максимально комфортным. Обычно это довольно крупное и специализированное оборудование.
Критерии выбора лазерного станка по металлу
При выборе лазерного станка по металлу следует обратить внимание на следующие критерии:
- Рабочее поле станка – размеры рабочего стола выбираются, опираясь на максимальный размер заготовок, которые он должен будет вмещать. Мы советуем выбирать с некоторым запасом, ведь для размещения заготовки может понадобиться дополнительное пространство.
- Лазерная голова – важный элемент лазерного станка по металлу, ведь она отвечает за фокусировку и излучение сгенерированного лазерного луча. Особое внимание тут необходимо уделить наличию (или отсутвию) функции автофокуса, которая делает процесс подбора оптимального расстояния от поверхности фокусирующей линзы до заготовки автоматическим, что значительно экономит время и упрощает работу оператора станка. Присутствие данной функции особенно важно при обработке материалов различной или неравномерной толщины. Для лазерных голов также могут быть приобретены запасные комплектующие – защитные стёкла, фокусирующие линзы, сопла и керамические кольца. Наиболее часто из данных элементов защитные стёкла изнашиваются первыми, поэтому неплохо иметь под рукой запасные на случай поломки. Но при правильной эксплуатации и проведении регулярного технического обслуживания с очисткой всех компонентов лазерная голова может прослужить довольно продолжительное время без каких-либо проблем. Популярными производителями лазерных голов являются RayTools, Precitec и SWX.
- Лазерный источник. Как вы уже и могли понять из текста выше, данный элемент лазерного станка по металлу обладает большой ролью в его работе. Наиболее распространены излучатели от следующих производителей: Raycus, MAX Photonics и IPG. От мощности лазерного излучателя будет зависеть максимальная толщина заготовок, список материалов, а также скорость резки. В таблице ниже мы привели приблизительные значения максимальной толщины материалов и соответствующих им лазерных источников различной мощности (значения не включают некоторые факторы, такие как защитные газы и влияние окружающей среды поэтому на практике результат может быть несколько иным):
- Защитные (вспомогательные) газы. Для обеспечения высокого качества резки металлических материалов на лазерных станках по металлу используются различных вспомогательных газов, подбираемые под каждый конкретный материал. Основными из них являются сжатый воздух, кислород и азот. Их выбор и роль в процессе резки может отличаться в зависимости от материала, например для предотвращения окисления расплавленного материала при резке нержавеющей стали, меди и алюминия применяется азот, а при резке углеродистой стали уже используется кислород с высоким показателем чистоты, равным около 99,5%. Воздух может показаться бюджетным вариантом и в каком-то смысле это так, особенно если учитывать стоимость вспомогательных газов, но его использование требует особого подхода, а также регулярного техобслуживания воздушного компрессора. Качество резки при применении сжатого воздуха заметно ниже по сравнению с альтернативами, но это все ещё довольно неплохая опция в случаях, когда это не так важно.
- Вытяжка. Так как в процессе лазерной резки выделяется дым и газ, для того чтобы уберечь здоровье оператора станка и целостность оборудования необходимо оснастить помещение надежной системой вытяжки.
Станки для лазерной резки металлов применяются в самых различных отраслях промышленности и могут иметь множество разных применений, поэтому при их выборе рекомендуется опираться на конкретные производственные потребности, цели и задачи. Например, для небольшого бизнеса с малым уровнем загруженности нет особого смысла покупать дорогостоящий станок с большим рабочим столом и высокой скоростью резки, - тут можно обойтись станко небольшого или среднего формата с меньшими характеристиками. Важно хорошенько подумать о том, за какой срок это приобретение сможет окупиться. О более производительных моделях имеет смысл задумываться в основном предприятиям со средним или высоким уровнем загруженности и чётко определёнными производственными задачами, и потребностями.
Лазерные оптоволоконные станки по металлу являются надежным и высокоэффективным оборудованием, которое будет отличным приобретением для множества предприятий, занимающихся металлообработкой, ведь их высокая точность, скорость и качество обработки при относительно небольшой стоимости эксплуатации является довольно явным и большим плюсом.
