Laser Cutting header

Řezání laserem

Contact us generico

Kontaktujte nás

Telefon: 235 097 520 

Fax: 235 097 525

siad@siad.cz

 

Laser Cutting

Řezání laserem je určeno pro aplikace, u kterých je požadována vysoká kvalita a přesnost řezu bez nutnosti dalšího opracování, zvláště u tenkých materiálů.

Díky vysoké schopnosti zaostřit laserový paprsek na minimální průměr je možné dosáhnout úzkých řezů, paralelně řezaných okrajů, minimální tepelné ovlivněné zóny, minimálních deformací a vysoké přesnosti řezu s kvalitním povrchem a ostrými hranami.

V praxi řezání laserem produkuje finální výrobky, které nevyžadují další operace, jako např. (například vrtání otvorů nebo broušení řezných hran.

Termín laser vychází ze zkratky „Light Amplification by Stimulated Emission Radiation”, tj. „zesilování světla stimulovanou emisí záření“.

Laserový paprsek může být koncentrován a zaostřen na jeden jednotlivý bod, kde díky vysoké koncentraci dosáhne extrémně vysoké teploty. Dosažené teploty jsou tak často vyšší než výparné teplo ohřívaných materiálů.

Nejběžnější druhy laserů jsou: 
1) CO2 laser, který užívá pro tvorbu paprsku v rezonátoru a umožňuje dosažení výstupního výkonu až 40 kW.
2) Nd YAG laser , který užívá k tvorbě laserového paprsku krystaly je k dispozici ve výstupních výkonech až 5 kW.
3) vláknový (Fiber) laser, který k tvorbě paprsku využívá "jádra" optického vlákna legovaného ytterbiem (Yb) stimulovaného diodovým světlem.. Vláknové lasery dnes umožňují dosažení výstupního výkonu až 50 kW.

Řezání laserem je proces, který v posledních letech získal obrovský podíl na trhu. Umožňuje řezání různých kovových a nekovových materiálů v širokém rozsahu (uhlíkové oceli až 30 mm, nerezová ocel až 20 mm, hliníkové slitiny až 20 mm, ale také plexisklo až 30 mm, dřevo, překližka atd.) a v mnoha oblastech průmyslu:

Plyny jsou pro tuto technologii velmi důležité. Zabezpečují tři důležité funkce:

1. Ochrana optiky: chrání optiku laseru před znečištěním prachem a jinými kontaminujícími látkami. Venkovní vzduch není nejideálnějším prostředí pro tuto aplikaci. Uhlovodíkové zbytky, dokonce i v dobře filtrovaném vzduchu a vlhkost se mohou usazovat na zrcadlech. Tím způsobují jejich znečištění, snížení výkonu laseru a následné znehodnocení celé optické trasy. SIAD doporučuje použití laserového dusíku z řady Laserstar.

2. Laserové plyny: pro CO2 lasery (nejpoužívanější lasery v této aplikaci), jsou základem pro vznik laserového paprsku. Pro jeho stabilitu, nutnou pro jeho optimální využití, je nezbytné použít správnou směs plynu, složenou z těchto složek:

  • Oxid uhličitý: nejdůležitější plyn, působením elektrické energie se z něj generuje laserový paprsek
  • Dusík vytváří prostředí, které zvyšuje energii získanou z laserového paprsku
  • Helium umožňuje účinné rozptýlení tepla vygenerovaného elektrickou energií ve směsi plynů.

3. Asistenční plyny: hrají zásadní roli v procesu řezání. Pro řezání kovů se mohou použít dvě různé technologie: kyslíkové řezání a tavné řezání. Pro každou z těchto aplikací se používá jiný řezný plyn a jiný tlak.

Kyslíkové řezání je ovlivněno čistotou kyslíku. Tato čistota hraje zásadní roli při řezání nelegovaných nebo nízkolegovaných ocelí. Bylo prokázáno, že přechodem ze stupně čistoty 3.5 (99,95 %) na stupeň 5.0 (99.999 %) se může zvýšit řezná rychlost až o 20 %.

Zvýšením čistoty kyslíku tedy lze:

  • zvýšit rychlost řezání
  • řezat kovy o větší tloušťce.

     

Obvykle doporučují výrobci systémů nejméně 99.95% (čistota 3.5). SIAD díky své spolupráci s výrobci laserových systémů vyvinul HIGH SPEED OXYGEN (kyslík pro vysoké rychlosti) o čistotě 99,999 % s velmi nízkým obsahem nečistot. Tento produkt umožňuje dosáhnout vyšší kvality řezu a zvýšit rychlost řezání.

Vysokotlaké (fúzní, tavné) řezání se používá při řezání uhlíkových a vysoce legovaných ocelí, nerezavějících ocelí, slitin na bázi niklu, hliníku (dural), mosazí, bronzů a ostatních neželezných materiálů. Zde se téměř výhradně využívá jako asistenční plyn dusík laserové kvality. Pro řezání titanu, Ti-slitin a hořčíkových slitin (např. elektron) se používá jako asistenční plyn argon 5.0 (99,999 %).

Inertní plyny při této technice nepřispívají k tavení materiálu, ale jsou předurčeny na rychlé vyfukování roztaveného materiálu ze spáry. Tyto plyny brání oxidaci řezaného materiálu, chrání optiku před rozstřiky či výpary a ochlazují okraje spáry, čímž se pozitivně zmenšuje tepelně ovlivněná oblast. U nových typů vláknových laserů (Fiber) je možné  použít vysokotlaké řezání dusíkem i pro běžné, uhlíkové oceli do tloušťky až 4 mm. Vysoká rychlost řezání a řez bez oxidů tento postup činí ekonomicky i technologicky výhodným.