Станок лазерной резки металла видео

С самого момента появления металл является одним из самых используемых материалов на планете. Данная особенность обуславливает то, что на протяжении всего времени человек пытается улучшить процедуру его обработки. Оборудование для лазерной резки – один из современных подходов к организации процесса производства деталей из металла. Своими руками создать лазерный луч в бытовых условиях невозможно. Лидером в производстве промышленных станков для лазерной резки можно назвать Китай.

Станок лазерной резки металла видео

Принцип работы

Если рассматривать лазерные установки, которые имеют домашний узкоспециализированный круг применения, работа основана на создании сфокусированной энергии. Для того чтобы ее было достаточно специальный аппарат проводит фокусировку энергии в один луч. Для управления исполнительного органа во время гравировки настольный или другой тип станка по металлу оснащают системой ЧПУ, своими руками переместить исполнительный орган при помощи блока ручного управления зачастую нельзя. Стоит отметить, что без внедрения ЧПУ процесс производства высокоточных деталей был бы невозможен.

Различают два основных типа лазера:

Есть и другие варианты исполнения, но их высокая цена и сложность конструкции определяют невысокую популярность. Только настольный вариант, который проводит обработку неметалла, может иметь установку невысокой мощности.

Станок лазерной резки металла видео

Станок лазерной резки металла видео

Станок лазерной резки металла видео

Станок лазерной резки металла видео

Станок лазерной резки металла видео

Станок лазерной резки металла видео

Наиболее популярными стали станки по металлу, которые имеют газовый портативный генератор энергии, когда применяется углекислый газ в качестве тела луча. Из-за отсутствия механического воздействия и при наличии ЧПУ, возможности сделать меньшую мощность излучения, использовать станки стало возможно для обработки хрупких заготовок, неметалла.

Производство при резке по металлу или при выполнении гравировки осуществляется за счет воздействия высокой температуры, которая возникает на момент контакта с фокусированным лучом и поверхности заготовки. В результате резка по металлу происходит за счет его разогрева.

Достоинства станков лазерной резки

Портативный или промышленный станок по металлу, российского или зарубежного производства, к примеру, Китай, обладает следующими достоинствами:

  1. Высокая точность и производительность. Использование системы ЧПУ определяет полную автоматизацию гравировки и других процессов. Сделать обработку быстрее стало возможно из-за значительно увеличения мощности квантового генератора.
  2. Раскроечный процесс происходит с максимальной экономичностью.
  3. Исключена необходимость включения этапа доработки торцов или их гравировки с перебазированием, использованием другого оборудования.
  4. Станки по металлу с лазерной установкой применимы при необходимости выполнения гравировки или другого типа обработки на момент штучного, мелкосерийного или крупносерийного производства. Система ЧПУ позволяет их внедрять в различные автоматические линии обработки, настольный или мини вариант исполнения применим при штучном изготовлении деталей.
  5. Станки по металлу с лазерной установкой применяют для гравировки и другой обработки в случае, когда не допускается возникновение механического напряжения. Также отсутствие механического напряжения определяет возможность проведения гравировки или резки по твердому металлу.
  6. Есть возможность нанесения мини технологической разметки для последующей сборки по ней.
  7. Интегрированная система ЧПУ и особенности исполнительного органа определяют, что даже настольный или мини станок по металлу может использоваться для создания нестандартных изделий, которые имеют профиль различной геометрии и уровня сложности.
  8. Минимальный период от этапа разработки проекта до его реализации определяет то, что сделать детали можно с меньшими затратами, а это уменьшает окончательную стоимость продукта.

Станок лазерной резки металла видео

Станок лазерной резки металла видео

Станок лазерной резки металла видео

Станок лазерной резки металла видео

Станок лазерной резки металла видео

Станок лазерной резки металла видео

Подобные качества присущи как мини станкам, так и промышленным вариантом исполнения, которые выпускает Китай или Россия, в том случае, если оборудование подобрано правильно.

Виды лазерной резки

Основным элементом мини или промышленного лазерного станка является именно сама установка, которая проводит создание и скопление в луч определенной энергии. Комплектующее для лазерных станков может выглядеть по-разному, но зачастую состоит из:

  1. Особого источника энергии, портативный вид системы накачки.
  2. Рабочего тела, который отличается вынужденным эффектом излучения. Позиционирование этого элемента происходит при помощи системы ЧПУ.
  3. Резонатора оптического типа, который состоит из набора зеркал или других элементов.

Сделать своими руками даже мини вариант лазерной установки практически невозможно из-за сложности конструкции.

Ситуация, при которой использовать портативный генератор лазерного излучения, зависит от необходимой мощности воздействия и вида лазера. Можно сделать следующего рода классификацию по применению лазерного оборудования:

  1. Твердотельный имеет мощность не более 6 кВт. Своими руками сделать его нельзя, но конструкция все же не очень сложная. Применяется зачастую именно в производственных целях. Рабочее тело, которое имеет портативный элемент лазерного станка, представлено рубином или стеклом с примесью неодима. Именно поэтому цена станка довольно велика, а своими руками сделать систему практически невозможно. Основным преимуществом мини варианта исполнения твердотельного лазера можно назвать способность создания мощного заряда энергии за несколько миллисекунд. Вариант твердотельного лазера используют в промышленности, мини станки – для гравировки или мелкосерийного производства.
  2. Газовые имеют мощность до 20 кВт. Российского производства станки с газовым типом лазера применяют преимущественно в научных экспериментах. Своими руками сделать даже портативный вариант установки невозможно. Активное тело представлено азотом в газообразном виде, гелем или углекислым газом. Атомы подобных веществ способны приобретать направленное движение при воздействии электричества.
  3. Газодиномичные установки имеют мощность от 100 кВт, страна производитель зачастую Китай. Своими руками в этом случае нельзя провести даже замену элементов системы. Система очень сложная и редкая. Рабочим телом выступает углекислый газ, который подается в портативный нагреватель. Сначала газ нагревают, затем его пропускают через очень узкий канал и охлаждают. Портативный элемент системы подобным образом создает пучок энергии, который используется для лазерной резки. Своими руками в этом случае позволяется только составить план обработки. Подобные установки, которые зачастую поставляет Китай, имеют изолированную среду обработки и способны проводить резание любого металла. Есть возможность поместить источник луча на любом расстоянии от обрабатываемой поверхности без потери мощности и качества обработки.
Читать также:  Сталь 40х твердость по бринеллю

Зачастую именно Китай является поставщиком рассматриваемого оборудования, но есть варианты российского производства.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Станок лазерной резки металла видео Станок лазерной резки металла видео Станок лазерной резки металла видео Станок лазерной резки металла видео

Из этого обзора вы узнаете как мы собираем станки лазерной резки тяжелой серии, на расположенном в Москве собственном производстве. Наш экспертный обзор посвящен особенностям и нюансам конструкции, источнику лазера и конструктивным особенностям, влияющим на точностные характеристики и стабильность работы станка.

Лазерная резка — технология резки и раскроя материалов, при которой используется лазер высокой мощности. Сфокусированный лазерный луч, обычно управляемый компьютером, обеспечивает высокую концентрацию энергии и позволяет разрезать практически любые сплавы металла. В результате можно получить узкие резы с минимальной зоной термического влияния.

Волоконные лазеры компактны и прочны, точно наводятся и легко рассеивают тепловую энергию. Устройства этого типа представляют собой вариацию стандартного твердотельного источника когерентного излучения с рабочим телом из оптоволокна.

Промышленность в настоящее время является крупнейшим потребителем волоконных лазеров. Наибольшим спросом при этом пользуются лазеры мощностью порядка киловатта и выше.

Производство станков лазерной резки

  • Станок лазерной резки металла видео

Начальный этап производственного процесса заключается в разработке концепта, схемы компоновки узлов и агрегатов с учетом оптимального сопряжения и расчетов по жёсткости конструкции. Основную работу на этой проводят в один этап. В дальнейшем, при необходимости, в готовый проект могут вноситься изменения.

Большая часть деталей для нового лазерного станка изготавливается также на лазерном станке.

  • Станок лазерной резки металла видео

Например, части будущей станины вырезаются из 5-миллемитровой стали, гнутся согласно технологическому заданию, собираются «в пазы» и скрепляются методом сварки. После этого станине необходимо придать вес для стабильной работы станка с ускорением 1,2-2g. Готовая конструкция заливается бетоном, с нее снимается остаточное напряжение, возникшее в процессе термообработки, и она отправляется на фрезеровку.

  • Станок лазерной резки металла видео

Фрезеровка станины по всей длине — важный этап, напрямую влияющий на точностные характеристики всего станка. Направляющие, по которым передвигается портал с режущей головой, устанавливаются в технологические пазы в самой станине, без проставок, подпружинивания и прочих хитростей, которые позволяют показать хорошие характеристики точности станка только на этапе запуска, но не в процессе реальной эксплуатации.

  • Станок лазерной резки металла видео

При сборке станка процесс фрезеровки станины занимает несколько дней и состоит из четырех этапов: производство замеров, черновая фрезеровка, снятие напряжения, чистовая фрезеровка. После наносится двухкомпонентное защитное покрытие повышенной прочности на полиуретановой основе. Так заканчивается последний этап сборки основы станка — восьми тонной станины, которая обеспечивает высокие динамических показатели, выдерживает многолетнюю эксплуатацию в самых жестких условиях без потери точностей позиционирования и повторяемости.

  • Станок лазерной резки металла видео

Портал станка, по которому будет перемещаться лазерная голова, также проходит этап фрезеровки и шлифуется по небольшой, не видной глазу, дуге, что в итоге позволяет получить его параллельное положение относительно стола раскроя с точностью до десятых долей миллиметра. Тщательные расчеты позволили оптимально понять естественный прогиб портала под тяжестью собственного веса и режущей головы.

Читать также:  Сталь с255 гост 27772 2015

  • Станок лазерной резки металла видео

Режущая голова собственной разработки надежно защищена 4-миллиметровой стальной крышкой, способной выдержать удар листа металла при загрузке. Функция автофокуса в базовой комплектации станка позволяет сократить время на фокусировку луча при раскрое металла разных толщин. Смена линз и защитных стекол может производиться как по «классической» технологии с фронта, рассчитанной для чистых производств, так и снизу головы, с подачей сжатого воздуха, для предотвращения попадания пыли внутрь головы.

Детали внешнего обвеса станка — защитный кабинет, электрошкафы, кожухи, двери, корпус стойки ЧПУ , — также изготавливаются в несколько этапов: раскрой на лазерном станке, гибка, сверление отверстий и механическая обработка, грунтовка и покраска в камере.

  • Станок лазерной резки металла видео

Сменные столы тоже проходят этап фрезеровки. В конструкции станка и первый и второй стол расположены на одном уровне относительно режущей головы. Это очень важно, т.к. схема расположения столов на разном уровне имеет существенные недостатки. Во-первых, в этом случае уменьшается скорость раскроя на более высоком столе, а во-вторых производители вынуждены помещать, а значит утяжелять, режущую голову на выносную консоль, чтобы обеспечить больший ход по оси Z. В купе с одним двигателем перемещения портала такая машина не способна быстро остановить портал с тяжелой режущей головой во время работы, что пагубно сказывается на точности раскроя. Особенно это заметно при перфорировании отверстий: ровный круг на чертеже превращается в эллипс на практике. Мы давно отказались от подобной схемы.

  • Станок лазерной резки металла видео

После подготовки станины и внешних деталей станка производится его сборка. Устанавливаются электро- и пневмо-компоненты. Интегрируется источник лазерного излучения российской разработки — IPG Photonics.

Программное обеспечение ЧПУ станка выполнено на операционной системе Linux, что исключает «зависания», «вирусы» и нестабильную работу, присущие системам на OS Windows. Программное обеспечение полностью русифицировано, обладает возможностью удаленного доступа и имеет понятный и простой интерфейс.

  • Станок лазерной резки металла видео

В стандартной комплектации на станок устанавливаются закаленные косозубые рейки шестерни немецкой компании WITTENSTEIN. Это позволяет добиться скорости холостого хода в 140 000 мм/мин при ускорении 1,2g. Опционально возможно установить магнитные направляющие, и таким образом получить скорость в 200 000 мм/мин при ускорении в 2g.

  • Станок лазерной резки металла видео

Японские серводвигатели Yaskawa Sigma VII с одноименными драйверами управления являются шедевром надежности и прецизионных характеристик. Мы устанавливаем их на все выпускаемые станки. Важно отметить, что наш станок имеет два двигателя с каждой стороны портала.

  • Станок лазерной резки металла видео

В результате сборки получаем двенадцатитонный станок лазерной резки, способный работать в круглосуточном режиме не менее 7 лет, без потери точностных характеристик и преждевременного износа узлов и агрегатов.

  • Станок лазерной резки металла видео

После сборки станка на собственном производстве, заказчик приглашается на предварительную приемку, в рамках которой наши специалисты демонстрируют работу станка и проводят экспертную консультацию.

Готовая машина монтируется на территории заказчика. При этом проводится обучение персонала, а в дальнейшем обеспечивается онлайн-поддержка на всем сроке эксплуатации.

Станок лазерной резки металла видео

Лазерный станок для резки металла позволяет обрабатывать металлические поверхности и делить их на компоненты. Если гравировальный агрегат может использоваться в домашних условиях для гравировки, то специальные лазерные устройства по металлу предназначены для крупных предприятий и специализированных мастерских.

Особенности

Станок лазерной резки металла видео

Фото лазерного станка для резки металла

  • Главная особенность лазерной резки заключается в том, что они обеспечивают высококачественный и точный рез металлических поверхностей;
  • После работы станка металлу зачастую не требуется дополнительная обработка;
  • Основная сфера применения лазерного оборудования для резки — специализированные предприятия, занимающиеся металлообработкой;
  • Лазерные станки не предназначены для домашнего применения. Исключением является гравировальный агрегат;
  • Гравировальный станок позволяет обрабатывать поверхность металла, выжигая на нем всевозможные узоры, надписи и изображения. Гравировка — отличная бизнес-идея, которая реализуется путем покупки соответствующего станка;
  • Лазерный станок является автоматизированным устройством, потому участие человека своими руками в рабочих процессах резки металла минимальное;
  • Задача оператора — выставить своими руками необходимые настройки или задать параметры работы станка через блок ЧПУ;
  • Лазерные станки, предназначенные для резки, дополнительно способны выполнять вырезку и фрезеровку.

Как он работает

Станок лазерной резки металла видео

Схема лазерного станка для резки металла

Устройства лазерной резки металла основаны на луче лазера — основном рабочем инструменте оборудования. Изучив особенности работы конкретной модели станка, вы сможете своими руками сфокусировать луч на поверхности, задав ему требуемые параметры.

Лазерный луч способствует разрушению металла. Это обусловлено высокоплотной энергией излучателя. Подобные свойства лазерного станка достигаются за счет некоторых особенностей его функционирования.

  1. Луч лазера монохроматичный. Это говорит о том, что длина и частота волны излучателя всегда постоянные.
  2. Лазер способен концентрироваться на незначительных по размерам участках. Так осуществляется гравировка своими руками на мелких деталях, заготовках или сувенирной продукции.
  3. У луча есть когерентность. Параметры мощности излучателя увеличиваются многократно. Это обеспечивается эффектом резонанса, который может быть вызван определенными типами колебаний.
Читать также:  Срок службы резинового газового шланга для плиты

Излучатель подогревает обрабатываемую поверхность металла до температуры, которая позволяет плавить материал. За короткий временной промежуток плавление усиливается, после чего лазер входит непосредственно в слой металла, осуществляя его резку путем постепенного перемещения рабочей головки. Когда металл достигает точки кипения, начинается испарение. Это позволяет после обработки лазером не оставлять отходов или следов резки.

Способы резки

Резка с использованием излучателя, проводимая своими руками на специальных станках, бывает двух типов:

  • Плавлением;
  • Испарением.
  1. Метод испарения требует внушительных затрат электроэнергии. Потому в условиях небольшой мастерской применять данный метод нецелесообразно из соображений экономии. Плюс испарение не позволяет разрезать толстые листы металла. Испарение актуально для тонких листовых материалов.
  2. Плавление получило куда большее распространение. Чтобы повысить эффективность лазерной резки, уменьшим при этом расход энергии и позволив излучателю резать толстый металл, разработчики придумали иную схему. Помимо излучателя, в работе принимает участие специальный газ. Введение газа способствует увеличению уровня окисляемости металла, повышению добавочной теплоты и защите от образования налета на срезаемых кромках. Подобная методика с использованием газа применяется и для гравировки.

Плюсы и минусы

У лазерной резки есть свои положительные и отрицательные качества. Прежде чем приобрести лазерный агрегат для работы своими руками или гравировки поверхностей металла, стоит рассмотреть плюсы и минусы.

Начнем с положительных моментов. К ним относят:

  • Широкий ассортимент. Режущий и гравировальный лазерный агрегат приобрести можно в специализированных магазинах. Технология достаточно быстро развивается, потому на рынке появляются все новые игроки, демонстрирующие отличные характеристики своего оборудования;
  • Лазерная резка осуществляет обработку металла почти любой толщины;
  • Излучатель способен обрабатывать алюминий, нержавейку и сорта стали повышенной прочности;
  • Излучатель не вступает в механический контакт с заготовками, что исключает вероятность повреждений и образования дефектов;
  • Для работы своими руками нужно только знать нюансы управления компьютером. Процессы автоматизированы и задаются через модуль ЧПУ. Освоить такую методику управления своими руками довольно просто;
  • Лазер способен выполнить рез с высокой скоростью, что экономит ваше время и повышает производительность труда;
  • Лазерная обработка не предусматривает использование дополнительных станков, пресс-форм или процессов доводки;
  • Излучательные станки обладают высокой функциональностью и широким диапазоном свойств. Это позволяет своими руками создавать все, от простейших разрезанных пополам деталей, заканчивая сложными по форме и конфигурации заготовками.

Но есть у такого оборудования определенные недостатки.

  1. Высокие показатели энергопотребления. На работу лазера требуется внушительное количество электричества. Особенно это касается излучателей, в работе которых не принимает участие газовая смесь.
  2. Устройства ограничены по толщине разрезаемого металла. Распилить рельсы вы таким станком вряд ли сможете. Но для того есть специализированные установки. Лазер же справляется с большинством типичных задач.
  3. Высокая стоимость самого оборудования. Покупка излучателя обойдётся вам минимум в 100 тысяч рублей за простейшую модель для небольшой мастерской. Крупные установки промышленного типа стоят не один миллион рублей.

Можно выделить несколько основных разновидностей лазерных устройств.

  1. Газовые. Здесь газ выступает в качестве рабочего тела. Во время работы лазера газ поступает через трубку в пространство излучателя. Происходит химическая реакция, способствующая повышению качества среза. Подобные станки очень эффективные и достаточно простые в управлении своими руками.
  2. Твердотопливные. Такие установки можно встретить на производствах. Особенность оборудования заключается в наличии лампы накачки. Она позволяет передавать на рабочий излучатель требуемое излучение. Твердотопливные лазерные установки работают в постоянном и импульсном режиме.
  3. Газодинамические. Во многом похожи на газовые излучатели. Разница заключается в необходимости нагрева газа до определенной температуры. Стоимость газодинамических устройств высока, потому только на некоторых видах предприятий их целесообразно использовать.

Лазерные станки обладают определенными преимуществами перед металлообрабатывающим традиционным оборудованием. Лазерная технология стремительно развивается, что позволяет постепенно удешевлять производство станков. С точки зрения перспективы у излучателей светлое будущее.

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *