Разбор лазерной резки: как световые лучи режут металл, дерево и пластик за считанные секунды!

Современное производство часто требует точной обработки твёрдых материалов, что предъявляет очень высокие требования к технологии резки . Технология лазерной резки способна решить эту задачу. Её основной принцип заключается в использовании высококонцентрированного мощного лазерного луча, подобно сверхточному световому ножу, для резки различных материалов. Будь то дерево, сталь или различные виды пластика, лазер справится с этой задачей.

Вы, вероятно, сталкивались с проблемами, возникающими при традиционной резке: рез получается неровным, появляется множество заусенцев, заготовка легко деформируется и гнётся, или размеры недостаточно точны, что само по себе вызывает проблемы. Но лазерная резка открыла новые возможности. Эта технология позволяет резать металл или дерево подобно хирургическому скальпелю с точностью до микрона. Она выходит за рамки простой сегментации и воплощает в себе искусство прецизионного производства.

Краткое изложение основного ответа:

Эта статья:

• Подробно объясните, как работает лазерная резка, проанализируйте ее различные виды и основные преимущества.
• Дайте несколько полезных советов (например, как рассчитать ширину реза при лазерной резке).
• Помочь вам оценить, подходит ли эта технология для вашего проекта.

Почему это руководство заслуживает вашего доверия? Практический опыт экспертов JS Laser Cutting

В области лазерной резки часто существует разрыв между теоретическими знаниями и практическими работами. Отличительной чертой этого руководства является то, что оно полностью основано на многолетнем практическом опыте команды JS.

Поддержка профессиональной команды: основная команда нашей компании состоит из инженеров с опытом работы в области материаловедения, машиностроения и оптической инженерии, со средним опытом работы в отрасли более 8 лет.

Стандартизированная база данных процессов: Мы систематизировали параметры процесса, данные резки и решения для различных материалов (от обычной стали до специальных материалов, таких как лазерная резка древесины), обработанных за последнее десятилетие, сформировав обширную базу данных процессов.

Обращаясь к нам, вы опираетесь не на личный опыт конкретного инженера, а на системный подход и кристаллизацию знаний всей команды.

Строгий контроль качества: от проверки чертежей и планирования процесса до проверки первого изделия и массового производства, мы разработали стандартные рабочие процедуры. Например, при лазерной резке материалов с высокой отражающей способностью мы требуем обязательного проведения пробной резки и металлографического анализа, чтобы гарантировать безошибочную настройку параметров. Этот строгий контроль процесса — ключ к превращению превосходного опыта в стабильное качество.

Непрерывное технологическое развитие: мы регулярно анализируем завершённые проекты и пополняем нашу базу знаний новыми открытиями и оптимизациями. Содержание данного руководства также динамически обновляется для обеспечения его актуальности и актуальности.

«Каждая успешная резка — это результат идеального диалога между параметрами, опытом и свойствами материала».

Это руководство призвано поделиться с вами ценным опытом, который мы неоднократно и безоговорочно проверяли в реальных боевых условиях. Оно воплощает мудрость команды JS, работающей на передовой лазерной резки.

Принцип работы лазерной резки: как луч света творит чудеса

Как инженер команды JS, я наглядно объясню вам принцип работы лазерной резки. По сути, он заключается в превращении луча света в сверхпрочный и сверхтонкий тепловой энергетический нож.

Фактически, в основе лазерной резки лежит синергия этих трех ключевых звеньев: генерация мощного лазера -> точная фокусировка -> мгновенное плавление материалов и очистка газом.

Шаг 1: Создание лазерного луча

Наиболее значимой задачей является генерация мощного лазерного луча . В настоящее время существуют два основных промышленных вида оборудования:

(1) CO2-лазерный резак:

Лазер, используемый в этом методе резки, возбуждается электризацией газовой смеси (в основном углекислого газа). Это самый первый лазер, который до сих пор широко используется. Газовая смесь содержит не только углекислый газ, но также азот, водород, ксенон и гелий.

Зачем добавлять другие газы? Это необходимо для стабилизации лазера и повышения эффективности.

При его использовании для резки необходимо выбрать вспомогательный газ, распыляемый на точку резки: кислород или азот.

• Кислород подходит для резки более толстых материалов:

Однако есть небольшая проблема: кислород реагирует с металлом при высокой температуре, оставляя на режущей кромке черный слой оксида. Если последующий процесс требует чистой поверхности (например, покраска или сварка ), мы сначала займемся этим слоем оксида.

• Азот больше подходит для резки тонких досок:

Его основная задача — «сдуть» расплавленный металл и защитить место реза, чтобы режущая кромка была очень чистой с минимальным слоем оксида, при этом сохранялась работа по последующей полировке.

(2)Волоконный лазер:

Этот метод резки отличается тем, что он использует мощные диоды, возбуждающие специальные оптические волокна , а световой луч усиливается и усиливается внутри оптического волокна перед выходом. Энергия этого лазера чрезвычайно концентрирована, что позволяет с лёгкостью расплавить и разрезать пластину из нержавеющей стали толщиной 1 см.

Во время резки сильный поток воздуха (обычно азота или сжатого воздуха) следует за лазерным лучом и обдувает материал.

Его задача очень важна: со временем удалить расплавленный металлический шлак, чтобы срез был чистым, а кромка гладкой.

При использовании этой технологии повышается эффективность резки металлических материалов и достигаются более заметные преимущества, особенно при резке металлов с высокой отражающей способностью и высокой теплопроводностью (таких как медь и алюминий).

Шаг 2: Сфокусируйте лазерный луч

Первоначально сформированный расходящийся лазерный луч концентрируется посредством точной оптической системы линз в очень тонкую точку (обычно менее 0,2 мм в диаметре). Такая фокусировка крайне важна, поскольку она позволяет достичь в пятне очень высокой плотности энергии. Сочетание лазерной резки и прецизионной фокусировки составляет фундаментальную основу для достижения точной и высокоточной резки.

Шаг 3: Расплавьте и удалите материал.

Что происходит при применении сверхвысокоэнергетического лазера?

Когда невероятно мощный лазер, сфокусированный в очень маленькой области фокуса, освещает поверхность материала, температура там быстро нагревает материал с такой большой энергией, что металл мгновенно плавится, а некоторые материалы испаряются.

Газ высокого давления для оказания помощи :

Плавления только лазером недостаточно. Для создания чистого реза необходимо удалить расплавленный металл из зазора между резаком и кромкой. При этом газ под высоким давлением (обычно сжатый воздух, кислород или азот) распыляется вниз вблизи лазерного луча.

Ключевые моменты резки металла:

При резке металла выбранный вспомогательный газ будет оказывать непосредственное влияние на эффект:

(1)Используйте кислород:

• Он не только удаляет расплавленный материал, но и вступает в реакцию окисления (горения) с горячим металлом.
• Тепло, выделяемое в результате этой реакции, помогает резать более толстые металлические листы .
• Однако на кромке реза обычно образуется оксидный слой.

(2) Используйте азот (N2) или инертный газ:

• Если вам нужна блестящая, неокисленная поверхность реза , то вам придется использовать инертный газ, например азот, который по сути защищает материал от окисления при повышенных температурах.
• При повышенных температурах азот становится химически инертным и с трудом вступает в реакцию с расплавленным металлом.

Лазерная резка, при которой лазерный луч, направляемый через хорошую линзу, превращается в сверхмощное световое пятно, расплавляет материал за считанные секунды! В сочетании с воздухом под высоким давлением он быстро сдувает шлак и обеспечивает эффект резки, который является основой процесса преобразования светового луча в термонож. Хотите резать быстро и красиво? Свяжитесь с технической командой JS в любое время!

Большие преимущества и потенциальные проблемы лазерной резки

В JS мы активно применяем и доверяем технологии лазерной резки, поскольку она идеально соответствует нашему стремлению к точности, эффективности и гибкости производства.

Почему мы отдаем предпочтение лазерной резке?

• Король точности, стабильности и надежности: лазерная резка позволяет легко достичь допусков на уровне микронов (тоньше волоса) и гарантировать высокую однородность размеров каждой детали при массовом производстве, что является краеугольным камнем прецизионного производства.
• Свобода и безграничность дизайна: хорошие новости для инженеров и дизайнеров! Независимо от сложности геометрии, наличия мелких внутренних углублений или острых углов, если их можно нарисовать в САПР, лазер способен вырезать их практически точно, преодолевая ограничения традиционной резки.
• Узкий разрез, небольшое повреждение материала: режущая щель, создаваемая лазером, чрезвычайно узкая, что обеспечивает высокий коэффициент использования материала. Зона термического влияния, создаваемая лазером, очень мала, что позволяет максимально сохранить первоначальные свойства материала, что критически важно для последующей обработки и эксплуатационных характеристик изделия.
• Бесконтактная обработка. Воздействие высокоэнергетического луча без физического контакта. Это означает отсутствие износа инструмента (снижение затрат на обслуживание) и механического воздействия (идеально подходит для тонких и хрупких материалов, таких как тонкие металлические листы, специальные пластики и керамика).
• Высокая скорость и высокая степень автоматизации: после установки программы она может работать непрерывно на высокой скорости с высокой степенью автоматизации, что особенно подходит для массового производства, а ее эффективность значительно превосходит такие традиционные процессы, как распиловка и штамповка.

«Как подчеркивал Тайити Оно, пионер бережливого производства: суть производства заключается в устранении отходов».

На что следует обратить внимание при использовании лазерной резки?

(1) Существует верхний предел толщины.

• Явление: При резке металла лазером, если он режет очень толстые стальные листы, скорость резки значительно снизится, а потребление энергии увеличится.
• Суть: Эффективность лазерной резки невысока, а затраты на данный момент не оправданы.
• Рекомендуемое решение: в случае сверхтолстых деталей наиболее реалистичными и экономически эффективными вариантами являются такие процессы, как плазменная резка или гидроабразивная резка.

(2) Металл с высокой отражающей способностью представляет собой проблему

• Явление: Резка металлов с высокой отражающей способностью, таких как медь, латунь или блестящие поверхности (голый алюминий), является технологической проблемой при лазерной резке.
• Суть: Металлическая поверхность слишком светоотражающая, легко отражает лазерный луч, что не позволяет эффективно резать материал.
• Требования к реагированию: Для этого требуется специализированное оборудование (например, волоконные лазеры высокой мощности), а также очень точная настройка параметров процесса, что зависит от обширного опыта оператора. Это преимущество нашей команды JS в ежедневной работе с такими проблемными материалами.

(3)Высокий порог инвестиций в оборудование

• Феномен: Большинству компаний требуются лазерные режущие станки, и они предпочитают иметь полный комплект промышленного оборудования (сам станок + сопутствующие охладители, воздушные компрессоры и системы пылеудаления). Первоначальные инвестиции чрезвычайно высоки.
• Суть: Высокая доля первоначальных инвестиций является дорогостоящим препятствием.
• Гибкое решение: по этой причине компании обычно не приобретают оборудование самостоятельно, а работают со специализированными поставщиками услуг лазерной резки, такими как мы. Это более гибкая стратегия с гораздо меньшими первоначальными инвестициями и более высокой экономической эффективностью. Когда вы ищете «лазерная резка рядом со мной», поиск надёжного поставщика услуг, такого как JS, крайне важен.

(4)Дым и выхлопные газы требуют профессиональной обработки.

• Явление: Сжигание материалов с помощью лазеров обязательно приведет к образованию дыма и выхлопных газов, а некоторые материалы также могут выделять токсичные газы.
• Суть: Эти отходы должны быть удалены немедленно и безопасным способом.
• Необходимые меры: Так, при выполнении лазерной резки необходима установка надежной системы фильтрации выхлопных газов (например, промышленных пылеуловителей и установок направленной фильтрации).
• Важность: Это напрямую влияет на здоровье и безопасность персонала и соблюдение нормативных требований на предприятии. Это необходимые операционные инвестиции, а также часть услуг лазерной резки.

Лазерная резка — мощная технология, но она не всесильна. Возникают головные боли из-за отражения света от толстого материала? У нас есть решение! Опытная команда JS + высокопроизводительное оборудование, специализирующееся на решении различных проблем, связанных с резкой и другими видами работ.

Практические советы: как подготовиться к проекту лазерной резки

Чёткая проектная документация — отправная точка для эффективной обработки. Чётко выполняйте следующие пункты, и наше взаимодействие будет более гладким, а вы сможете быстрее получать высококачественную продукцию.

Совет 1: Подготовьтесь к проектам лазерной резки — сделайте надрез

Хотите, чтобы вырезанные детали идеально подошли друг к другу? Понимание и компенсация пропила — неизбежный шаг. Позвольте мне объяснить вам, как определить ширину пропила для лазерной резки :

Что такое пропил?

Сам лазерный луч имеет определённую ширину. При прорезании материала ширина прожигаемой полосы материала и есть пропил. Это не нулевой, а реальный размер. Это и есть рез лазерной резки.

Почему это так важно?

Представьте, что вам нужно вырезать две детали, которые нужно вставить вместе (структура с прорезью для карт). Если вы проектируете точно по конечному размеру и игнорируете лазерный пропил, вырезанные детали будут болтаться при сборке (слишком большой зазор) или вообще не смогут вставиться (слишком туго). Компенсация пропила необходима для того, чтобы детали в итоге подошли идеально.

Как найти и компенсировать пропил?

• Самый надежный способ — измерить его самостоятельно: спроектируйте простой квадрат размером 10 x 10 мм (сплошной внутри), а затем позвольте нам вырезать его для вас из того же материала и той же толщины.
• Измерьте результат: используйте точный штангенциркуль, чтобы тщательно измерить фактический размер вырезанного квадрата. Например, длина стороны составляет всего 9,8 мм.
• Рассчитаем ширину реза: Нож = (размер проекта - фактический размер) / 2. Получается (10 мм - 9,8 мм) / 2 = 0,1 мм. Это означает, что лазер прожег около 0,1 мм материала на этом куске.
• Учитывайте погрешность при проектировании: при проектировании паза или отверстия, которое должно быть точно подогнано, не забудьте сместить край паза внутрь на величину пропила (например, 0,1 мм в данном случае). Фактический размер канавки, прорезанной таким образом, как раз достаточен для установки деталей проектного размера.

Диапазон рекомендуемой ширины реза:

Источник данных: Международная лазерная ассоциация (ILA), Технический отчет 2023 года.

Моё предложение:

Хотя буквальные измерения и сравнительные таблицы удобны, самый простой и точный способ — связаться с нами напрямую! В JS Laser Cutting Services мы накопили огромный реальный боевой опыт . У нас есть точная база данных разрезов для идентичного типа материала, толщины, параметров оборудования и оптимизированных процессов, используемых в вашем проекте.

Сообщите нам заранее о ваших требованиях к материалу и точности, и мы предложим вам оптимальное соотношение цены и качества, избавив вас от необходимости многократного тестирования и гарантируя, что ваш дизайн будет успешным с первой попытки. Где бы вы ни искали «лазерную резку рядом со мной», JS предоставит вам профессиональную поддержку. Наши услуги лазерной резки охватывают широкий спектр услуг.

Совет 2: Оптимизируйте файл дизайна

«Главный принцип промышленного дизайна: безупречное качество достигается безупречной подготовкой».

(1)Выберите векторный формат файла

Пожалуйста, предоставьте файлы в векторных форматах, таких как DXF/DWG/AI/SVG. В таких файлах сохраняется точное направление линии и координаты точек, что позволяет напрямую определить траекторию движения лазерной головки и избежать отклонения размеров, вызванного преобразованием в растровые изображения.

(2)Путь резки полностью закрыт.

Все контуры резки должны образовывать замкнутую связную форму. Разомкнутые контуры могут привести к сбою позиционирования лазера и, как следствие, к несоосности реза или прерыванию обработки, что напрямую влияет на точность конечного продукта.

(3) Удалить лишние повторяющиеся сегменты линии.

Удалите дублирующиеся или лишние строки из файла проекта. Дублирующиеся контуры приведут к прогоранию или прогоранию материала, а также к расширению щелей и образованию отходов. Это не только увеличит время обработки (↑ стоимость), но и с высокой вероятностью приведёт к перегреву и деформации материала (↓ качество).

Совет 3: Анализ типичного применения — настройки лазерной резки латуни 3 мм CO2

Вы наверняка сталкивались с такими материалами, как латунь, в процессе обработки. Сегодня я расскажу о конкретном случае, с которым часто сталкивается наша команда JS: о ключевых моментах резки латунных пластин толщиной 3 мм.

Уточнение технических предпосылок:

Использование CO₂-лазера для резки латуни толщиной 3 мм — не лучшая идея. Высокая отражательная способность латуни до длины волны 10,6 мкм (коэффициент отражения >90%) приведёт к значительному ослаблению лазерной энергии. Эффективность резки и качество формовки не соответствуют промышленным стандартам. Требуется технология волоконного лазера.

Решение для обработки волоконным лазером (на базе мощного оборудования JS):

Наше заключение по результатам проверки:

«Эта комбинация доказала свою эффективность в практике массового производства JS с конусностью реза ≤0,05° и шероховатостью поверхности Ra<12,5 мкм. Доказательство: для материалов с высокой отражающей способностью выбор поставщика услуг лазерной резки с волоконным лазерным оборудованием и продуманной базой данных технологических процессов поможет избежать технических рисков».

FAQ — ответы на все ваши вопросы о лазерной резке

Вопрос 1: Для чего используется лазерная резка?

• Металлообработка (детали из листового металла/электрические корпуса).
• Рекламные логотипы (полые прецизионные буквы/объемные знаки).
• Ремесленное производство (лазерная резка дерева/кожи).
• Архитектурное моделирование (пропорциональные конструктивные элементы).
• Медицинское оборудование (хирургические шаблоны/шаблоны имплантатов).

Основная ценность: выполнение сложной плоскостной резки с точностью до миллиметра, заменяя традиционные процессы штамповки/пиления.

Вопрос 2: Чем лазерная резка отличается от лазерной обработки?

В действительности, при эксплуатации и использовании оборудования нашего JS, лазерная резка — это профессиональный метод лазерной обработки. Лазерная обработка — более общий профессиональный термин, включающий множество других технологий, таких как лазерная гравировка, лазерная маркировка, лазерная сварка, лазерное сверление и т. д., которые выполняются на нашем оборудовании.

Вопрос 3: Какая лазерная резка находится рядом со мной?

Если вы ищете услуги лазерной резки поблизости, JuSheng — рядом! Мы находимся в Дунгуане и специализируемся на предоставлении быстрых и удобных услуг лазерной резки местным потребителям. От разработки образца до массового производства — вы можете воспользоваться местными преимуществами: оперативный ответ, получение коммерческого предложения и доставка в тот же день.

Конечно, мы также осуществляем доставку по всей стране благодаря быстрой логистике, гарантирующей безупречную доставку. Просто загрузите чертеж онлайн и получите точный расчёт стоимости в течение 1 минуты! Сэкономьте один шаг вашего проекта.

Вопрос 4: Что такое лазерная стрижка?

Лазерная стрижка, возможно, терминологическая ошибка. Правильное название — лазерная эпиляция (Laser Hair Removal).

Различия в ключе:

• Технологии и объекты: Лазерная эпиляция воздействует на волосяные фолликулы в коже с помощью низкоэнергетического лазера с определённой длиной волны, который разрушает корни волос тепловой энергией, достигая стойкого эффекта замедления роста. Это часть медицинской косметологии и ухода за телом.
• Промышленная лазерная резка: предлагаемые нами услуги лазерной резки основаны на использовании лазерного луча высокой плотности энергии (например, CO2-лазера, волоконного лазера) в качестве режущего инструмента для плавления или испарения конструкционных материалов, таких как металл, акрил и дерево. Это высокоточная технология промышленной обработки.

Краткое содержание

Сила технологии лазерной резки заключается в редком сочетании скорости, точности и гибкости. Она не только режет материал, но и «печатает» тщательно разработанные на компьютере чертежи на реальном материале без малейшей ошибки. Это точный мост, соединяющий цифровой и физический миры.

Хотите попробовать, на что способна лазерная резка?

Хотите ли вы сделать:

• Сложная металлическая деталь (например, кронштейн, корпус).
• Или красивое декоративное изделие (акриловая вывеска, деревянные поделки), пример сочетания лазерной резки и креативности.
• Или любой другой проект по изготовлению пластин, требующий точной обработки, включая лазерную резку дерева...

Команда JS уверена в себе и способна помочь вам: наш накопленный опыт, профессиональное оборудование и контроль деталей гарантируют, что детали, которые вы получите, будут именно такими, как вы себе представляли.

Следующий шаг очень прост:

Не стесняйтесь! Расскажите нам о своих идеях для проекта или просто отправьте нам файлы дизайна. Мы быстро оценим ситуацию и предоставим вам чёткое и конкурентоспособное предложение, чтобы вы могли оценить профессионализм и удобство лазерной резки.

Свяжитесь с нами или загрузите свои файлы сейчас, чтобы получить расценки !

Отказ от ответственности

Содержимое этой страницы предназначено исключительно для информационных целей. Серия JS. Нет никаких явных или подразумеваемых заявлений или гарантий относительно точности, полноты или достоверности информации. Не следует предполагать, что сторонний поставщик или производитель предоставит данные о рабочих характеристиках, геометрических допусках, конкретных конструктивных характеристиках, качестве и типе материалов или качестве изготовления через сеть Longsheng. Ответственность за это несет покупатель. Запросить коммерческое предложение на детали. Указать конкретные требования к этим разделам. Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации .

Команда JS

JS — ведущая компания в отрасли, специализирующаяся на индивидуальных производственных решениях. Мы обладаем более чем 20-летним опытом работы с более чем 5000 клиентов и специализируемся на высокоточной обработке на станках с ЧПУ , производстве листового металла , 3D-печати , литье под давлением , штамповке металла и других комплексных производственных услугах.

Наш завод оснащён более чем 100 современными 5-осевыми обрабатывающими центрами, сертифицированными по стандарту ISO 9001:2015. Мы предлагаем быстрые, эффективные и высококачественные производственные решения для клиентов более чем в 150 странах мира. Будь то мелкосерийное производство или крупносерийная продукция по индивидуальному заказу, мы готовы удовлетворить ваши потребности с максимально быстрой доставкой в ​​течение 24 часов. Выбирайте JS Technology. Это означает эффективность, качество и профессионализм.
Чтобы узнать больше, посетите наш сайт: www.cncprotolabs.com

Ресурс