Ország/régió és nyelv kiválasztása

A lézervágás, mint érintésmentes elválasztó eljárás

A lézervágás egy olyan daraboló eljárás, amellyel különböző anyagvastagságú fém és nem-fém szerkezeti anyagok vághatók. Ennek alapjául egy lézersugár szolgál, amelyet irányítanak, formálnak és nyalábba rendeznek. Amikor a sugár eléri a munkadarabot, az anyag olyan erősen felmelegszik, hogy elolvad vagy elpárolog. A teljes lézerteljesítmény ilyenkor egyetlen pontra fókuszál, melynek átmérője gyakran kevesebb mit fél milliméter. Ha itt nagyobb hőmérsékletre kapcsolunk, mint az anyag hővezető képessége, a lézersugár teljesen áthatol az anyagon, és megkezdődik a vágási folyamat. Míg más eljárások során a lemezek masszív, óriási erővel rendelkező szerszámokkal kerülnek megmunkálásra, addig a lézersugár érintésmentesen végzi a munkáját. Így nem kopik el a szerszám, és a munkadarabon sem keletkezik deformáció vagy sérülés.

A lézervágás előnyei

Anyagválaszték

Minden, az ipari megmunkálás során használt anyag - az acéltól az alumíniumon, nemesacélon és színes lemezeken keresztül a nemfém szerkezeti anyagokig, mint a műanyag, üveg, fa vagy kerámia - a lézerrel biztonságosan és kitűnő minőségben vágható. A szerszámmal különböző lemezvastagságok vághatók 0,5 millimétertől egészen 30 milliméterig. Ennek az extrém nyersanyagspektrumnak köszönhetően vált a lézer az elsőszámú vágószerszámmá a sokféle fém és nemfém felhasználási területen.

Kontúrmentesség

A fókuszált lézersugár csak helyileg melegíti fel az anyagot és a munkadarab többi részét minimálisan vagy egyáltalán nem éri hőterhelés. Ezáltal a vágásrés alig szélesebb, mint a sugár, valamint az összetett, apró kontúrok simán és sorjamentesen vághatók. A legtöbb esetben már nincs szükség időigényes utómunkálatokra. Rugalmasságának köszönhetően a vágási eljárást gyakran alkalmazzák kis darabos sorozatoknál, sokféle változatnál és a prototípusépítésnél.

Kiváló minőségű vágóélek ultrarövid impulzusokkal

Az ultrarövid impulzusú lézer majdnem minden anyagot olyan gyorsan elpárologtat, hogy hőhatás nem érzékelhető. Így kiváló minőségű vágóélek keletkeznek olvadékképződés nélkül. Ezért a lézer optimális a legapróbb fém termékek előállítására, mint például az orvostechnikai stentek. A kijelzőiparban az ultrarövid impulzuslézerek kémiailag edzett üvegeket vágnak.

Fedezze fel lézervágó termékeinket

Legyen szó 2D-s vagy 3D-s lézermegmunkálásról - a TRUMPF a legkülönbözőbb alkalmazási területekre kínál Önnek gépeket és rendszereket.

Tudjon meg még többet

A lézervágás folyamata

A lézervágás alapját a fókuszált lézersugár és a munkadarab között fennálló kölcsönhatás képezi. Ezáltal a folyamat biztonságosan és pontosan megy végbe, számtalan alkotóelem és segédeszköz kerül felhasználásra a lézersugár alkalmazásakor, amelyek a következő ábrán kerülnek bemutatásra.

Fókuszáló optika: a lencse- és tüköroptikák a lézersugarat a megmunkálási helyre fókuszálják
Lézersugár: a lézersugár találkozik a munkadarabbal és addig melegíti azt, amíg meg nem olvad vagy el nem párolog.
Vágógáz: a vágógáz segítségével a keletkező olvadék kifújásra kerül a vágásrésből. A gáz a lézersugárral együtt koaxiálisan kiáramlik a fúvókából.
Barázda: lézervágásnál a vágóél jellegzetes barázdamintával rendelkezik. Alacsony vágási sebesség esetén ezek a barázdák a lézersugárral közel párhuzamosan futnak.
Olvadék: a lézersugár - a fókuszált lézerfény - a kontúr mentén vezetve, helyileg olvasztja meg az anyagot.
Vágási front: a vágásrés a munkadarabon alig szélesebb, mint a fókuszált lézersugár.
Fúvóka: a lézersugár és a vágógáz a vágófúvókán keresztül jut a munkadarabra.
Vágási irány: a vágófej vagy a munkadarab egy meghatározott irányba történő mozgatásánál vágásrés keletkezik.

Sokféle felhasználás a lézervágás területén

Szinte nincs látható sorjaképződés: a fogaskerék vastagabb anyagok esetében is jól mutatja a lézervágás kiváló munkadarab-minőségét.

Az építőanyagtól a nemesacélon keresztül a nagy visszaverő képességű anyagokig - a lézer képes minden, az iparban előforduló anyag magas minőségű megmunkálására.

Gyors, sorjamentes és háromdimenziós: így vágja a lézer a hotforming technológiával készülő alkatrészeket, mint pl. az autóipari B-oszlopokat.

Az olvasztóvágás során a lézer a vékony nemes- és szerkezeti acélt 0,5 milliméter vastagságtól nagyon gyorsan és gazdaságosan vágja.

Lézervágott hővédő lemez kipufogóberendezéshez

A lézerrel még a háromdimenziós kialakítású alkatrészek, mint az égéstermék-elvezető berendezések hővédő lemezei is precízen méretre vághatók.

Törékeny-kemény anyagok, például üveg vágása lézerrel

Az önmagukban rideg, kemény anyagok, mint az üveg, a lézervágógéppel tükörsimára alakíthatók - gyorsabban, sorja és szilánk nélkül.

A BrightLine fiber egy speciális optikából, áramlásoptimalizált fúvókákból és további technikai innovációkból kifejlesztett kombináció. Az előnye: a kiváló minőségű vágóélek nem akasztják el a munkadarabokat a munkadarabok leszedésénél.

A mechanikus elválasztóeljárásokkal összehasonlítva a háztartási kések lézerrel gyorsabban és az élek utólagos megmunkálása nélkül elkészíthetők.

A legapróbb, mikroméretű struktúrákat a rövid és ultrarövid impulzus lézerek gyorsan és gazdaságosan vágják. Így használják fel például a lézervágással kialakított mutatókat az óragyártásban vagy a lézervágással kialakított implantátumokat az orvostechnikában.

A lézervágási technikák áttekintése

Ha a fém vagy nemfém szerkezeti anyagok vágásáról van szó, a lézer, mint univerzális szerszám, sok esetben az első választás. A lézersugár közel minden kontúrt gyorsan és rugalmasan vág, még akkor is, ha a formája apró és összetett, valamint az anyag nagyon vékony. A megmunkálási folyamatot és az eredményt különféle vágógázok és -nyomások befolyásolják.

Lángvágás

Lángvágás során oxigént használnak vágógázként, amely legfeljebb 6 bar nyomással fúj a vágásrésbe. A fémolvadékot megégeti és oxidálja. A kémiai reakciók által felszabadított energia segíti a lézersugarat. A lángvágás lehetővé teszi a nagyon magas vágási sebességet, valamint a vastagabb lemezek és szerkezeti acélok megmunkálását.

Lángvágás

Az olvasztóvágás során nitrogént vagy argont használnak vágógázként. A vágógáz ez esetben 2-20 bar nyomással hatol keresztül a vágásrésen, és a lángvágással ellentétben nem lép reakcióba a fémfelülettel. Az eljárás előnye, hogy a vágóélek sorja és oxidmentesek maradnak, valamint alig igényelnek utómunkát.

Szublimációs vágás

A szublimációs vágás finom vágási feladatoknál kerül bevetésre, amelyekhez kiváló minőségű vágóélek szükségesek. Ennél az eljárásnál a lézer az anyagot lehetőség szerint olvadásmentesen párologtatja el. Az anyaggőz magas nyomáshoz vezet a vágórésben, amely az olvadékot felül és alul nyomja ki. A folyamatgáz - nitrogén, argon vagy hélium - megvédi a vágási felületeket a környezettől, valamint gondoskodik arról, hogy a vágóélek oxidmentesek maradjanak.

Finomvágás

A finom lézervágás során a pulzáló lézerenergia a furatokat egymáshoz illeszti, amelyek 50%-90%-ban átfedik egymást, és vágásrést képeznek. A rövid impulzusok magas impulzus-csúcsteljesítményt és extrém teljesítménysűrűséget eredményeznek a munkadarab-felületen. Az előnye: az alkatrészek felmelegedése nagyon csekély, ami lehetővé teszi a legapróbb alkatrészek vágását is hőtorzítás nélkül.

A lézervágási eljárást befolyásoló paraméterek

Fókuszpozíció és fókuszátmérő

A fókuszpozíció befolyásolja a munkadarabon lévő vágásrés teljesítménysűrűségét és formáját. A fókuszátmérő meghatározza a résszélességet, valamint a vágásrés formáját is.

Lézerteljesítmény

A megmunkálási küszöbérték átlépéséhez, azaz annak a pontnak az eléréséhez, amikor az anyag olvadni kezd, és egy meghatározott mennyiségű energiára van szükség különböző felületek megmunkálásához. Ennek meghatározása: energiamennyiség adott területre = teljesítménysűrűség x behatási idő a munkadarabra.

Fúvókaátmérő

A megfelelő fúvóka kiválasztása döntő fontosságú a munkadarab minősége szempontjából. Ezért a gázsugár formáját és a gázmennyiséget is a fúvóka átmérője határozza meg.

Üzemmód

A folyamatos hullámú üzem vagy impulzusok, amelyekkel a lézerenergia folyamatosan vagy megszakításokkal éri el a munkadarabot, az üzemmód irányítása alatt állnak.

Vágási sebesség

A vágási sebesség az adott vágási feladat és a megmunkálandó anyag függvényében kerül meghatározásra. Alapvetően érvényes, hogy minél nagyobb lézerteljesítmény áll rendelkezésre, annál gyorsabb lehet a vágás. Ezenkívül a vágási sebesség csökken az anyagvastagság növekedésével. Amennyiben a sebesség túl nagyra vagy túl alacsonyra lett beállítva az adott anyaghoz, az erősebb érdességmélységhez és sorjaképződéshez vezethet.

Polarizációs érték

Majdnem minden CO₂-lézer lineárisan polarizált lézerfényt bocsát ki. A kontúrok vágásánál a vágási iránnyal a vágási eredmény is megváltozik: Ha a fény a vágási iránnyal párhuzamosan halad, az élek simák lesznek. Ha a fény a vágási irányra merőlegesen halad, akkor sorja keletkezik. Ezért a lineárisan polarizált fényt legtöbb esetben felváltja a cirkulárisan polarizált fény. A polarizációs érték megmutatja, hogy mennyire sikerült elérni a kitűzött cirkuláris polarizációt, valamint döntő fontosságú a vágási minőség szempontjából. A szilárdtest lézereknél a polarizációt nem szabad megváltoztatni, a vágási eredmények az iránytól függenek.

Vágógázok és vágónyomás

Minden vágási folyamathoz különféle folyamatgázok kerülnek felhasználásra, amelyek eltérő nyomással jutnak át a a vágásrésen. Az argon és a nitrogén vágógáz előnye például, hogy nem lépnek reakcióba a vágásrésben megolvadt fémmel. Ezzel egyidőben megvédik a vágási felületet a környezettől.

Lézervágás gázkeverékkel

Nagy lézerteljesítménnyel kombinálva nitrogénből és oxigénből álló gázkeverék használatával a sorjaképződés csökkenthető a szerkezeti acélban és az alumíniumban. A hat és tizenkét milliméter közötti vastagságú vastag lemezeknél a munkadarab-minőség javulása függ az anyag típusától, ötvözetétől és minőségétől.