Wycinanie laserowe

Technologia cięcia laserowego metalu

Wycinanie laserowe, lub LBC (Laser Beam Cutting), jak określa się je na całym świecie, jest procesem, w którym materiał w obszarze cięcia jest podgrzewany, a następnie niszczony przez laser.

Istota laserowego cięcia metali

Laserowe cięcie metali, jak sama nazwa wskazuje, odbywa się za pomocą wiązki laserowej wytwarzanej przez specjalną maszynę. Właściwości tej wiązki pozwalają jej skupić się na małym obszarze, jednocześnie wytwarzając energię o dużej gęstości. Powoduje to, że każdy materiał ulega aktywnej destrukcji (topi się, pali, wyparowuje itp.).

Zasada działania wiązki laserowej

Na przykład maszyna do cięcia laserowego może skoncentrować 108 watów energii na centymetr kwadratowy na powierzchni obrabianego przedmiotu. Aby zrozumieć, w jaki sposób można osiągnąć ten efekt, konieczne jest zrozumienie właściwości wiązki laserowej:

  • Wiązka laserowa, w przeciwieństwie do fal świetlnych, charakteryzuje się stałą długością fali i częstotliwością (monochromatyczność), co ułatwia skupienie jej na dowolnej powierzchni przy użyciu konwencjonalnych soczewek optycznych.
  • Wyjątkowo wysoka kierunkowość wiązki laserowej i niewielki kąt jej rozbieżności. Dzięki tej właściwości na sprzęcie do cięcia laserowego można uzyskać silnie skupioną wiązkę.
  • Wiązka laserowa ma jeszcze jedną bardzo ważną właściwość – koherencję. Oznacza to, że wiele procesów falowych zachodzących w takiej wiązce jest w pełni skoordynowanych i w rezonansie ze sobą, co znacznie zwiększa całkowitą moc promieniowania.

Laserowe cięcie metalu można wykonać na dwa sposoby:

  • topienie metalu;
  • odparowanie obrabianego metalu.

Cięcie metalu metodą odparowania wymaga dużej mocy, a tym samym znacznego nakładu energii, co nie zawsze jest ekonomicznie uzasadnione. Surowe wymagania dotyczące grubości również ograniczają zastosowanie tej metody. Z tego powodu jest ona stosowana tylko do cięcia elementów cienkościennych.

Laserowe cięcie metalu z wykorzystaniem procesu fuzji stało się znacznie bardziej powszechne. Ostatnio coraz częściej laserowe cięcie termojądrowe wykonywane jest z użyciem gazów (tlen, azot, powietrze, gazy obojętne), które wdmuchiwane są do strefy cięcia za pomocą specjalnych urządzeń (film z tego procesu można łatwo znaleźć w Sieci).

Technologia ta pozwala na obniżenie kosztów energii, zwiększenie prędkości pracy oraz zastosowanie urządzeń o małej mocy przy cięciu metalu o dużej grubości. Oczywiście, nie można tego uznać za cięcie laserowe w czystej postaci, bardziej poprawne byłoby nazwanie tego technologią lasera gazowego.

 

Tagged , ,