При лазерной резке металлов существует два основных метода резки.
1. Резка плавлением
2. Резка пламенем.
Резка плавлением используется, когда детали должны соответствовать высоким оптическим требованиям без доводки. При резке плавлением лазерный луч расплавляет металл по всему контуру резки, в то время как поток инертного газа высокого давления выдувает расплавленный материал из распила. Лазерная термоядерная резка использует ингибирующие реакцию инертные газы азот или аргон. Инертные газы не вступают в реакцию с расплавленным металлом в прорези, а сдувают его вниз. Азот или аргон охлаждают материал и предотвращают окисление на режущей кромке. Благодаря преимуществу режущей кромки, практически не содержащей оксидов, термоядерная резка создает чистые, блестящие, не содержащие окалины кромки и подходит для резки высоколегированной стали, нержавеющей стали и алюминия.
Лазерная резка пламенем обеспечивает высокую скорость резки и обработки толстых листов и мягкой стали. При резке пламенем лазерный луч нагревает металлическую поверхность выше определенной температуры. Кислород используется в качестве режущего газа и вдувается в пропил, вызывает экзотермическую реакцию и плавит металл. Это окисление высвобождает дополнительную энергию и поддерживает лазерный луч. Резка пламенем происходит быстрее, чем резка плавлением, но оставляет кромку с оксидным покрытием, поэтому качество кромки при резке плавлением лучше.
Резка мягкой (углеродистой) стали
Стоит отметить, что лазерная резка металлов осуществляется путем локального нагрева материала выше точки его плавления в фокусе лазерного луча. Расплавленный материал вытесняется газом, который направляется соответственно лазерному лучу, так что образуется распил.
Особенно в низколегированных сталях кислород обычно используется в качестве режущего газа.
При этом, мягкая сталь является наиболее популярным материалом в промышленности. Например, лазерная резка зубчатых колес, покрытий или звеньев цепи происходит из мягкой стали.
Лазерная резка нержавеющей стали
Высокая скорость обработки, превосходное качество режущей кромки и низкие зоны термического воздействия (HAZ) в материале делают лазерную резку нержавеющей стали эффективной в широком спектре применений. Один из примеров - это разрезание ножом или скальпелем. Лазерная резка является привлекательной альтернативой скальпелям, поскольку используется специальная нержавеющая сталь, которая в данном случае не подходит для штамповки. Кроме того, за очень короткий промежуток времени можно обработать множество различных форм.
Очень узкие разрезы и хорошее качество режущей кромки достигаются как при сухой, так и при влажной резке тончайших трубок, например имплантатов, таких как стенты. С помощью технологии лазерной резки можно вырезать множество различных контуров практически с любым разрешением.
Лазерная резка цветных металлов
Обработка высокоотражающих материалов.
Алюминий, магний, латунь, медь, бронза, титан, цирконий, никель, серебро, золото, платина, тантал, цинк или олово являются примерами цветных металлов, которые можно резать лазером. Адаптированные к требованиям материи в зависимости от толщины материала, могут быть рассмотрены процессы абляционной резки с помощью импульсных лазеров или процессы резки расплава с помощью лазеров.
Тонкие материалы можно резать импульсными лазерами малой и средней мощности, а также лазерами непрерывного действия с высокой скоростью обработки. Режущий газ используется для вытеснения расплава из распила. В результате получается режущая кромка без заусенцев. Ширина пропила зависит от толщины материала и типа лазера. Мощность лазера определяет скорость резки. На тонких материалах импульсные лазеры обеспечивают высокую точность, высокое качество и низкое тепловое воздействие. Лазеры с непрерывной волной способны достигать очень высоких скоростей резки.
Лазерная резка драгоценных металлов
Среди классических драгоценных металлов, которые можно разрезать лазером, есть платиновые металлы, а также золото и серебро. С помощью лазера можно добиться идеальных результатов резки металлов с высокой теплопроводностью.
Лазерная резка титана
Титан и титановые сплавы - это высокотехнологичный материал, используемый для специальных задач в промышленности. Такие характеристики, как оптимальное соотношение прочности и веса, высокая коррозионная стойкость и хорошая биосовместимость, обеспечивают специальные области применения аэрокосмической техники, химической промышленности и медицинских технологий.
Механическая обработка титана и титановых сплавов обычно возможна только при низких скоростях обработки и вызывает высокий износ инструмента. Лазерная резка здесь является отличным альтернативным методом.
По сравнению с непрерывным лазером, импульсный лазер характеризуется значительно уменьшенными зонами термического воздействия и, следовательно, меньшим искажением и изменением свойств материала. Из-за сильного родства титана к кислороду и азоту процесс в основном осуществляется с использованием инертного газа в качестве режущего газа.