Metal kesmek için lazer makinelerine genel bakış ve seçimi

Metal kesme için lazer ekipmanı çok çeşitli endüstrilerde kullanılmaktadır: makine mühendisliği, metalurji ve mobilya imalatı. Bu popülerlik, artan doğruluk düzeyine sahip karmaşık bir şeklin parçalarını oluşturmanıza izin vermesi gerçeğinden kaynaklanmaktadır. Bu tür ekipmanlar makalemizde tartışılacaktır.

Metal lazer kesicilerin üç ana işlevi vardır:

• gravür: metal bir yüzeye resim, metin ve hatta bir fotoğraf çizmek;
• lazer kesim;
• eğrisel kesim.

Her durumda, sayısal kontrol modülünün kesme parametrelerini ayarladığı bir şablon oluşturulur. Sonuç mükemmel derecede doğru bir üründür.

Herhangi bir lazer kesicinin tasarımı birkaç blok içerir:

• yayıcı - bir foton akışı veya dar odaklı bir lazer darbesi üretmekten sorumludur;
• gaz hareket ünitesi - sıcak metali çalışma alanından üflemek ve radyatörü soğutmak için tasarlanmıştır;
• sürücü - emitörü işlenmiş yüzey üzerinde hareket ettirmek için kullanılır;
• çalışma kesme masası - masa değiştirilebilirken, iş parçasının yerleştirildiği yer;
• CNC / ACS modülü.

Bu tür makinelerin çalışma prensibi, metal işleme yapan bir lazer tüpü tarafından dar bir ışın üretilmesine dayanmaktadır. Kirişin işlenen malzemenin yüzeyi ile teması sonucunda yüksek sıcaklık etkisi oluşur ve metalin kazınmasına veya kesilmesine olanak sağlar. Aynı zamanda, gaz karışımının akışı, yüksek kaliteli bir kesim sağlayan erimiş malzeme tabakasını dışarı üfler. Bu makineler, her tür çelik sacın yanı sıra demir dışı metaller ve bunların alaşımlarıyla çalışmak için kullanılabilir.

Herhangi bir lazer kesicinin çalışmasının özü, enerjinin işlenmiş malzemenin yüzeyinde yoğunlaştığı, dar yönlendirilmiş bir ışına odaklanmaktır. Böyle bir kirişin çapı, minimum kesme kalınlığını sağlayan milimetrenin onda birini geçmez. Lazer ışınının güç özelliklerinin belirli parametrelere getirilmesi sonucunda metal yapının erime süreci ve ardından dönüşüm meydana gelir. Çalışma mekanizmasına bağlı olarak, bu tür makinelerin dört ana türü vardır.

Metalin lazer kesimi oksijen veya nitrojen ortamında gerçekleştirilebilir, seçim işlenecek metalin özelliklerine bağlıdır. Böylece, oksijene maruz kalmanın bir sonucu olarak, termal enerjisi oldukça kalın düşük alaşımlı ve karbonlu çelik levhaların kesilmesini mümkün kılan ekzotermik reaksiyonlar tetiklenir.

Galvanizli veya galvanizli yüzeylerin oksijenle kesilmesi önerilmez. Bu durumda kesim düzensizdir, ayrıca cüruf oluşumu riski de artar. Paslanmaz veya yüksek alaşımlı çelik keserken, kesim noktasının oksidasyonuna izin vermek istenmez. Bu nedenle, bu tür metallerle çalışırken, inert gazlar, çoğunlukla azot talep edilmektedir.

Alüminyum kesmek için herhangi bir gaz ortamı kullanılabilir. Ancak titanyum alaşımlarıyla çalışmak için, her iki gaz da metal yüzey tarafından emilmeye ve kırılgan bir tabaka oluşturmaya başladığından, ne biri ne de diğeri kullanılamaz. Bu malzeme için, helyum veya yüksek saflıkta argon içinde çalışan lazer cihazları tercih edilmelidir.

Genel olarak, herhangi bir gaz lazer kesicisi maksimum radyasyon dalgasını verir, bu nedenle maksimum kalınlıkta sac işlerken talep edilir.

Ekipmanın yüksek verimliliği ve üretkenliği, fiber optik lazer cihazları tarafından sağlanır, genellikle mini makineler şeklinde uygulanırlar. Aşağıdaki avantajlara sahiptirler.

• Yüksek ışın kalitesi. Kesme çizgisi daha incedir ve nokta daha küçüktür, bu da genellikle iş verimliliğini artırır.
• Yüksek kesme hızı. Gazla karşılaştırıldığında, iki katıdır.
• dayanıklılık Profesyonel bir fiber optik lazerin kullanılması, 100 bin saate kadar ekipman çalışması için istikrarlı performans sağlar.
• Verimliliği arttırmak. Fiber optik kesimde fotoelektrik dönüşümün verimliliği, gaz ortamında lazer kesimden 2-3 kat daha fazla olan %30'a karşılık gelir.
• Düşük kullanım maliyeti. Fiber optik kurulumların güç tüketimi, gaz atmosferinde lazer kesimin %30'unu geçmez.
• Minimum bakım maliyetleri. Yansıtıcı lenslere ihtiyaç duymadan, makine bakımında çok paradan tasarruf edebilirsiniz.
• Bu tür ekipmanın çalışması özellikle zor değildir. Optik fiberin iletimi nedeniyle, optik yolun parametrelerini ayarlamaya gerek yoktur.

Bir diyot lazer kesicinin ana çalışma elemanı, optik rezonatör olarak oluşturulmuş bir yarı iletken kristal formundaki bir emitördür. Diyota ek olarak, böyle bir lazer, alternatif bir akım ağından güç sağlamak için özel bir cihaz içerir. Bu, çıkış radyasyonunun parametrelerini değiştirmenize izin verir.

Bununla birlikte, diyot tipi bir lazer, tutarlılık parametreleri açısından gaz ve fiber optik lazerlerden önemli ölçüde daha düşüktür. Odaklanma büyük bir sapma sağlar, bu nedenle enerjiyi maksimum hacimde yoğunlaştırmak imkansızdır. Bu tür ekipmanın tek avantajı, diğer tüm modellere göre nispeten ucuz olmasıdır.

Katı hal lazerinin çalışma prensibi gaz lazerine benzer. Ama aynı zamanda kendine has özellikleri var. Gazlı ortamın aksine, burada aktif bir katı form ortamı kullanılır. Kural olarak, bunlar, nadir toprak elementleriyle temas ettiğinde aktive olan kristaller ve çeşitli camlardır. Bu tür lazerler, artan verimlilik ile karakterize edilirken, bir dizi model boyut olarak oldukça kompakttır. Bu torçlar, çok çeşitli metalleri ve kalınlıkları işleyebilen dalga boylarına sahip kirişler üretir.

Bugün piyasada çeşitli üreticilerin metal için lazer kesicileri var. İç pazardaki yabancı şirketler arasında, Avrupa ülkeleri, ABD, Japonya ve Tayvan'da bulunan fabrikaların ürünleri çok popüler:

• Trumpf (Almanya);
• Schuler (Almanya);
• Trotec (Avusturya);
• Farley Laserlab (Avustralya);
• GCC (Tayvan).

Ayrıca Çin yapımı ürünler büyük bir pazar payına sahiptir. Bununla ilgili görüş belirsiz, çoğu kalitesinden şüphe ediyor.Bununla birlikte, Çin'de üretim tesisleri bulunan bazı markalar, İsviçre teknolojisini kullanarak ve müşterinin sıkı kontrolü altında faaliyet göstermektedir. Son derece yüksek teknik ve operasyonel özelliklere sahip lazer kesim makineleri üretiyorlar. Bu şirketler şunları içerir:

• Tavşan;
• Wattsan;
• Bodor.

Rusya'da lazer kesiciler, Semiconductor Devices, LOMO, Plasma ve Inversion sanayi kuruluşları tarafından üretilmektedir. Her biri belirli tipte lazer sistemleri sunar. Ülkemizde aynı anda her türlü lazer makinesinin üretimini yapan işletme bulunmamaktadır.

Metal için bir lazer kesici seçerken aşağıdaki özelliklere dikkat etmelisiniz.

• Malzeme çeşitleri. Her şeyden önce, işletmenin özelliklerini dikkate almak gerekir. Kesilecek parçaların neyden yapıldığını ve kalınlıklarının ne olduğunu netleştirmek önemlidir. Bu faktörler, makinenin teknik verileri, çalışma alanının büyüklüğü ve ekipmanın çalışma parametreleri ile karşılaştırılmalıdır.
• Güç. Bugün tüm lazer makinelerinin ortalama gücü 500 ila 6000 watt arasında değişmektedir. 6 mm'den daha ince metal levhaları kesmeyi planlıyorsanız, 500-700 W'lık bir lazer kesici yeterli olacaktır. Daha kalın malzeme ile çalışmak için maksimum güce sahip makineleri seçmeniz gerekir.
• Arma. Fiber optik makineler söz konusu olduğunda sarf malzemelerine dikkat etmeniz gerekir: servo motorlar, kılavuzlar, kesme kafaları, kimeralar ve diğerleri. Bu bileşenlerin kalitesi ve işlevselliği, lazer kesimin hassasiyetini ve hızını etkiler. Bazı vicdansız üreticiler, maliyetleri azaltmak için ekipmanı orijinal bileşenlerle değil, muadilleriyle tamamlar. Bu alıcı için kafa karıştırıcı olabilir. Bu nedenle, sarf malzemelerinin menşei hakkındaki bilgiler önceden açıklığa kavuşturulmalıdır.
• Ekipmanın kalitesi. Son yıllarda, çoğu işletmede üretim döngüsünü azaltma eğilimi olmuştur. Birçok firma, özellikle pazara yeni girenler, lazer kesicilerini müşteriye teslim etmeden önce test etmeye yeterince dikkat etmemekte ve ekipmanın kalite kontrolünü yapmamaktadır. Bu nedenle, bir makine seçerken, üreticide test hizmetlerinin ve satış öncesi hazırlıkların mevcudiyetine dikkat etmek çok önemlidir.
• Servis bakımı. Ekipman seçerken, servis hizmetleri kullanım bölgesinde temsil edilen üreticilerin makinelerini tercih etmek daha iyidir. Aksi takdirde, çalışma sırasındaki herhangi bir kusur, uzun vadeli onarımlara ve buna bağlı olarak üretim kesintilerine yol açacaktır.

Metal lazer kesim makineleri çok yönlüdür. Ve bu hem kullanılan malzemeler hem de üretim olanaklarının genişliği için geçerlidir. Özellikle metalleri kesmek ve kazımak için kullanılabilirler.

Lazer ekipmanının en yaygın kullanımı malzeme kesimidir. Metal işlemede ana kesici takımın lazer olduğu takım tezgahları yaygındır. Şunları yapmanıza izin verirler:

• iç ve dış mekan reklam yapılarının bireysel unsurları;
• metal inşaatçılar ve bulmacalar;
• dekor öğeleri;
• otomobil ve uçak modelleme için parçalar;
• hediyelik eşyalar.

Metal ürünlerin lazer gravürü, en basit şeyi paha biçilemez bir hediyeye dönüştürebilir. En net gravür, bir lazer ışını kullanılarak elde edilir. Bu teknikte uygulanan görüntülerin raf ömrü sınırsızdır, aşınmadan, asit-alkali çözeltilerin etkilerinden, sudan, ultraviyole radyasyondan ve aşırı sıcaklıklardan korkmazlar.

Bilgisayar kontrollü lazer yardımı ile maksimum detayda bir görüntü elde edebilirsiniz. Çoğu zaman, metal yüzeylerde karmaşık desenler oluşturulur ve hatta fotoğrafları çoğaltır.

Lazer ışını ile sadece düz değil, dışbükey yüzeyler de kazınabilir. Bu durumda, makine motoruna özel bir iş parçası sabitleme mekanizması bağlanır. Motorun dönüşü iş parçasına aktarılır, belirli bir hızda hareket etmeye başlar ve lazer ışını her taraftan bir görüntü uygular.