Kako deluje laserski rezalnik?

.Zakaj se laserji uporabljajo za rezanje?

»LASER«, kratica za ojačitev svetlobe s stimulirano emisijo sevanja (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation), se pogosto uporablja v vseh življenjskih slojih. Ko se laser uporabi na rezalnem stroju, doseže rezalni stroj visoko hitrost, nizko onesnaževanje, manj potrošnega materiala in majhno območje vpliva toplote. Hkrati je lahko stopnja fotoelektrične pretvorbe laserskega rezalnega stroja do dvakrat višja od stopnje rezanja z ogljikovim dioksidom, dolžina svetlobe vlakenskega laserja pa je 1070 nanometrov, zato ima višjo stopnjo absorpcije, kar je ugodnejše pri rezanju tankih kovinskih plošč. Prednosti laserskega rezanja ga uvrščajo med vodilne tehnologije za rezanje kovin, ki se pogosto uporablja v strojni in predelovalni industriji, med katerimi so najbolj značilna rezanje pločevine, rezanje v avtomobilski industriji itd.

Kako deluje laserski rezalnik?

I. Načelo laserske obdelave

Laserski žarek se usmeri v svetlobno točko z zelo majhnim premerom (najmanjši premer je lahko manjši od 0,1 mm). V laserski rezalni glavi tak visokoenergijski žarek prehaja skozi posebno lečo ali ukrivljeno ogledalo, se odbija v različne smeri in se končno zbere na kovinskem predmetu, ki ga je treba rezati. Kjer je laserska rezalna glava rezala, se kovina hitro stopi, upari, ablira ali doseže točko vžiga. Kovina upari in tvori luknje, nato pa se skozi šobo, ki je soosna s žarkom, razprši visokohitrostni zračni tok. Z močnim pritiskom tega plina se tekoča kovina odstrani in tvori reže.

Stroji za lasersko rezanje uporabljajo optiko in računalniško numerično krmiljenje (CNC) za vodenje žarka ali materiala, običajno pa ta korak uporablja sistem za krmiljenje gibanja za sledenje CNC ali G-kode vzorca, ki ga je treba izrezati na material, da se doseže rezanje različnih vzorcev.

II. Glavne metode laserske obdelave

1) Lasersko rezanje s taljenjem

Lasersko taljenje je postopek, pri katerem se kovinski material segreje in stopi z energijo laserskega žarka, nato pa se skozi šobo, ki je soosna s žarkom, vbrizga stisnjen neoksidirajoči plin (N2, zrak itd.), tekoča kovina pa se s pomočjo močnega tlaka plina odstrani, da se tvori rezalni šiv.

Lasersko rezanje s taljenjem se uporablja predvsem za rezanje neoksidirajočih materialov ali reaktivnih kovin, kot so nerjaveče jeklo, titan, aluminij in njihove zlitine.

2) Lasersko rezanje s kisikom

Načelo laserskega rezanja s kisikom je podobno rezanju z acetilenom. Uporablja laser kot vir predgrevanja in aktivni plin, kot je kisik, kot rezalni plin. Po eni strani izbrizgani plin reagira s kovino in ustvarja veliko količino oksidacijske toplote. Ta toplota je dovolj za taljenje kovine. Po drugi strani pa se staljeni oksidi in staljena kovina izpihnejo iz reakcijskega območja, kar povzroči reze v kovini.

Lasersko rezanje s kisikom se uporablja predvsem za kovinske materiale, ki se zlahka oksidirajo, kot je ogljikovo jeklo. Uporablja se lahko tudi za obdelavo nerjavečega jekla in drugih materialov, vendar je prerez črn in hrapav, stroški pa so nižji kot pri rezanju z inertnim plinom.