Технология лазерной резки

Лазерный луч на поверхности способен сконцентрироваться в пятно диаметром несколько микрон, а если он обладает определенной мощностью, то происходит деформирование поверхности материала (оплавление, испарение, разрушение, выжигание). Это подобно выжиганию с помощью лупы на солнце, только вместо солнца используется лазер. 
Лазеры работают путем возбуждения электронов активной среды лазера внешним источником энергии и стимулирования их к излучению света определенной длины волны (спектра).
Именно эту особенность лазерного луча взяли за основу лазерной резки. Для преобразования энергии лазерного луча используется фокусная линза, а в качестве источника возникновения лазера может выступать газовая среда, полупроводники, жидкость или твердотельный стержень.

Перемещение лазерной головки управляется ШВП или серво-приводами по осям Х, Y, а программирование производится с помощью контроллера. В более сложных моделях применяется большее кол-во осей управления.

Наиболее распространённые лазерные станки  - это газовые углекислотные лазеры (CO2) и твердотельные (оптоволоконные иттербиевые лазеры).

1. Газовые лазеры

Газовая среда имеет высокую оптическую однородность, поэтому CO2 лазеры получили широкое применение за счет высокой направленности, непрерывности и монохромности лазерного излучения. Этот лазер представляет собой газоразрядную трубку, заключенную в оптический  резонатор. Внутри лазерной трубки (лампы) находится смесь газов на основе СО2 и контур жидкостного охлаждения. Источником энергии лазера является блок розжига напряжением 40- 180 кВ, в зависимости от мощности. Также от мощности лазера зависят размеры трубки: чем мощнее, тем длиннее и больше лазерная лампа. 

Основные сферы применения лазерно-гравировальных станков указаны в нашей статье Как выбрать лазерный станок 

2. Твердотельный лазер - в качестве активной среды используется вещество, находящееся в твёрдом состоянии (в отличие от газов в газовых лазерах и жидкостей в лазерах на красителях). Самым первым твердотельным лазером был излучатель на рубине, накачка осуществлялась газоразрядной лампой.

В настоящее время самым популярным оптоволоконным лазером для раскроя металла стал волоконный иттербиевый лазер. Источником является редкоземельный металл Иттербий, а для накачки служит газ - кислород или азот. Его ионы применяются для генерации лазерного излучения в ближнем инфракрасном диапазоне, с длиной волны излучения 1,06÷1,07 мкм, и в виде оксида иттербия используются для производства мощных волоконных лазеров. 

  

Суть технологии лазерной резки металлов в том, что лазером производится разрушение поверхности материала (плавление), а струей сжатого газа он выдувается из зоны резания. Такой вид лазерной резки еще иногда называют лазерно-кислородная. 

31.03.2019


Станки для лазерной резки