Лазерные станки стали незаменимым оборудованием в металлообработке, производстве рекламных конструкций и создании сложных деталей. Их работа основана на использовании сфокусированного луча высокой энергии, способного точно разрезать различные материалы.
Физические основы работы станка лазерной резки
В основе технологии лежит процесс генерации когерентного излучения. Лазерный луч создается в активной среде (газовой смеси, кристалле или оптоволокне) при возбуждении атомов внешним источником энергии. Этот луч обладает уникальными свойствами:
- Монохроматичность (одна длина волны)
- Когерентность (синхронизация волн)
- Малая расходимость (способность сохранять фокусировку)
При контакте с материалом световая энергия преобразуется в тепловую, вызывая локальный нагрев до температуры плавления или испарения.
Конструктивные элементы станка
Современный лазерный режущий комплекс включает несколько ключевых компонентов:
Источник излучения
В промышленных установках используются:
- CO₂-лазеры (газовые, для неметаллов)
- Волоконные (для металлов)
- Твердотельные (универсальные)
Система транспортировки луча
Состоит из зеркал и линз, сохраняющих энергию излучения при передаче к режущей головке.
Координатный механизм
ЧПУ-управляемые сервоприводы обеспечивают точное перемещение режущей головки по заданной траектории.
Система газоподачи
Технологические газы (кислород, азот, сжатый воздух) удаляют расплавленный материал из зоны реза.
Технологический процесс резки
Работа станка проходит в несколько этапов:
Подготовка
- Загрузка цифровой модели в систему ЧПУ
- Выбор параметров (мощность, скорость, газ)
- Фиксация заготовки на рабочем столе
Фокусировка луча
Линза концентрирует излучение в пятно диаметром 0,1-0,3 мм, создавая плотность энергии до 10⁷ Вт/см².
Процесс резания
- Металлы: плавление с последующим выдувом расплава
- Пластики: сублимация (переход из твердого состояния в газообразное)
- Дерево: обугливание с образованием узкого реза
Автоматическое отключение лазера при завершении программы
Преимущества перед традиционными методами
Лазерная резка обладает рядом технологических преимуществ:
- Точность — допуски до ±0,05 мм
- Минимальная зона термического влияния
- Отсутствие механического контакта с заготовкой
- Возможность обработки хрупких материалов
- Автоматизация процесса
Современные лазерные станки сочетают в себе точность электроники и мощь тепловой энергии. Их применение продолжает расширяться благодаря развитию волоконных технологий и систем управления. По мере снижения стоимости оборудования лазерная резка становится доступной даже для небольших производств, открывая новые возможности в создании сложных деталей и изделий.
