Резка твердотельным лазером: 
надежная технология, гибкие настройки

Использование твердотельного лазера, резка на этом оборудовании - технология обработки металлов особо мощным лазерным лучом. Ее суть заключается в том, что луч локально нагревает металл до температуры плавления, а затем испаряет расплав, образуя узкий разрез заданной геометрии. По сравнению с другими методами резки, такими как плазменная, газовая или механическая, процесс обеспечивает:

• высочайшую точность - до десятых долей миллиметра,
• отличное качество поверхности без деформаций,
• возможность обработки труднообрабатываемых и тонких материалов,
• высокую скорость резки при сохранении качества,
• гибкость настройки параметров в зависимости от материала.

Таким образом, твердотельный лазер для резки металла предоставляет широчайшие возможности для прецизионной обработки. Неудивительно, что его потенциал давно раскрыли в авиакосмической, машиностроительной, электронной и в других отраслях промышленности.

Особенности твердотельных лазеров для резки 

Конструктивными элементами таких лазеров становятся: 

• активная среда - твердое кристаллическое тело;
• насос. В качестве источника накачки используют полупроводниковые лазеры или лампы накачки;
• оптический резонатор. Образован двумя плоскопараллельными зеркалами, обеспечивающими многократное прохождение луча через активную среду.

Одна из функциональных особенностей твердотельного импульсного лазера - широкий диапазон размеров: длина резонатора может составлять от нескольких сантиметров до нескольких метров. Оборудование также отличается высокими монохроматичностью, впечатляющими пиковой и средней мощностью излучения. При помощи него можно получать импульсы сверхкороткой длительности, но генерация может быть и непрерывной. Еще один нюанс - широкий выбор длин волн излучения за счет использования нелинейных кристаллов.

Благодаря этим особенностям твердотельные лазеры хорошо подходят для высокоточной обработки металлов.

Как работает технология?

В процессе работы твердотельного лазера кристалл облучается излучением лампы накачки или диодов, что вызывает в нем накопление энергии. При достижении порога генерации происходит усиление проходящего через кристалл лазерного луча за счет вынужденного излучения. 

Луч многократно отражается между двумя зеркалами резонатора, усиливаясь при каждом проходе через кристалл. Его часть проходит через полупрозрачное выходное зеркало резонатора. С помощью системы зеркал и линз луч фокусируется в точку на поверхности металла. При попадании в нее плотность мощности лазерного излучения резко возрастает, что приводит к мгновенному нагреву и испарению металла.

За счет точной фокусировки при обработке твердотельным лазером, резке металла достигаются высокая концентрация энергии и чистота реза, причем без термического влияния на боковые поверхности.

Виды твердотельных лазеров
для обработки металла

В процессе применяются следующие следующие типы твердотельного лазера для резки металла:

• Nd:YAG с длиной волны 1.06 микрон. Наиболее распространены, обеспечивают хорошее качество реза для большинства металлов;
• волоконные (длина волны - 1.07 микрон) - компактны, высокоэффективны, подходят для резки тонких металлов;
• твердотельные дисковые. Обеспечивают более высокую мощность по сравнению с Nd:YAG; 
• лазеры на кристаллах Yb:YAG (длина волны 1.03 микрон) - более эффективны, чем Nd:YAG;
• лазеры на иттербиевом стекле - для резки нержавейки и алюминия;
• ультракороткоимпульсные пикосекундные лазеры - применяются для микрообработки;
• гибридные, сочетающие твердотельный и волоконный компоненты, - для расширения диапазона мощностей.

Выбор типа лазера зависит от требований к качеству реза, от толщины и типа разрезаемого металла, от необходимой мощности и точности.

Что определяет эффективность резки?

Качество работы твердотельного лазера определяется несколькими параметрами. Прежде всего его мощностью: чем она выше, тем быстрее и чище будет рез. Имеет значение и скорость резки: при оптимальной достигается наилучшее качество поверхности, а вот слишком низкая приводит к избыточному оплавлению кромок. От фокусного расстояния линзы зависит концентрация энергии в точке реза. 

Следует обратить внимание и на выбор газа. Кислород обеспечивает лучшее качество резки металлов, азот используется для термочувствительных материалов. Давление среды подбирают оптимально для каждого материала. В целом чем больше толщина заготовки и чем “капризнее” она в плане термостойкости, тем более тщательная настройка параметров требуется. 

Перспективы технологии

Технология использования твердотельного импульсного лазера активно развивается. К направлениям, находящимся в активной разработке, относятся: 

• увеличение мощности лазеров. Это позволит повысить скорость резки, расширить возможности по толщине обрабатываемого металла;
• внедрение гибридных многолучевых технологий - использование нескольких лазерных лучей, что увеличит производительность;
• разработка новых оптических систем для формирования оптимальной структуры лазерного пучка;
• комбинирование с другими технологиями. Например, применение гибридной лазерно-плазменной резки;
• использование для аддитивного производства - лазерного сплавления металлических порошков.

Все это ближайшие перспективы, которые уже скоро могут стать реальностью. Но возможности твердотельного лазера для резки металла и сегодня намного опережают время. А участники нашего проекта используют весь его потенциал. Оформляйте проект на нашем сайте, выбирайте исполнителя - и вы оцените все наши преимущества: 

• высокотехнологичное оборудование, 
• опыт и квалификацию персонала,
• гибкость производства, 
• высокое качество готовой продукции,
• сжатые сроки выполнения заказов,
• доступную стоимость услуг. 

Обращайтесь - и вы получите идеальный результат!

Металл			Стоимость, руб./м
Черная сталь			от 350
Нержавеющая сталь			от 400
Медь			от 500
Латунь			от 500
Алюминий			от 300
Титан			от 600