Большинство клиентов, которым регулярно или периодически необходима резка различных материалов, выбирают лазерную резку, но этот метод не всегда является самым оптимальным решением. Если рассмотреть преимущества и недостатки, которыми обладает лазерная резка металла, то в некотором ряде случаев другие виды резки могут стать самым оправданным, малозатратным и лучшим решением, к таким видам относится в частности, плазменная резка.

Что представляет собой лазерная резка металла

Лазерному лучу свойственны такие параметры, как когерентность, направленность и монохроматичность. Высокая степень когерентности (согласованное протекание нескольких волновых процессов во времени) дает резонанс, увеличивающий силу излучения. Направленность дает возможность сосредоточить лазерный луч на сравнительно малом участке. Благодаря монохроматичности, когда длина и частота волны являются фиксированными, становится легче фокусировка оптической линзой.

Помимо параметров, лазерная резка металла еще и достаточно быстрый способ, по сравнению с другими методами, но вся эта высокая скорость работы зависит в первую очередь от ее типа – штамповка, резка в контур и так далее. Компании, предлагающие услуги лазерной резки, делают большой акцент на том, что работа будет выполнена в максимально быстрые сроки, даже с учетом перевозки материалов туда и обратно. Но клиентам помимо сроков важен еще один фактор – качество работы. И пусть оборудование не нуждается в дополнительных настройках, позволяя переходить после резки тонких листов конструкционной стали на листы нержавейки, но… именно в толщине металла, для которого подходит лазерная резка металла и заключается первый ее недостаток – она не подходит для толстостенного и тонкостенного метала. К примеру, выбрана мощность лазера 5 кВт: характерная толщина углеродистых и легированных сталей до 40 мм, меди до 5 мм, нержавеющей стали до 25 мм, латуни и сплавов алюминия до 12 мм. То есть имеется определенный диапазон толщины металла, для которого может быть использована лазерная резка металла (для металла нужна мощность от 4,5 – 5 кВт, в некоторых случаях выше, для цветного металла подойдет мощность 1 кВт).

Поэтому лазерная резка металла отнюдь не универсальный метод, поскольку для каждого вида материала существует несколько параметров – по мощности лазера, использовании вспомогательного газа, соблюдения высоких мер безопасности и других особенностей работы.

Особенности лазерной резки металла при раскрое различных материалов

Лазерная резка металла углеродистой стали требует применения в качестве вспомогательного газа кислорода, но использование этого газа приводит экзотермической реакции окисления железа (вследствие взаимодействия кислорода с нагретым металлом) – и вдобавок в ряде случаев выделяется тепло (гораздо больше, чем от лазерного излучения). При этом если необходим переход от резки на малой скорости в автогенный режим (неуправляемый), тогда металл разогревается там, где нет воздействия луча, а это в свою очередь расширяет рез и повышает шероховатость. Но как вариант — если осуществляется резка отверстий небольшого диаметра или вырезка деталей с острым углом, можно использовать инертный газ вместо кислорода.

Такая же картина наблюдается и в отношении других материалов – всегда имеются ограничения или факторы, из-за которых предпочтительнее выбрать другой вариант резки. Например, если производится лазерная резка металла такого материала, как нержавеющая сталь, то если выбрана большая толщина, процесс сопровождается зашлаковыванием реза (из-за наличия легирующих элементов), образовывается тугоплавкий оксид, становящийся помехой для подвода лазерного луча к материалу. При работе с нержавеющей сталью используется азот с высокой чистотой, который подается с давлением до 20 атм. (обычно). Из-за заглубления, который необходим фокальному пятну луча при большой толщине – диаметр входного отверстия увеличивается и подается большее количество газа.

Если используется лазерная резка металла для алюминия или латуни, то при возрастающей толщине металла качественность реза на торцевой поверхности становится хуже. Вообще при резке металла, непосредственно рядом с зоной раскроя происходит подкаливание, а это усложняет в последующем такие процессы как сверление, резьба, нарезка и гибка.

Нельзя проводить раскрой или сам процесс лазерной резки затруднен при работе с такими материалами: поликарбонат, гетинакс, сотовый поликарбонат и полипропилен, текстолит и другими. Соблюдать повышенные меры безопасности следует при резке поролона или пенокартона, а материалы, которые могут потрескаться – стекло или керамика, требуют достаточно сложного разрезания. Вытяжные работы вообще невозможны с лазерной резкой, так же как и пуклевка или жалюзовка.

Оптимальный способ со своими преимуществами – плазменная резка металла

Плазменная резка металла же обладает хорошим набором преимуществ, что позволяет заменить ею лазерную резку металла.

Подбор мощности позволяет увеличить производительность до 10 раз, в сравнении с кислородной горелкой. А целесообразно по экономическим причинам использовать плазменную резку, если необходима резка металла толщиной от 50 до 60 мм.

Диапазон обрабатываемых материалов плазменной резкой достаточно высок – это чугун, сталь, титан, алюминий, цветные и черные металлы, тугоплавкие сплавы и множество других, к тому же важным фактором является то, что все это производится на одном оборудовании после выбора оптимального режима мощности и давления воздуха. Но это еще не все – при обработке материалов нет необходимости предварительной подготовки/очистки, потому что краска, грязь или ржавчина не мешают и не ухудшают качество процесса.

Использование современных плазморезов позволяют получать в итоге высокое качество реза и точность при минимальной ширине реза, кромки получаются без наплывов, грата и перекаливания. А благодаря меньшему тепловому воздействию деформация получаемых деталей незначительна, даже при малой толщине.