Примеры использования лазерной резки
Лазерную резку используют для изготовления мозаичных декоративных покрытий из нержавеющей стали, которые применяются для облицовки мебели, изготовления настенных панно. Изготовление покрытий происходит в несколько этапов: изготовление мозаичных контуров, далее - вырезание лазером необходимых элементов контура; и закрепление этих контуров на листах-основах из нержавеющей стали с помощью лазерной сварки, или же других методов. Плюсы метода в том, что воздействие излучения происходит локально, а это исключает нарушение цвета мозаики; а также - возможность автоматизации процесса лазерной резки с помощью ЭВМ.Достаточно широко применение лазерной резки представлено в автомобилестроении, например, при изготовлении трубопроводов двигателей внутреннего сгорания.
С помощью лазера изготавливают шаблоны и сепараторы из инструментальной стали.
Достаточно широко используется лазерная резка в судостроении. Применение лазерных установок с координатными столами с ЧПУ позволяет значительно снизить долю ручного труда на операциях резки тонколистового металла толщиной 1...5 мм, объем применения которого в судостроении составляет около 15%.
Лазерная резка была применена для изготовления ножей грануляторов, используемых в химической промышленности.
Лазерная резка достигла уровня промышленного применения в таких областях, как производство самолетов и космических летательных аппаратов, где она применяется для резки металлов типа титана. Производительность одной из лазерных установок для резки на основе СО2-лазера мощностью 280 Вт составляет около 30 000 м/год.
Полностью автоматизированная лазерная система для резки характеризуется высокими начальными капитальными затратами.
Однако стоимость погонного метра реза, выполненного лазером на материале толщиной до 10... 15 мм, оказывается в 2...3 раза ниже, чем аналогичного реза, выполненного механическим способом.
Лазерная резка применяется при изготовлении сопловых диафрагм турбин. Сопловые диафрагмы являются частью статора газовых турбин и располагаются в осевом направлении, чередуясь с колесами ротора. Сопловая диафрагма состоит из пары колец, внешнего и внутреннего, и множества сопловых лопаток, вставленных между кольцами. Наиболее важная и дорогостоящая операция при изготовлении диафрагм - это изготовление сопловых лопаток и их закрепление между кольцами. Новый способ изготовления лопаток и сборки диафрагм предусматривает использование лопаток, имеющих постоянную форму сечения по всей длине, установку их в пару тонкостенных ободов, свернутых из полосы, и электронно-лучевую приварку ободов к кольцам.
Лазерную резку применяют для вырезки отверстий в ободах по форме сечения лопаток. Резку выполняют импульсным СО2-лазером на средней мощности 0,45 кВт с частотой повторения импульсов 100 Гц (длительность импульса 5 мс). Полученная ширина реза составляет около 0,2 мм, шероховатость ± 20 мкм при оптимальной скорости резки 0,15 м/мин.
Развитие технологии и оборудования для гибки и холодной высадки металлического листа в совокупности с лазерной обработкой позволяет заменить кованые и литые детали сложной формы на легкие и дешевые штампо-сварные. Одномодовые лазеры с ВЧ-накачкой мощностью до 5 кВт обеспечивают высококачественную резку и сварку металла. На участке гибки после лазерной контурной резки изготавливают каретку печатающего устройства.
Из-за высокой стоимости и большой трудоемкости процесса остается острой проблема быстрого автоматизированного изготовления штампов для гибкого листо-штампового производства. Заслуживающим внимания оказалось предложение изготавливать штампы для листовой глубокой вытяжки, формовки и вырубки набором из пластин, вырезка которых по заданному контуру осуществляется лазерным лучом, а пробивка отверстий - набором пуансонов, установленных на револьверной головке пресса. Окончательное качество рабочей поверхности штампов достигается шлифованием. Для соединения собранных пакетов листовых заготовок используются винты, клей или сварка.
Большими преимуществами лазерной вырезки являются неограниченная возможность получения любого профиля и возможность одновременно вырезать профили пуансона и матрицы практически без отходов, так как ширина реза составляет всего около 0,15 мм.
