Cięcie laserowe blachy to zaawansowana technologia obróbki materiałów, która wykorzystuje skoncentrowany strumień światła laserowego do precyzyjnego cięcia różnych rodzajów materiałów, w tym blach metalowych. Jest to proces, który zyskał popularność w przemyśle ze względu na swoją dokładność, szybkość i wszechstronność. Metoda ta pozwala na tworzenie skomplikowanych kształtów i wzorów, które byłyby trudne lub niemożliwe do osiągnięcia za pomocą tradycyjnych metod cięcia.
Technologia laserowa wykorzystuje właściwości światła o bardzo wysokiej energii, które jest skupiane w wąskiej wiązce. Ta skoncentrowana energia pozwala na szybkie przetapianie, spalanie lub wyparowywanie materiału w miejscu kontaktu wiązki z obrabianym materiałem. Proces ten jest niezwykle precyzyjny, co sprawia, że jest idealny do wytwarzania szczegółowych części i komponentów.
Współczesne maszyny do cięcia laserowego są wyposażone w zaawansowane systemy sterowania CNC (Computer Numerical Control), które umożliwiają automatyzację procesu cięcia. Dzięki temu możliwe jest osiągnięcie nie tylko wysokiej precyzji, ale również powtarzalności kształtów i wymiarów ciętych elementów. Systemy te pozwalają również na optymalizację parametrów cięcia, co przekłada się na zwiększenie wydajności i obniżenie kosztów produkcji.
W cięciu blach najczęściej wykorzystywane są dwa główne typy laserów: laser CO2 oraz laser światłowodowy (fiber laser). Laser CO2, wykorzystujący dwutlenek węgla jako medium aktywne, jest stosowany od wielu lat i jest ceniony za swoją efektywność w cięciu blach o różnych grubościach. Emituje on światło o długości fali 10,6 µm, co sprawia, że jest idealny do cięcia niemetali oraz różnych rodzajów stali.
Laser światłowodowy, znany również jako fiber laser, to stosunkowo nowsza technologia, która szybko zyskuje na popularności. Laser taki wykorzystuje diody jako źródło światła, które jest następnie przekazywane przez włókno światłowodowe. Światło emitowane przez lasery światłowodowe ma długość fali około 1,07 µm, co sprawia, że są one bardziej efektywne w cięciu metali, w tym wysoko odbijających jak aluminium czy miedź.
O wyborze rodzaju lasera decydują przede wszystkim rodzaj i grubość obrabianego materiału, jak również wymagania dotyczące jakości krawędzi i prędkości cięcia. Laser CO2 jest zazwyczaj preferowany do cięcia grubych blach stalowych, podczas gdy lasery światłowodowe są lepsze do szybkiego cięcia cieńszych materiałów metalowych.
Przygotowanie materiału do cięcia laserowego jest kluczowym etapem, który wpływa na jakość i efektywność całego procesu. Pierwszym krokiem jest wybór odpowiedniej jakości blachy, która powinna być wolna od wad, takich jak zanieczyszczenia, rdza czy nierówności. Wszelkie zanieczyszczenia na powierzchni blachy mogą bowiem wpłynąć na jakość cięcia, powodując nieregularności lub nawet uszkodzenie lasera.
Następnie blacha jest odpowiednio pozycjonowana na stole roboczym maszyny do cięcia laserowego. Precyzyjne ustawienie jest niezbędne, aby zapewnić równomierne cięcie po całej powierzchni materiału. W wielu przypadkach stosuje się specjalne programy komputerowe do planowania układu cięć, co pozwala na maksymalne wykorzystanie materiału i minimalizację odpadów.
W zależności od rodzaju i grubości blachy, może być również konieczne zastosowanie odpowiedniego rodzaju wsparcia lub podkładu, aby zapobiec deformacjom materiału podczas cięcia. W niektórych przypadkach stosuje się także specjalne techniki chłodzenia, na przykład przez dmuchanie powietrzem czy wodą, co ma na celu ochronę zarówno materiału, jak i głowicy lasera przed przegrzaniem.
Proces cięcia laserowego rozpoczyna się od przygotowania projektu cięcia, który jest zazwyczaj tworzony w specjalistycznym oprogramowaniu CAD (Computer-Aided Design). Projekt ten jest następnie przekazywany do maszyny CNC, która steruje laserem zgodnie z zaprogramowanymi kształtami i wymiarami.
Kiedy wszystko jest gotowe, laser jest uruchamiany i precyzyjnie przesuwa się nad powierzchnią blachy, zgodnie z wcześniej zaprogramowanym ścieżkami. Wiązka laserowa szybko przetapia materiał, co pozwala na dokładne wycinanie zaprojektowanych kształtów. Dzięki zastosowaniu systemów CNC, cały proces jest automatyczny i może być łatwo powtarzany, co jest szczególnie ważne w produkcji seryjnej.
Podczas cięcia, parametry takie jak moc lasera, prędkość cięcia, czy odległość głowicy od materiału są ściśle kontrolowane, aby zapewnić najlepszą jakość cięcia. Również systemy chłodzenia mogą być aktywowane, aby zapobiegać przegrzaniu. Po zakończeniu cięcia, gotowe części są usuwane z blachy, a krawędzie są sprawdzane pod kątem ewentualnych niedoskonałości.
Jakość przecięcia blachy laserem zależy od wielu czynników, w tym od ustawień maszyny, rodzaju i grubości ciętego materiału oraz od samego typu lasera. Parametry te muszą być starannie dobierane i dostosowywane do konkretnego zadania, aby osiągnąć optymalne rezultaty.
Moc lasera to jeden z najważniejszych parametrów, który ma bezpośredni wpływ na głębokość przecięcia i szybkość cięcia. Zbyt niska moc może skutkować niekompletnym przecięciem materiału, podczas gdy zbyt wysoka moc może prowadzić do nadmiernego przegrzania i deformacji blachy. Prędkość cięcia również musi być odpowiednio dobrana, aby zapewnić czyste i precyzyjne cięcie. Zbyt szybkie cięcie może powodować nierówności, a zbyt wolne zwiększa ryzyko przegrzania materiału.
Odległość głowicy lasera od obrabianej powierzchni również jest kluczowa, ponieważ wpływa na skupienie wiązki i efektywność cięcia. Optymalna odległość zależy od rodzaju lasera oraz od grubości i rodzaju ciętego materiału.
źródło: Centrum Laserowe Warszawa
Autor