Лазерный мир

Максимов Сергей Петрович // В сборнике: ИННОВАЦИОННОЕ РАЗВИТИЕ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ: ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА. сборник научных трудов по материалам XVI Международной научно-практической конференции. Анапа, 2023. С. 23-27.

Технологии лазерной резки в машиностроении стали незаменимым инструментом для производства высокоточных деталей из металла, пластика и других материалов. Лазерная резка обеспечивает быструю, точную и эффективную обработку различных материалов с минимальными потерями и ошибками. Эта технология используется для создания компонентов машин, автомобилей, самолетов, кораблей и других промышленных изделий. В этой статье мы рассмотрим основные виды лазерной резки и ее значение в современном производстве.

В последние годы в машиностроительной отрасли наблюдается устойчивый рост спроса на изделия с высокой точностью и качеством обработки. В связи с этим, производители станков и инструментов активно развивают новые технологии, которые позволяют достичь желаемых результатов. Одной из самых перспективных является лазерная резка.

Лазерная резка – это процесс разделения материала при помощи лазера. Такая технология широко используется для обработки металлов, пластика, дерева и других материалов. Она имеет несколько преимуществ перед другими методами резки: высокую точность, минимальный уро- вень захвата материала и возможность работать с комплексными геометриче- скими формами. Эти преимущества делают лазерную резку особенно полезной для машинного производства, что объясняет её всё более широкое использова- ние в данном секторе промышленности.

Лазерная резка металла – это процесс, основанный на применении лазер- ного оборудования. Оно использует узкую лучевую полосу для вырезки частей из листового материала и создания сложной геометрии на поверхности детали. Принцип работы такой системы заключается в передаче энергии лазера через светоделительный модуль до рабочего инструмента, который затем наводится на обрабатываемый материал. Контур изделия определяется компьютерным про- граммным обеспечением (САПР), которое управляет координатами расположе- ния рабочей головки. В зависимости от требований к точности результата, для резки могут использоваться различные типы лазера — СО2 или фиброоптический. Технология лазерной резки металла широко используется в современном маши- ностроении благодаря своей высокой точности и скорости работы
Среди главных преимуществ данной технологии стоит отметить высокую точность и качество обработки материала, возможность обработки различных типов материалов, а также минимальный контакт между инструментом и поверх- ностью заготовки.

Однако, использование лазера имеет и свои недостатки. В первую очередь это высокая стоимость оборудования и сложности в эксплуатации. Также необ- ходима специальная подготовка поверхности перед началом работы с лазером. Кроме того, при использовании лазера может происходить изменение физико-механических свойств материала, что может негативно сказаться на его конеч- ном качестве. Например, при резке стали повышается ее жесткость и уменьша- ется динамическая прочность. Тем не менее, благодаря высокой эффективности и точности, лазерная резка продолжает оставаться популярным методом в маши- ностроительном производстве. Важно учитывать все преимущества и недостатки данной технологии при выборе метода обработки материала.

Выбор оборудования для лазерной резки в машиностроении является кри- тически важным шагом, который может существенно повлиять на эффектив- ность и точность производства. Он зависит от ряда факторов, таких как толщина и тип материала, требуемая скорость и точность резки, а также объёмы произ- водства. Для обработки тонкой металлической фольги или пластика необходимо использовать небольшую мощность лазера (от 100 до 500 Вт). Если же необхо- димо работать с более толстыми металлами (более 6 мм), то следует выбирать более мощные лазеры (от 2 кВт). При выборе оборудования стоит учитывать его рабочие размеры, которые должны соответствовать размерам используемых ма- териалов. Также стоит принимать в расчёт возможности дополнительных функ- ций – например автоматическое загрузочное устройство или систему охлажде- ния. Нельзя забывать о степени автоматизации работы – чем больше операций может выполнять оборудование без помощи оператора, тем выше скорость ра- боты и точность изделий. Например, наличие системы контроля глубины резки может существенно упростить работу оператора и повысить качество продук- ции. Важно также обратить внимание на степень надёжности и простоты обслу- живания оборудования. Если ведущие мировые производители предлагают вы- сокое качество оборудования за приемлемую цену, то стоит отдать предпочтение им
Технологии лазерной резки в машиностроении с каждым годом становятся все более распространенными и востребованными. Они позволяют сократить время производства, уменьшить затраты на материалы и повысить точность из- делий. Однако, это только начало. Перспективы развития технологии лазерной резки включают создание новых типов лазерных систем, обеспечивающих
большую мощность и скорость работы, а также более высокую точность резки. Также ожидается улучшение программного обеспечения для управления лазер- ными системами, что даст возможность реализации сложных форм изделий.
Технология лазерной резки в машиностроении сегодня находится на пике своего развития, но еще есть куда стремиться. Среди возможных будущих дости- жений можно выделить улучшение точности и скорости резки, расширение ма- териалов, которые можно обрабатывать с помощью лазера, а также разработку новых методов и технологий резки. Одной из перспективных областей является применение лазера для создания трехмерных деталей. Это может быть особенно полезным для производства элементов сложной формы, которые трудно или не- возможно получить другим способом. Еще одной интересной возможностью яв- ляется комбинирование лазерной резки с другими методами обработки материа- лов. Например, это может быть сочетание лазерного и электроэрозионного спо- собов, что позволит более эффективно работать с металлическими поверхно- стями.
Технологии лазерной резки в машиностроении представляют собой ком- плекс процессов, которые осуществляются с помощью специального оборудова- ния. Существует несколько типов технологий лазерной резки, каждый из кото- рых используется для определенных задач.
Первым типом является CO2-лазерная резка. Она применяется для обра- ботки материалов средней и большой толщины, таких как сталь, нержавеющая сталь и алюминий. Также этот тип технологии широко используется в промыш- ленности для массового производства деталей из этих материалов.
Вторым типом является YAG-лазерная резка. Она часто используется для резки тонких и сложных деталей из медных сплавов, алюминия и нержавеющей стали. Этот метод позволяет получать высокое качество поверхности при нане- сении различных гравировок или текстур.
Третьим типом является фемтосекундный лазер, который находит свое применение в создании очень точных деталей без остаточной деформации мате- риала. Этот метод используется для резки тонких металлических листов, стекла
и других материалов высокой плотности.
В целом, выбор наиболее подходящего типа технологии зависит от специ- фических требований проекта. Важно учитывать такие факторы, как толщина ма- териала, качество поверхности и точность резки.