Technologie Tisk

Jak pracuje laserový řezací stroj?

Základem každého řezacího systému je zdroj laserového paprsku. Paprsek je ze zdroje systémem zrcadel nebo optickým kabelem doveden až k řezací hlavě nesené na portálu řezacího stolu. Dnes užívané CNC stoly určené pro řezání ve 2D jsou v zásadě dvou koncepcí - s tzv. hybridní optikou, kdy v jedné ose vykonává pohyb upnutý materiál a v druhé se pohybuje řezná hlava nebo s tzv. létající optikou, kdy pohyb v obou osách vykonává řezná hlava. V řezné hlavě je paprsek zaostřen do technologicky přesně definovaného ohniska závislého na typu a tloušťce materiálu. Působením soustředěné energie laserového paprsku je řezaný materiál:



  • taven a řezná spára je průběžně "profukována" asistenčním inertním plynem nejčastěji dusíkem - tzv. "tavné řezání" (čisté nezoxidované lesklé řezy)
  • taven a zároveň spalován kyslíkem coby asistenčním plynem při tzv. "oxidačním řezání" (řezy s patrnou stopou oxidace)
  • případně je taven a odpařován při méně používaném řezání "sublimačním"

Pohled do řezacího prostoru laseru



Moderní řezací systémy navíc umožňují průběžně plynule měnit výkon laseru, rychlost posuvu a další parametry, jejichž optimální kombinace umožňuje stále přesnější a detailnější řezání se stále menším teplotním dopadem na výrobek i okolní materiál. Možnosti jednotlivých řezacích strojů jsou dány především výkonem zdroje, který se dnes pohybuje obvykle mezi 1200-6000 W, a technickou vyspělostí pracoviště. Každopádně horní hranice technologických možností kvalitního laserového řezání pro běžnou průmyslovou praxi leží dnes v rozmezí tloušťky materiálu 25-30 mm a dle úvah odborníků z výzkumu i praxe se pravděpodobně nebudou do budoucna již výrazněji posunovat. Dnes je vývoj zaměřen především na pohybovou dynamiku strojů, díky které je pak využita vysoká absolutní rychlost laserového řezání i na menších dílcích a dílcích složitých tvarů či s mnoha otvory, čímž se výrazně zkracují výrobní časy. Hledají se rovněž cesty k ekonomickému zefektivnění procesu.

Pracujeme s moderní technologií špičkových výrobců Mitsubishi Electric a Salvagnini srl.

Naše společnost CHPS s.r.o. disponuje kvalitními stroji SALVAGNINI L1Xe z Itálie a Mitsubishi 3015 eX - 45CF-R z Japonska.

Celkový pohled na laser SALVAGNINI L1Xe

Parametry laseru Salvagnini

  • velikost zpracovatelných formátů je 3000*1500 mm
  • výkon pevnolátkového vláknového zdroje 2000 W (porovnatelný s CO2 zdrojem 3000 W)
  • opakovatelná přesnost řezání cca +/- 0,05 až 0,1 mm
  • řezná spára cca 0,1-0,15 mm
  • možno řezat čistý hliník, měď, mosaz, bronz...
  • možnost značení laserovým gravírováním

Celkový pohled na laser Mitsubishi 3015 eX

Parametry laseru Mitsubishi

  • velikost zpracovatelných formátů je 3000*1500 mm
  • výkon CO2 zdroje 4500 W
  • pojezdová rychlost až 150 m/min.
  • opakovatelná přesnost řezání cca +/- 0,05 mm
  • řezná spára cca 0,2-0,5 mm
  • možnost značení laserovým gravírováním

Příprava řezu laserovým paprskem

Řez laserem - v akci...

Detail rezonátoru

Výhody a nevýhody laserové technologie

Hlavní přednosti využití této technologie vynikají při zpracování kovů:
  • vysoká opakovatelná přesnost řezání cca +/- 0,1 mm
  • vysoká rychlost řezu
  • především u menších tlouštěk materiálu velice kvalitní, hladký řez, téměř bez okují a stop tepelného zpracování

Povrch leštěných či jinak mechanicky upravených plechů zůstává při laserovém řezání neporušen

  • při zpracování nerezí v dusíkové atmosféře hladký lesklý řez, laser Mitsubishi dosahuje při použití funkce Brilliantcut na nerezích tl. 6-12 mm absolutně dokonalý řez.
  • úzká řezná spára cca 0,1 - 0,5 mm
  • pevnolátkovým vláknovým laserem je možno řezat i čistý hlíník a další barevné kovy a slitiny
  • pro většinu strojírenských aplikací optimální poměr kvalita - cena
  • počítačová optimalizace využití materiálu, v některých případech možnost využití tzv. společného řezu
  • u tenčích materiálů (cca do 5 mm) možnost řezání i velice detailních dílů, možnost využití mikromůstků

Ukázka využití mikromůstků na drobných dílcích

Detail stopy po vylomení z mikromůstku

Objektivně je však třeba říci, že dělení laserem je metodou, při které dochází i k výraznému vzniku a přenosu tepla, které může negativně ovlivnit některé dílce. Především u větších tlouštěk kovových materiálů jsou na řezu patrné stopy natavení, mohou vznikat návarky a s rostoucí tloušťkou rovněž přibývá omezení tvarových možností řezu. Některé dílce mohou být i celkově teplem lehce deformovány - prohnuty apod. Teplotně ovlivněná zóna je rovněž méně vhodná (vytvrzení) pro jemnější obrábění - např zhotovení závitů. Proto je vhodné nové výrobky konzultovat, případně vyhotovit referenční vzorky. Vzhledem k vysoké produktivitě pracoviště není ekonomické zhotovovat kusové nebo výrazně malosériové zakázky.