Основные способы резки металла
Обработка металлических заготовок выполняется различными способами. В зависимости от параметров детали, которая должна получиться в итоге, применяются штамповка, гибка, ковка. Но каждая из операций нередко требует резки металла, что обуславливает опережающее развитие соответствующих технологий.
Используются различные технологии резки: горячая (лазер, плазма, газорезка) и холодная (гидроабразивная, механическая). В первой используется только механическое воздействие на заготовку, вторая связана с высокотемпературным нагревом.
Лазерная резка
Пример лазерной резки металла
В обрабатывающих операциях, где к конечным параметрам предъявляются повышенные требования по точности и производительности, используются металлорежущие лазерные станки. Суть этой технологии заключается в направленном, точечном воздействии концентрированного энергетического луча на рабочую зону. Толщина светового потока составляет доли миллиметра, благодаря чему сокращается участок, подвергаемый нагреву, и сам рез. Это позволяет резать металл с высокой точностью, без деформации. Оборудование лазерной резки оснащается ЧПУ, что уменьшает риск ошибки оператора и повышает производительность. Лазерное оборудование требует надежного энергоснабжения и потребляет много энергоресурсов, поэтому использование таких станков рационально при изготовлении изделий большими партиями.
Конструкция лазерного станка:
генератор энергии;
рабочая среда, выступающая источником излучения;
зеркальный оптический резонатор, фокусирующий световой поток.
Этапы обработки лазером:
Разработка чертежного эскиза (файловое изображение) требуемой детали.
Загрузка данных составленной программы в модуль ЧПУ.
Обработка файлового изображения и запуск оборудования.
Способы лазерной резки
В качестве источника энергии используются различные энергоресурсы, с учетом чего применяется следующая классификация:
в газовых лазерах в качестве действующей силы применяется смесь рабочих газов, после прохождения луча через которую происходит возрастание его мощности;
в твердотопливных установках концентрацию энергетического потока осуществляет многомерный зеркальный модуль усиления;
газодинамические лазеры работают с углекислым газом, нагрев которого производится пучком лазера.
Также применяется классификация по степени температурного воздействия:
Плавление – достижение температуры расплава металла и придание ему текучей формы. Метод заключается в нагреве определенного участка заготовки узконаправленным лучом и последующим отводом расплавленной магмы из зоны реза. Процедура сопровождается газовой продувкой, которая удаляет жидкий металл и охлаждает кромки. Таким способом можно резать толстый металл, а также алюминиевые и медные изделия.
Испарение – отличается от предыдущего способа высокотемпературным воздействием и является продолжением плавления. После достижения текучести лазерный луч доводит металл до кипения с последующим испарением из обрабатываемой зоны.
Преимущества лазерной резки
Нет ограничений по сложности конфигурации изделий благодаря ширине реза. Луч лазера способен резко менять направление, вырезая минимальные зазоры и канавки.
Исключается механическое давление на заготовку, вследствие чего отсутствует риск деформации и повреждения детали.
Процесс раскроя полностью автоматизирован, что исключает возможные ошибки оператора и увеличивает производительность.
В ходе операции рабочие модули металлорежущего лазерного станка не контактируют с заготовками. Благодаря этому снижается скорость износа основных компонентов оборудования. Это же обуславливает и точность обработки.
Выполненная деталь не требует дополнительной доводки – удаления наплывов, шлифовки или отпускания – вследствие масштабного нагрева и напряжения изделия. Из-за малой зоны температурного воздействия можно резать тонкий металл либо заготовки из сплавов повышенной теплопроводности.