Като основна технология в производствената индустрия, лазерното рязане е широко разпространено в различни области-от тежката промишленост до прецизната електроника и от масовото производство до производството по поръчка-благодарение на своята висока прецизност, висока скорост и гъвкави възможности за обработка. Като универсална машинна техника, нейните приложения и решения за процеси са тясно свързани с вида на материала, необходимата прецизност и производствения мащаб. Следващите раздели разглеждат тези аспекти.
1. Приложения на лазерно рязане
Лазерното рязане използва високоен{0}}енергиен лазерен лъч за разтопяване, изгаряне или изпаряване на материал по предварително определен път. Той се използва широко в:
а) Металообработка
Рязане на ламарина (стомана, алуминий, неръждаема стомана, титан) за автомобилни, космически и строителни компоненти и производство на прецизни части като скоби, панели, рамки и топлообменници.
б) Не-метални материали
Обработка на пластмаси, акрили, поликарбонати и композити, както и дърво, хартия, кожа и текстил за дизайн, опаковане и декоративни приложения.
в) Електроника и полупроводници
Лазерно пробиване за прецизни микро-отвори и рязане на платки, тънки филми и сложни модели за сензори или MEMS устройства.
г) Автомобилна и космическа промишленост
Рязане на сложни геометрии за панели на каросерията, вътрешни компоненти и турбинни лопатки, което спомага за намаляване на структурното тегло без въвеждане на механично напрежение.
2. Решения за процеси на лазерно рязане
Лазерното рязане не е просто операция „насочи-и-стреляй“; процесът се регулира въз основа на материала, дебелината и желаното качество на ръба. Ключовите решения за процеси включват:
а) Видове лазери за рязане
CO₂ лазери
Идеален за не-метални материали (дърво, акрил, пластмаса), с умерени скорости на рязане за метали. Типични приложения: табели, рязане на текстил, пластмаси.
Оптични лазери
Високоефективен за рязане на метали (стомана, алуминий, мед, титан). Те предлагат превъзходна скорост и прецизност в сравнение с CO₂ лазерите за листове с тънка до-средна дебелина. Приложения: автомобилни панели, електроника.
Nd:YAG/Nd:YVO₄ лазери
Импулсни лазери, използвани за микромашинна обработка и гравиране, подходящи за малки или сложни части като бижута, електронни компоненти или микро-дупки.
б) Методи на рязане
Фюжън рязане
Лазерът разтопява материала, а газова струя издухва разтопения материал. Често се използва при обработката на метали.
Изпаряване на рязане
Материалът се изпарява без разтопена струя, използва се за прецизно рязане на деликатни материали.
Скрайбиране или аблация
Отстранява повърхностния материал без пълно проникване, подходящ за крехки или много{0}}слойни материали.
Пиърсинг / пробиване
Импулсните лазери произвеждат прецизни отвори, включително микро-дупки.
c) Параметри на процеса
Лазерна мощност: Необходима е по-висока мощност за по-дебели материали.
Скорост на рязане: Балансирано между качество на ръба и производствена ефективност.
Помощен газ: Кислород, азот или въздух за подобряване на рязането или предотвратяване на окисляване.
Позиция на фокуса: Правилният фокус гарантира чисти срезове с минимална шлака.
Качество на лъча: Влияе върху прецизността и ширината на реза.
г) Интегриране в масово производство
CNC{0}}контролираните лазерни линии за рязане позволяват:
Автоматизирана обработка на материали
Разрези за гнездене за минимизиране на отпадъците
Пакетно рязане на сложни геометрии без смяна на инструмента
Интеграция с огъване, заваряване или производство на добавки за пълно производство на части
Интелигентните клетки за лазерно рязане в съвременното производство могат автоматично да препоръчват параметри на процеса въз основа на профила на листа, дебелината и вида на материала. Те използват системи за визуализация, за да наблюдават качеството на рязане в реално време и да предоставят корекции за обратна връзка. Когато се комбинират с огъване и заваряване в гъвкави производствени линии, те постигат напълно автоматизирани работни процеси от плосък лист до завършен продукт. Тези решения са подходящи за партидно производство на различни материали и се прилагат в индустрии, включително промишлено производство, медицински устройства, автомобилостроене, електроника и изкуство.