Základní rozdělení laserového řezání

Laserové řezání patří v dnešní době mezi nejčastější průmyslové aplikace. Princip řezání spočívá ve vytvoření počátečního průpalu v materiálu a následném postupném odtavování materiálu. Vzdáleně podobným principem je řezání lupenkovou pilkou.

vyuzitelnost-laseru-v-soucasnosti-1-300x158Rozlišujeme dva typy řezání – oxidační a tavné. Oxidační řezání je určeno pro materiály, které jsou charakteristické vysokou tepelnou vodivostí. Mezi tyto materiály patří zejména černá ocel a měď. Jako procesní plyn slouží kyslík, který podporuje hoření a tedy lokální zvýšení teploty v oblasti řezu. Výhoda oproti tavnému řezání se projevuje při větších tloušťkách materiálu, kdy je možné snižovat tlak plynu a výkonu, neboť je vytvořena větší tepelná plocha řezu, ze které již plyn nemá prostor unikat do okolí. Tento efekt vede k podstatné úspoře procesních plynů.

dostupne-3d-rezani-150x150Při tavném řezání se jako procesní plyn využívá např. dusík či vzduch (záleží na dané aplikaci). Mezi materiály řezané tímto způsobem patří nerezové oceli, mosaz, pozink, hliník a další. Hliník je v tomto případě výjimkou, neboť se vyznačuje vysokou tepelnou vodivostí. Avšak z důvodu vysoké reaktivity hliníkových částic s kyslíkem nelze využít oxidační způsob řezání. Procesní plyn efektivně odstraní natavený materiál a díky rychlému odfuku docílí pouze malé tepelně ovlivněné oblasti. Tavné řezání je možné využít i pro řezání některých plastů (např. ABS do tloušťky přibližně 2mm) nebo pro řezání černé oceli do tloušťky přibližně 1,5 – 3mm.

Při řezání laserem záleží na mnoha parametrech – vlnové délce, velikosti ohniska, odstupu trysky, typu proudění, typu procesního plynu, tlaku plynu a rychlosti proudění, rychlosti řezací hlavy, výkonu laseru, frekvenci pulsů. Průsečík správných hodnot nám zajistí čistý a efektivní řez.

Jak je to s vlnovou délkou?

Každý materiál absorbuje laserové záření efektivně pouze s určitou vlnovou délkou. Mezi nejběžněji používané vlnové délky patří:

  • vlnová délka 1064 nm – pro dva typy pevnolátkových laserů založených na jiném aktivním prostředí
    • vláknový laser – jako aktivní prostředí zde slouží vlákno dopované ionty ytterbia, rezonátor je vytvořen pomocí Braggových mřížek, které fungující na principu rozdílného odrazu
    • Nd:YAG laser – aktivní prostředí tvoří krystal Yttrium aluminium granátu, který je dopovaný ionty neodymu
  • vlnová délka 10 060 nm – pro plynový CO2 laser

Záření o vlnové délce 1064 nm je vhodné pro řezání různých typů kovů, které vykazují v této oblasti vlnových délek vysokou absorpci. Než došlo ke zlevnění vláknových laserů, využívaly se k řezání kovů rovněž CO2 lasery. Použití této vlnové délky pro řezání plastů je obtížnější, neboť může docházet k lokálnímu zčernání povrchu plastu.

Při využití vlnové délky 10 060 nm lze efektivně řezat kromě ocelí i organické materiály, jako je useň, dřevo, keramika nebo polymery. Od tlouštěk přibližně 3 mm je již třeba využívat procesní plyn k odvodu roztaveného materiálu a tepla (např. dusík či vzduch). Využití CO2 laserů může být aplikačně náročnější z důvodu vedení laserového svazku pomocí soustavy zrcadel, které jsou náročnější na údržbu, nicméně kvalitou řezu mohou i v dnešní době převyšovat lasery vláknové.

3D laserové řezání

Pro více informací nás neváhejte kontaktovat.