Základné rozdelenie laserového rezania

Laserové rezanie patrí v dnešnej dobe medzi najčastejšie priemyslové aplikácie. Princíp rezania spočíva vo vytvorení počiatočného priepalu v materiále a následnom postupnom odtavení materiálu. Na podobnom princípe je založené rezanie lupienkovou pílkou.

Rozlišujeme dva typy rezania – oxidačný a tavný. Oxidačné rezanie je určené pre materiály, ktoré sú charakteristické vysokou tepelnou vodivosťou. Medzi tieto materiály patrí najmä čierna oceľ a meď. Ako procesný plyn slúži kyslík, ktorý podporuje horenie a tým pádom lokálne zvýšenie teploty v oblasti rezu. Výhoda oproti tavnému rezaniu sa prejavuje pri väčších hrúbkach materiálu, kedy je možné znižovať tlak plynu a výkonu, alebo je vytvorená väčšia tepelná plocha rezu, kde už plyn nemá priestor unikať do okolia. Tento efekt vedie k podstatnej úspore procesných plynov.

Pri tavnom rezaní sa ako procesný plyn využíva napr. dusík či vzduch (záleží na danej aplikácii). Medzi materiály rezané týmto spôsobom patrí nerezová oceľ, mosadz, pozink, hliník a dalšie. Hliník je v tomto prípade výnimkou, alebo sa vyznačuje vysokou tepelnou vodivosťou. Avšak z dôvodu vysokej reaktivity hliníkových častíc s kyslíkom sa nedá využiť oxidačný spôsob rezania. Procesný plyn efektívne odstráni natavený materiál a vďaka rýchlemu odfuku docieli iba malé tepelne ovplyvnené oblasti. Tavné rezanie je možné využiť aj pre rezanie niektorých plastov (napr. ABS do hrúbky přibližne 2 mm) alebo pre rezanie čiernej oceli do hrúbky približne 1.5 – 3 mm.

Pri rezaní laserom záleží na mnohých parametroch – vlnovej dĺžke, veľkosti ohniska, odstupu trysky, type prúdenia, type procesného plynu, tlaku plynu a rýchlosti prúdenia, rýchlosti pohybu rezacej hlavy, výkonu laseru, frekvencii pulzov. Priesečník správnych hodnôt nám zaistí čistý a efektívny rez.

Ako je to s vlnovou dĺžkou?

Každý materiál absorbuje laserové žiarenie efektívne iba s určitou vlnovou dĺžkou. Medzi najbežnejšie používané vlnové dĺžky patrí:

• vlnová dĺžka 1064 nm – pre dva typy pevnolátkových laserov založených na inom aktívnom prostredí
  • vláknový laser – ako aktívne prostredie tu slúží vlákno dopované iónmi ytterbia, rezonátor je vytvorený pomocou Braggových mriežok, ktoré fungujú na princípe selektívneho odrazu vlnových dĺžok
  • Nd:YAG laser – aktívne prostredie tvorí kryštál Yttrium aluminium granátu, ktorý je dopovaný iónmi neodymu
• vlnová dĺžka 10 060 nm – pre plynový CO₂ laser

Žiarenie o vlnovej dĺžke 1064 nm je vhodné pre rezanie rôznych typov kovov, ktoré vykazujú v tejto oblasti vlnových dĺžok vysokú absorpciu. Pred tým, ako prišlo k zlacneniu vláknových laserov, využívali sa k rezaniu kovov taktiež CO₂ lasery. Použitie tejto vlnovej dĺžky pre rezanie plastov je obtiažnejšie, lebo môže dochádzať k lokálnemu sčernaniu povrchu plastov.

Při využití vlnovej dĺžky 10 060 nm sa dajú efektívne rezať okrem ocele aj organické materiály, ako je koža, drevo, keramika alebo polyméry. Od hrúbok približne 3 mm je už treba využívať procesný plyn k odvodu roztaveného materiálu a tepla (napr. dusík či vzduch). Využitie CO₂ laserov môže byť aplikačne náročnejšie z dôvodu vedenia laserového zväzku pomocou sústavy zrkadiel, ktoré sú náročnejšie na údržbu, avšak kvalitou rezu môžu aj v dnešnej dobe prevyšovať vláknové lasery.

3D laserové rezanie

 Pre viac informácií nás neváhajte kontaktovať.