Какие существуют виды оборудования для лазерной резки?
Различные типы оборудования для лазерной резки различаются по типу используемого лазера и способу перемещения лазера во время работы. Основными типами лазеров, используемых для резки, являются лазеры на диоксиде углерода (CO 2 ) и твердотельные лазеры, использующие стекло или кристалл с усилением, легированным неодимом (Nd). Физическую конфигурацию станков лазерной резки можно разделить на три категории, называемые летающей оптикой, движущимся материалом и гибридными системами. Выход лазеров может быть импульсным или непрерывным. Некоторые системы лазерной резки, называемые лазерными микроструйками, содержат водяную струю, которая помогает процессу резки.
CO 2 -лазеры представляют собой тип газового лазера, который использует усиливающую среду, состоящую из диоксида углерода, азота и гелия, и может также содержать водород, ксенон или водяной пар. Усиливающая среда возбуждается или накачивается электричеством, чтобы создать луч инфракрасного света. Они могут иметь очень высокую мощность, при этом некоторые промышленные CO 2 -лазеры дают мощность в несколько киловатт. Оборудование для лазерной резки с использованием лазеров на CO2 используется для обработки металлов, таких как сталь и алюминий, а также других материалов, включая пластик, ткань и дерево.
Лазеры, легированные неодимом, - это лазеры, которые используют твердую среду усиления, легированную неодимом редкоземельного металла, накачиваемую светом от диодного лазера или импульсной лампы. Наиболее распространенной средой является иттриево-алюминиевый гранат, легированный неодимом (Y 3 A 15 O 12 ), или Nd: YAG. Другими материалами, легированными неодимом, используемыми в лазерах, являются ортованадат иттрия (YVO 4 ), фторид лития иттрия (LiYF 4 ) и стекло, состоящее в основном из диоксида кремния (SiO 2 ). Эти лазеры также могут быть очень мощными и используются в основном для резки металлов и керамики.
Большая часть оборудования для лазерной резки настраивается одним из трех способов. В лазере с движущимся материалом обрабатываемый материал является мобильным. В лазере с летающей оптикой обрабатываемый материал неподвижен, а лазер движется над ним по обеим горизонтальным осям. В гибридном лазере заготовка перемещается вдоль одной горизонтальной оси, обычно длиннее двух, в то время как лазер перемещается по другой горизонтальной оси. Аналогично, оборудование для лазерной резки, которое может резать по большему количеству осей, называемое многоосными лазерными резцами, различается по своей конструкции в зависимости от того, перемещается ли заготовка или режущая головка по каждой из своих осей.
Каждая конфигурация имеет свои преимущества. Машины с летающей оптикой работают быстрее других типов. Лазеры с подвижным материалом являются самыми медленными, но имеют более простые оптические системы. Гибридные лазеры работают быстрее, чем лазеры на движущихся материалах, но имеют лучшую энергоэффективность и менее сложную оптику, чем летучая оптика.
Луч режущего лазера может быть пульсирующим, вызывая серию коротких, но быстрых импульсов света. Импульсные лазеры полезны для применений, требующих высокой выходной энергии, которая длится только короткий период. Они также используются для термочувствительных материалов, которые могут подвергнуться риску плавления, если подвергнуться воздействию непрерывного луча. Импульсные лучи также используются в лазерных микроструйных струях, где струя воды помогает направлять луч и охлаждает обрабатываемый материал.