Jak funguje laserové řezání?

Jak funguje laserové řezání?

Úvod do techniky laserového řezání

Co je laserové řezání?

Jedná se o proces řezání materiálů pomocí laserového paprsku. Na základě požadavku může laserový paprsek pomoct ořezat nebo rozřezat materiál do složitých tvarů, se kterými by se konvenční vrtačky jinak potýkaly. Laserový řezací stroj lze použít i k provrtávání a vyrývání materiálů. Technika laserového řezání je považována za velmi univerzální, protože dokáže řezat širokou škálu materiálů s různou tloušťkou.

Proč se k řezání používají lasery

Lasery slouží k mnoha účelům. Jedním ze způsobů jejich použití je řezání kovových plechů. U měkké oceli, nerezové oceli a hliníkového plechu je proces laserového řezání vysoce přesný, poskytuje vynikající kvalitu řezu, má malou šířku spáry řezu a malou tepelně ovlivněnou oblast a umožňuje řezat velmi složité tvary i malé otvory.

Většina lidí již ví, že LASER je zkratka pro „zesilování světla stimulovanou emisí záření”. Jak ale světlo dokáže prořezat ocelový plech?

How a Laser Cutter works 

Jak funguje laserové řezání?

Generování paprsku

Laserový paprsek je sloupec světla o velmi vysoké intenzitě a jediné vlnové délce nebo barvě. V případě typického laseru CO2 se tato vlnová délka nachází v infračervené oblasti světelného spektra, takže je pro lidské oko neviditelná. Při pohybu od laserového rezonátoru, kde paprsek vzniká, skrz dráhu paprsku ve stroji má paprsek průměr jen asi 20 mm. Než se finálně zaostří na plech, může být v různých směrech odrážen pomocí několika zrcátek nebo „ohýbačů paprsku”. Zaostřený laserový paprsek prochází přímo před dopadem na plech otvorem trysky. Tímto otvorem trysky proudí i stlačený plyn, např. kyslík nebo dusík.

Zaostření paprsku

Zaostření laserového paprsku lze provést pomocí speciální čočky nebo zakřiveného zrcátka, a to v laserové řezací hlavě. Paprsek musí být zaostřen přesně, aby tvar bodu zaostření a hustota energie v tomto bodě byly dokonale kruhové a stálé a vystředěné v trysce. Zaostření velkého paprsku do jediného bodu způsobí extrémní tepelnou hustotu v tomto místě. Představte si zaostření slunečních paprsků na list pomocí lupy, což může způsobit jeho vznícení. Nyní si představte soustředění 6 kW energie do jediného bodu a dojde vám, jak horké toto místo asi bude.

Lokalizovaný ohřev

Vysoká výkonová hustota má za následek rychlé zahřátí, roztavení a částečné nebo úplné odpaření materiálu. Při řezání měkké oceli bude teplota laserového paprsku dostatečná k zahájení typického procesu pálení plamenem. Při laserovém řezání se používá čistý kyslík, stejně jako v případě hořáku na řezání plamenem. Při řezání nerezové oceli nebo hliníku laserový paprsek materiál jednoduše roztaví a pomocí vysokotlakého dusíku se roztavený kov odfoukne ze spáry řezu.

Pohyb paprsku

Na laserové CNC řezačce se laserová řezací hlava pohybuje nad kovovým plechem, přičemž vytváří požadovaný tvar dílu, a příslušný díl je následně vyřezán z plechu. Zcela přesná vzdálenost mezi koncem trysky a řezaným plechem je udržována pomocí kapacitního systému řízení výšky. Tato vzdálenost je důležitá, protože určuje umístění ohniska vzhledem k povrchu plechu. Kvalitu řezu lze ovlivnit zvýšením nebo snížením ohniska těsně nad povrch, na povrch nebo těsně pod povrch plechu.

Je zde ještě mnoho dalších parametrů, které ovlivňují kvalitu řezu, ale pokud jsou všechny správně kontrolovány, je laserové řezání stabilní, spolehlivý a zcela přesný proces řezání.