Témata
Reklama

Řezání materiálů s pomocí CNC laseru

Řezání, správně pálení materiálů pomocí laseru již dávno není žádnou technologickou novinkou a v dnešní době se tato technologie objevuje i v menších podnicích. Důvodem rozmachu tohoto způsobu zpracování je nenáročnost obsluhy, rychlost řezání a trvale klesající cena samotných laserových strojů.

Lasery se běžně dodávají ve dvou základních typech – lasery vláknové, určené pro zpracování kovových materiálů, a lasery typu CO2, pro dělení organických materiálů a plastů. Samostatnou kapitolu by pak mohly tvořit vysokovýkonné CO2 lasery s výkonem počítaným v řádu kilowatů, které jsou určeny pro řezání organických materiálů i kovů. Od této technologie se však dnes již pozvolna ustupuje vzhledem k nízké efektivitě a vysokým provozním nákladům těchto strojů.

CO2 lasery středního výkonu

Stroje jsou dnes již dostupné opravdu každému. Základní zařízení s pracovní plochou 300 x 500 mm a výkonem 50 W až 60 W lze pořídit v přijatelné kvalitě za cenu lehce přesahující 100 000 korun bez DPH. Následně roste cena stroje v závislosti na výkonu a pracovní ploše. Od výkonu laseru se odvíjí maximální tloušťka materiálu, který je možné na stroji řezat, a rychlost práce stroje. Na pracovní ploše je závislý maximální rozměr zpracovávaného materiálu či množství souběžně zpracovávaných úloh.

CO2 laser má velmi širokou oblast použití. Umožňuje řezání např. látek, dřeva, překližky, papíru a většiny plastů včetně razítkové gumy s vysokou rychlostí i přesností. V případě popisu neboli značení se škála vhodných materiálů CO2 laseru ještě dále rozšiřuje, např. o sklo, kůži či některé druhy kamenů.

Ovládání a údržba laseru je velmi jednoduchá a nenáročná. U moderních laserů se lze k řídicímu systému stroje připojit skrze USB rozhraní či přes lokální počítačovou síť. Ovládací program lze spustit samostatně nebo ve formě pluginu pro rozšířené grafické programy, např. Corel či Adobe Illustrator. Ovládání je v obou případech velmi podobné. Pro každou vrstvu, která je ve výkresu použita, se volí způsob zpracování, rozsah pracovních výkonů a rychlost. Způsob nastavení definuje, zda se má daná vrstva řezat, nebo gravírovat.

Zdroj záření – trubice

Zdrojem záření je skleněná trubice naplněná směsí plynů, která se po vyčerpání aktivní složky mění za nový kus. U dražších variant laserů se můžeme setkat také s tzv. vysokofrekvenční trubicí, která poskytuje paprsek o vyšší kvalitě a jejíž cena je násobně dražší. Vysokofrekvenční trubice mají kovový kryt a umožňují opakované plnění aktivní směsi po jejím spotřebování.

Doplňky – nadstavby

Pro zpracování návinového materiálu (textil, papír) je nejvhodnějším řešením stroj vybavený automatickým podavačem, který po dokončení řezné úlohy odvine použitou část do výstupního zásobníku, natáhne nový materiál a znovu spustí zadanou úlohu.

Pro ořezávání grafických motivů slouží systém Machine Vision s integrovanou kamerou, která zajišťuje přesné umístění a správnou orientaci řezné křivky vzhledem k vytištěnému motivu. Tento doplněk naleznete např. u laserů Relicut.

Systém pod názvem Live Focus je určen pro zpracování nerovných materiálů nebo dokáže trvale kontrolovat vzdálenost mezi řeznou laserovou hlavou a zpracovávaným materiálem, čímž zajišťuje optimální zaostření laserového paprsku. Doporučujeme lasery Relicut.

S řeznou hlavou vybavenou s tzv. ARC systémem dokážou CO2 lasery o výkonu 130–200 W za účasti asistenčního plynu (kyslíku) dělit tenkou uhlíkovou ocel. Je však třeba podotknout, že tento princip řezání plechů nelze kvalitativně srovnávat s řezem vytvořeným pomocí laseru vláknového.

Filtrace zplodin

Při práci se strojem se u většiny materiálů neobejdeme bez odvodu spalin ze stroje. Lasery bývají již v základu (a základní ceně) vybaveny jednak chlazením, ale také odsáváním. Standardní odsávání je řešeno vývodem, který je nejčastěji veden vně objektu. V některých případech toto řešení není možné. Proto lze lasery dovybavit interiérovou filtrační jednotkou. Nejčastěji ve variantách s vlastním motorem či poháněné. Méně využívanou variantou, vhodnější zejména pro otevřené stroje, je malá filtrační jednotka nasávající zplodiny přímo z pracovního místa.

Vláknové lasery

Pro řezání ocelových a nerezových plechů je vhodný tzv. vláknový laser s výkonem minimálně cca 300 W, který je dostačující pro řez v materiálu o síle 3–4 mm. Stroj s tímto výkonem je možné pořídit za cenu od cca 2 000 000 Kč bez DPH, např. od firmy HSG Laser. Cena laserů roste zejména v závislosti na výkonu stroje. Připlácí se také za zakrytování či přidání rotační osy pro zpracování trubek a profilů.

Při práci s vláknovým laserem se jako asistenční plyn využívá opět kyslík, v případě práce s nerezem pak většinou dusík, který výrazně omezuje opal hrany řezu při snížení řezné rychlosti o cca 30–40 %.

Pro řezání barevných kovů je třeba sáhnout po stroji s výrazně vyšším výkonem. Základní řezy například v duralovém plechu je možné provádět s výkonem 500 W, pro vážnou práci a kvalitní řeznou hranu je třeba stroj o výkonu minimálně dvojnásobném. Podobná situace je i v případě ostatních barevných kovů – mědi, mosazi či bronzu.

Z hlediska ovládání a údržby jsou na tom vláknové lasery dnes již velmi podobně jako jednodušší lasery CO2. Samotné zdroje záření mají mimořádnou životnost, překračující často hodnotu 100 000 pracovních hodin. Tyto zdroje žádnou údržbu nevyžadují, nejdůležitější starostí je kontrola výstupní trysky a krycího sklíčka, které chrání výstup paprsku z optického vlákna.

Výběr strojů

Výběru stroje doporučuje společnost 4ISP vždy věnovat dostatek času a pozornosti. Solidní dodavatel jistě umožní otestovat materiály určené na strojích řezat a pomůže tak s výběrem vhodné kombinace výkonu, pracovní plochy, doplňků apod.

U vláknových laserů bývá situace komplikovanější a dodavatel bude pravděpodobně schopen nabídnout k testování maximálně jeden až dva druhy strojů. Většinou však bývá připraven ukázat vzorky, případně je zajistit přímo ve výrobě.

Nákup stroje

Nedoporučujeme kupovat stroj bez předchozího testování materiálů. Zejména u CO2 laserů spěje kombinace výkonu, konkrétního typu materiálu a výsledného řezu k množství různých variant řešení.

U laserů vláknových může být situace složitější, neboť tyto stroje se nejčastěji vyrábějí zakázkově. V tomto případě však dodavatel musí být schopen předvést vzorky řezu v různých materiálech, případně zajistit otestování řezu konkrétního materiálu u dodavatele stroje.

Reklama
Reklama
Reklama
Obr. 1. S CO2 lasery je dnes možné řezat téměř všechny materiály.
Obr. 2. Vláknový laser na kovy HSG Laser
Obr. 3. Ukázky řezání plastu pomocí laseru.

Petr Tůma,

4ISP

tuma@4isp.cz

www.4isp.cz

Firma: 4ISP, umístění na MSV: pavilon P, stánek 145

Reklama
Související články
Efektivita produkce a laserové technologie

Lasery mají svou nespornou výhodu v nízkých provozních nákladech. A také ve snadnosti přípravy a zadávání dat do výroby. Nízké provozní náklady hovoří o jejich aktuální spotřebě během výroby. Vzhledem k tomu, že potřebují standardní příkon nižší než mikrovlnka nebo varná konvice, stává se energie zanedbatelnou položkou.

Řezání trubek a profilů

Přestávají vám stačit pily? Následující tři řešení od 4ISP určená pro různé typy výroby mohou být vhodnou volbou.

Šetří lasery energii? Jak je to s lasery, ekologií a ekonomií?

Ekologie v průmyslu je téma, které se dnes velmi často probírá. Jedná se o mimořádně širokou problematiku, zahrnující úspory energií, eliminaci či alespoň snížení vzniku zdraví ohrožujících zplodin či omezení potřeby nebezpečných chemikálií v oblasti průmyslové výroby. V dnešním článku se na tuto problematiku podíváme z hlediska výhod a nevýhod jednotlivých laserových technologií, které se díky klesající ceně při zachování dobrých technických parametrů a nízkých provozních nákladů dostávají i do podniků s menším obratem a nižším počtem zaměstnanců.

Související články
Největší předváděcí centrum laserů a CNC strojů

Časům nakupování průmyslových strojů naslepo, bez osobního vyzkoušení a podrobné znalosti strojů, provozních nákladů a potřeb, již „odzvonilo“.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Využití laseru při dělení a značení materiálů

V odborných časopisech vycházejí celé řady článků na téma pokročilého použití laserových technologií v průmyslu. V praxi se však často setkáváme se zákazníky, kterým se nedaří získat základní informace o této problematice. Jaký typ laseru je vhodný na daný materiál? Jaký výkon je potřeba pro dělení desky o zadané tloušťce? Jaké asistenční plyny lze pro řez použít a jaké výsledky s daným typem plynu můžeme očekávat?

Využití laseru při dělení a značení materiálů

Jaký typ laseru je vhodný pro jaký materiál? Jaký výkon je třeba pro dělení desky o zadané síle? Jaké asistenční plyny lze pro řez použít a jaké výsledky s daným typem plynu lze očekávat? Jakým laserem značit a jakým řezat?

Výrobní laserové technologie

Výrobní laserové technologie lze dělit mnoha způsoby-, podle použitého výkonu, délky pulzu nebo interakce s materiálem. Nejjednodušší způsob rozdělení laserových technologií je do tří skupin: dělení a odebírání materiálu, spojování materiálu a úprava povrchu materiálu. Vzhledem k rozmanitosti využití laseru není toto dělení zcela jednoznačné a existuje několik dalších technologií, které se nacházejí mezi těmito kategoriemi.

Aktuální možnosti v laserovém svařování

Laserové svařování lze v dnešní době považovat za velice moderní technologii. Vysoké svařovací rychlosti, štíhlý svar a z toho plynoucí výhody jsou pozitiva, která umožnila začlenění této metody do progresivních výrobních technologií. Tento článek si klade za cíl představit aktuální možnosti laserových svařovacích technologií.

Fotonika - klíč k technologickému rozvoji

Vynález laseru, optických vláken a polovodičových optických součástek výrazně zvýšil význam využití optiky pro moderní technologie. Byl to také impulz pro rozvoj mladého vědního oboru – fotoniky –, který se zabývá vlastnostmi a metodami využití fotonů. Místem, kde si odborníci z těchto tří na sobě závislých oborů – optika, elektronika a fotonika – sdělují svá know-how a sdílejí své úspěchy, se každoročně stává nejvýznamnější světový veletrh optických a laserových technologií Laser World of Photonics. I letos jej koncem června na mnichovském výstavišti doprovázel světový kongres World of Photonics congress.

Pokročilé metody laserového svařování

V současné době existují nové metody laserového svařování, které dále zlepšují základní metodu. V současné době existují nové metody laserového svařování, které dále zlepšují základní metodu. Podstatou nových metod je laserová hlava obsahující systém dvou vychylovacích zrcadel doplněných speciální optikou. Díky tomu lze laserovým paprskem velice rychle přebíhat v dané ploše. Svařování s touto hlavou se nazývá skenerové svařování. V provedeném experimentu byla demonstrována významná časová úspora při využití této metody oproti svařování běžnou svařovací hlavou vedenou robotem. Druhou metodou, opět využívající vychylování laserového svazku zrcadly, je svařování s rozmítaným svazkem. U této metody dochází kromě posuvové rychlosti k mikropohybu laserového svazku podél svařované trajektorie. Řízením parametrů mikropohybu můžeme měnit jak šířku závaru, tak i mikrostrukturu svaru, jak je opět předvedeno v rámci několika experimentů.

Laserová svařovací buňka, která promíjí nepřesnosti v plechu

Vstup do oblasti laserového svařování se stává snadnějším než dříve díky tolerantnímu laserovému svařování metodou FusionLine a balíčku pro náběh výroby. Nové konstrukční prvky a softwarové komponenty zjednodušují obsluhu.

Obrábění laserem pro všechna odvětví

Od doby, kdy byl objeven a vyroben první laser roku 1960, se uplatnění laserů rozšířilo téměř do všech oborů lidské činnosti. Dnes se s lasery setkáváme téměř všude ? ve zdravotnictví, potravinářství, stavebnictví a logicky i ve strojírenství. Velice často se lasery uplatňují v procesech zpracování a obrábění materiálů jako výrobní nástroje. Oblibu si získaly díky svým schopnostem rychlého procesu obrábění, minimální hlučnosti, vysoké flexibilitě, minimálnímu tepelnému ovlivnění okolního materiálu a dalším.

Plošné brusky - vhodný doplněk vláknového řezacího laseru

Vláknové či CO2 lasery se v kovozpracujícím průmyslu objevují již mnoho let. Stejný druh výrobního podniku však využívá celou řadu dalších zařízení, kterými je rozřezaný materiál nadále zpracováván – ohraňovací lisy, závitořezy nebo zařízení zajišťující povrchovou úpravu po dokončení řezu. Zaměříme se na leštičky a povrchové brusky materiálu.

Deset let na trhu a nový dodavatel

Společnost 4ISP v letošním roce slaví již deset let na trhu. Na počest tohoto výročí uspořádala v centru Eurazio vernisáž výstavy technických exponátů pod záštitou Technického muzea v Brně. Žádná velká narozeninová party se však konat nebude. Firma svoje jubileum oslaví se zaměstnanci i zákazníky individuálně.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit