Precyzja i optymalizacja czasu wykonania danego elementu są bardzo ważnymi aspektami w kontekście obróbki metalu w przemyśle. Właśnie te czynniki motywują do udoskonalania wykorzystywanych metod i stosowania nowych, jeszcze doskonalszych rozwiązań. Jedną z nowych technologii cięcia metalu, która zyskała już bardzo dużą popularność w branży przemysłowej, jest metoda wykorzystująca do wycinania wiązkę laserową. Wśród jej wielu zalet wymienia się między innymi dużą precyzję wykonywanych cięć. Jakie ma to odzwierciedlenie w praktyce? Czy poza dużą dokładnością wycinanie laserowe w metalu ma także inne zalety?
Na czym polega wycinanie laserowe w metalu?
W przemyśle stosowanych jest wiele technik cięcia metalowych blach, rur i innych elementów. Jedną z metod, którą możemy zaliczyć do technik rozdzielania termicznego, jest laserowe wycinanie w metalu. Podstawowym narzędziem wykorzystywanym w tym przypadku jest wiązka lasera prowadzona po ciętej powierzchni.
Proces wycinania laserowego w metalu polega na zderzeniu wytworzonej wiązki lasera z daną powierzchnią. Promień lasera jest bardzo precyzyjny i jego średnica wynosi nie więcej niż 0,5 mm. Moc wiązki laserowej skupiona jest w konkretnym punkcie, działając na powierzchnię wysoką temperaturą. Pod wpływem działania lasera metal topi się i odparowuje. Jeżeli na daną powierzchnię będziemy działać większą dawką ciepła niż może zostać odprowadzona, wówczas dochodzi do przeniknięcia promienia lasera przez powierzchnię metalu. Wymagana moc lasera zależna jest od rodzaju ciętego materiału i jego przewodności cieplnej.
Dlaczego wycinanie laserem jest bardziej precyzyjne niż tradycyjne metody?
Wycinanie laserowe charakteryzuje się niezwykłą precyzją, co czyni je idealnym rozwiązaniem do produkcji detali o skomplikowanych kształtach i wymiarach. W przeciwieństwie do tradycyjnych metod cięcia, takich jak trawienie chemiczne czy cięcie mechaniczne, laser zapewnia niezrównaną dokładność, pozwalając na osiągnięcie tolerancji nawet rzędu +/- 0,1 mm. Ta precyzja jest szczególnie istotna w przypadku produkcji części do urządzeń medycznych, lotniczych, samochodowych i innych, gdzie wymagana jest najwyższa jakość i niezawodność.
Przewagą wycinani laserowego metalu nad konwencjonalnymi metodami obróbki tego materiału jest nie tylko precyzja, ale także zminimalizowanie mocy, jakim poddawany jest metal podczas procesu cięcia. W przypadku cięcia mechanicznego, maszyny wykorzystywane do tego procesu wywierają na materiał bardzo dużą siłę, co może powodować zniekształcenia, zgięcia czy nawet zmieniać właściwości przedmiotu. Nie bez znaczenia dla metalowej powierzchni jest także stosowanie metod chemicznych, co może mieć znaczenie, szczególnie w branżach wymagających dużej dokładności. Wycinanie laserowe metalu odbywa się praktycznie bezdotykowo, a powierzchnia zmieniana jest wyłącznie w miejscu cięcia. Nie istnieje ryzyko uszkodzenia obrabianego elementu czy zmiany jego parametrów.
W jakich przypadkach warto stosować wycinanie laserowe?
Jedną z kluczowych zalet wycinania laserowego jest możliwość obróbki różnorodnych materiałów, takich jak stal nierdzewna, aluminium, miedź, tytan i wiele innych. Każdy rodzaj metalu wymaga dostosowania parametrów cięcia, takich jak moc lasera, prędkość przesuwania wiązki. Dzięki temu możliwe jest uzyskanie optymalnej jakości cięcia, minimalizując jednocześnie ryzyko odkształceń, pęknięć lub innych wad.
Możliwość obróbki różnych rodzajów metalu, a także uzyskania bardzo dużej precyzji cięcia, bez ryzyka uszkodzeń i zniekształceń danego elementu sprawia, że metoda ta wykorzystywana jest w branżach wymagających wysokiej jakości komponentów. Wycinanie laserowe metalu stosowane jest aktualnie w bardzo wielu branżach przemysłu, jednak głównymi odbiorcami komponentów wykonanych przy użyciu wiązki laserowej jest branża medyczna (sprzęt medyczny, zastawki itd.), przemysł lotniczy, motoryzacyjny i elektrotechniczny.
W efekcie za pomocą wycinania laserowego możliwe jest uzyskanie komponentów bardzo wysokiej jakości. Dzięki wykorzystaniu tej metody otrzymujemy nie tylko precyzyjnie wykonane cięcie, ale także doskonałe odwzorowanie detalu i zrealizowanie projektu. Granica błędu w przypadku wycinania laserem wynosi +/- 0,1 mm. Przy zastosowaniu tej metody możliwe jest wycinanie elementów zarówno z bardzo cienkiej, jak i grubej blachy – promień lasera może przeciąć nawet blachę ze stali konstrukcyjnej o grubości do 25 mm.
Co poza precyzją? Czyli inne korzyści wycinania laserowego w metalu
Oprócz precyzji wycinanie laserowe oferuje również szereg innych korzyści. Jak już wspomnieliśmy, proces ten przebiega bezdotykowo, co oznacza, że nie ma bezpośredniego kontaktu z materiałem – a to minimalizuje ryzyko uszkodzenia lub zanieczyszczenia detalu. Ponadto metoda ta jest bardziej ekonomiczna niż tradycyjne techniki, ponieważ generuje mniej odpadów i wymaga mniejszej ilości obróbki wykończeniowej. Linia cięcia jest precyzyjna, a także gładka i nie obserwujemy na niej śladów nadtapiania czy innych efektów wywołanych przez obróbkę. Dodatkowa obróbka wykańczająca nie jest konieczna, co przekłada się na skrócenie czasu procesu.
Warto również podkreślić, że nowoczesne systemy wycinania laserowego są sterowane komputerowo, co umożliwia automatyzację procesu i zapewnia wysoką powtarzalność. Pliki CAD/CAM są wykorzystywane do precyzyjnego sterowania wiązką laserową, co gwarantuje identyczne wykonanie każdego detalu. Taka automatyzacja zwiększa wydajność produkcji, jednocześnie minimalizując ryzyko błędów ludzkich.
Wycinanie laserowe metalu jest metodą wykorzystywaną wszędzie tam, gdzie precyzja wykonania detalu jest kluczowym wymaganiem. Dzięki niezrównanej dokładności, możliwości obróbki różnorodnych materiałów oraz automatyzacji procesu, technologia ta zapewnia wysoką jakość i powtarzalność produkcji, co przekłada się na zwiększoną niezawodność i efektywność całego procesu