Lasersko rezanje je kot temeljna tehnologija v predelovalni industriji razširjeno na različnih področjih-od težke industrije do natančne elektronike in od množične proizvodnje do proizvodnje po meri-zahvaljujoč visoki natančnosti, visoki hitrosti in prilagodljivim zmogljivostim obdelave. Ker je vsestranska strojna tehnika, so njene aplikacije in procesne rešitve tesno povezane z vrsto materiala, zahtevano natančnostjo in obsegom proizvodnje. Naslednji razdelki podrobneje obravnavajo te vidike.
1. Uporaba laserskega rezanja
Lasersko rezanje uporablja-visokoenergetski laserski žarek za taljenje, žganje ali uparjanje materiala po vnaprej določeni poti. Široko se uporablja v:
a) Predelava kovin
Rezanje pločevine (jeklo, aluminij, nerjaveče jeklo, titan) za avtomobilske, vesoljske in gradbene komponente ter proizvodnja natančnih delov, kot so nosilci, plošče, okvirji in izmenjevalniki toplote.
b) Ne-kovinski materiali
Obdelava plastike, akrilov, polikarbonatov in kompozitov ter lesa, papirja, usnja in tekstila za oblikovanje, pakiranje in dekorativne aplikacije.
c) Elektronika in polprevodniki
Lasersko vrtanje za natančne mikro{0}}luknje in rezanje vezij, tankih filmov in zapletenih vzorcev za senzorje ali naprave MEMS.
d) Avtomobilska in vesoljska industrija
Rezanje kompleksnih geometrij za karoserijske plošče, notranje komponente in turbinske lopatice, kar pomaga zmanjšati strukturno težo brez vnosa mehanskih obremenitev.
2. Rešitve postopka laserskega rezanja
Lasersko rezanje ni le postopek »nameri-in-ustreli«; postopek prilagodimo glede na material, debelino in želeno kakovost roba. Ključne procesne rešitve vključujejo:
a) Vrste laserjev za rezanje
CO₂ laserji
Idealen za nekovinske materiale (les, akril, plastika) z zmernimi hitrostmi rezanja kovin. Tipične uporabe: signalizacija, rezanje tekstila, plastike.
Vlaknasti laserji
Zelo učinkovit za rezanje kovin (jeklo, aluminij, baker, titan). Ponujajo vrhunsko hitrost in natančnost v primerjavi z laserji CO₂ za tanke do srednje{1}}debele liste. Uporaba: avtomobilske plošče, elektronika.
Laserji Nd:YAG/Nd:YVO₄
Impulzni laserji, ki se uporabljajo za mikroobdelovanje in graviranje, primerni za majhne ali kompleksne dele, kot so nakit, elektronske komponente ali mikro-luknje.
b) Metode rezanja
Fuzijsko rezanje
Laser tali material, plinski curek pa staljeni material odpihne. Pogosto se uporablja pri obdelavi kovin.
Vaporizacijsko rezanje
Material je uparjen brez staljenega curka, ki se uporablja za natančno rezanje občutljivih materialov.
Skrajbiranje ali ablacija
Odstrani površinski material brez popolne penetracije, primeren za krhke ali več-plastne materiale.
Prebadanje / vrtanje
Impulzni laserji proizvajajo natančne luknje, vključno z mikro{0}}luknjami.
c) Parametri procesa
Laserska moč: Za debelejše materiale je potrebna večja moč.
Hitrost rezanja: Uravnoteženo med kakovostjo robov in proizvodno učinkovitostjo.
Pomožni plin: Kisik, dušik ali zrak za izboljšanje rezanja ali preprečevanje oksidacije.
Položaj fokusa: Pravilno ostrenje zagotavlja čiste reze z minimalno žlindro.
Kakovost žarka: Vpliva na natančnost in širino reza.
d) Integracija v množično proizvodnjo
CNC-nadzorovane laserske rezalne linije omogočajo:
Avtomatsko ravnanje z materialom
Rezi za gnezdenje za zmanjšanje odpadkov
Serijsko rezanje kompleksnih geometrij brez menjave orodja
Integracija z krivljenjem, varjenjem ali aditivno proizvodnjo za celotno proizvodnjo delov
Inteligentne laserske rezalne celice v sodobni proizvodnji lahko samodejno priporočijo procesne parametre glede na profil pločevine, debelino in vrsto materiala. Uporabljajo sisteme vida za spremljanje kakovosti rezanja v realnem času in zagotavljanje povratnih informacij. V kombinaciji z upogibanjem in varjenjem v prilagodljive proizvodne linije dosežejo popolnoma avtomatizirane poteke dela od ploščate pločevine do končnega izdelka. Te rešitve so primerne za serijsko proizvodnjo različnih materialov in se uporabljajo v panogah, vključno z industrijsko proizvodnjo, medicinskimi napravami, avtomobilizmom, elektroniko in umetnostjo.