Лазерная резка стали

Наиболее часты заказы на лазерную резку металла - раскроить стальной лист. Как правило это лист холоднокатанной черной стали. Также часто на чертежах указана марка Сталь 3, что по сути одно и то же. При этом мало кто из заказчиков представляет принцип лазерной резки, очевидные преимущества лазерной резки стали перед другими видами листообработки, а также, что очень важно, технологические ограничения.

Лазерная резка листовой стали

Очевидный конкурент лазерной резки - координатная пробивка. Практика показывает, что в большинстве случаев при изготовлении конструкционных деталей из стали координатная пробивка позволяет изготовить эти детали. Но есть и некоторые тонкости. Более того, лазерная резка стали - более универсальная технология. Она более удобна при изготовлении небольших партий или даже единичных экземпляров. Также нельзя не учитывать, что лазерная резка позволяет существенно экономить материал, укладывая детали на листе очень плотно друг к другу, одну в другой.

Даже если мы говорим о перфорации, средняя стоимость отверстия на пробивке на небольших и средних партиях составляет от одного до двух рублей. Лазерная резка стали сегодня стремится к этим цифрам. Более того, длинные прямые детали зачастую возможно разделять единым резом. Этот прием применим в тех случаях, когда высвобожденные напряжения листа не приводят к существенному выгибанию деталей на координатном столе во время резки.

Что касается ограничений технологии, важно понимать некоторые моменты. Во-первых это касается диаметра круглых отверстий. Считается, что минимальный диаметр отверстий при лазерной резке стали составляет номинал, то есть толщину листа. То есть в листе толщиной 3 мм лазер может качественно проделать лишь трехмиллиметровое отверстие. Чтобы уменьшить это значение приходится здорово повозиться с режимом и результат тут зависит как от станка, так и от газа и даже от качества стали. Дело в том, что выполняя рез по окружности малого диаметра, лазерный луч очень сильно нагревает отход - тот кружок, который в итоге должен вывалиться из получившегося отверстия. Металл в этой зоне очень сильно разогревается до температуры плавления. При попытках резать отверстия диаметром менее номинала металл начинает заново сплавляться за лучем. Таким образом вместо отверстия получается либо спекшаяся воронка, либо отверстие все же проделывается, но говорить о диаметре тут трудно, так как кромка сильно оплавляется и теряет нужную геометрию. Конечно, все выше описанное актуально не только для круглых отверстий (их мы упоминаем лишь для наглядности - с ними проблемы возникают чаще всего). Малые прямоугольные отверстия, а также другой формы, имеют те же закономерности.

Артефакты лазерной резки сталиТеперь рассмотрим довольно распространенный случай - детали в форме луча. Например простейший треугольник с очень острым углом. Представьте деталь толщиной 6 мм, самая короткая сторона - 50 мм, а самая длинная - 400 мм. В этом случае острие треугольника не будет иметь требуемую форму. Самый кончик просто обгорит от слишком сильного нагрева. И, хоть пробивка в данном случае тоже даст свои"артефакты", при жестких требованиях к геометрии изделий лазерная резка стали справится с задачей лишь ценой проб и ошибок технолога и в любом случае полностью от эффекта избавиться невозможно. И конечно же эта особенность технологии накладывает свой отпечаток на фигурный раскрой в декоративных целях. К сожалению, не все задумки художника можно вырезать из стали. Для примера, взгляните на изображение.

Есть еще один момент, о котором нельзя не упомянуть в данном материале. Лазерный луч имеет свою толщину. И толщина эта не константа. В первую очередь она зависит от оборудования. Более совершенные станки имеют меньшую толщину реза, но и минимальная толщина имеет свои особенности. К примеру то самое спекание стенок реза при резке отверстий малого диаметра чаще происходит именно на оборудовании с меньшей толщиной луча. Так или иначе, при жестких требованиях к соблюдению размеров необходимо компенсировать толщину луча. Ведь если просто резать в стальном листе отверстие, скажем диаметром 6мм, на практике оно получится от 6,15 до аж 6,35 и даже иногда более миллиметров. И, если в отверстие планировалось например запрессовать резьбовую втулку, она может просто не запрессоваться или впоследствии прокручиваться. Это конечно будет брак и деталь придется переделывать. Поэтому в подобных случаях от заказчика требуется указывать к каким элементам детали предъявляются повышенные требования.

В заключение отметим, что лазерная резка стали является очень мощным и универсальным инструментом в опытных руках. Тандем технолога и оператора, которые знают свое дело и работают в тесном взаимодействии, обеспечивает высокую производительность и низкий процент брака и отходов.