I. Введение
Станки для лазерной резки могут применяться практически во всех отраслях промышленного производства, таких как производство автомобилей, авиационная и космическая промышленность, электроника и бытовая техника, производство посуды, фитнес-оборудования, реклама и металлообработка.
Он может работать с различными металлическими и неметаллическими материалами благодаря своей высокой адаптивности.
Станки для лазерной резки, обладающие преимуществами во многих аспектах, становятся неотъемлемой частью индустрии, выступая в качестве передового оборудования, которое стремятся перенять многие конкуренты.
По мере развития технологий будущее применения машин становится все шире. Оно играет важную роль в содействии преобразованиям и модернизации обрабатывающей промышленности. Стоит изучить разнообразные возможности использования станков для лазерной резки.
II. Понятие о станках для лазерной резки
Объяснение основных принципов
Лазерный резак - это вид машины, которая режет различные материалы, используя тепловую энергию лазерных лучей. Процессы его работы заключаются в том, что лазерные лучи, во-первых, генерируемые станком лазерной резки, будут сфокусированы в виде светового пятна на поверхности заготовки с помощью оптической системы.
Затем, благодаря высокой плотности мощности, участки, облучаемые лазерным лучом, нагреваются настолько быстро, что испаряются или плавятся.
Постоянно движущийся лазерный луч под действием вспомогательных газов соединяет световые пятна в узкую щель для выполнения резки.
В целом, станки лазерной резки включают станки для лазерной резки CO2, станки для лазерной резки YAG и станки для лазерной резки волокон. Давайте вместе посмотрим видео, чтобы понять, как это работает.
Компоненты станка лазерной резки
Станок для лазерной резки состоит из лазера, оптической системы, режущей головки, рабочего стола, системы ЧПУ, вспомогательного оборудования и компьютерной системы.
Лазер:
Как основной компонент, лазеры могут генерировать лазерные лучи с высокой плотностью мощности. К ним обычно относятся газовые лазерные резаки CO2 и волоконные лазерные резаки.
Оптическая система:
Являясь ключевым компонентом станка лазерной резки, оптическая система напрямую влияет на точность обработки и качество резки. Поэтому ее производительность имеет большое значение.
Его основные функции - изменение формы, коллимация и фокусировка исходных лазерных лучей, генерируемых лазерами, таким образом, чтобы на поверхности заготовки формировалось световое пятно с высокой плотностью мощности для достижения точной обработки.
Он состоит из 5 основных компонентов: рефлектора, фокусирующей линзы, коллиматора, защитных линз, формирователя луча и механизма регулировки оптического пути.
Отражатель:
Он может изменять направление передачи лазерного луча, направляя его в режущую головку.
Фокусировочные линзы:
Фокусирующие линзы устанавливаются в режущую головку и используются для фокусировки параллельного лазерного луча в небольшие световые пятна. Фокусное расстояние линз влияет на размер пятна и, следовательно, на точность резки.
Коллиматор:
Коллиматор регулирует коллимацию лазерного луча, уменьшая угол расхождения луча, чтобы сделать его максимально близким к параллельному свету.
Коллиматоры обычно используют вогнутые линзы в сочетании с фокусирующими линзами, чтобы эффективно уменьшить размер сфокусированного светового пятна.
Защитные линзы:
Расположенные в нижней части режущей головки, защитные линзы предотвращают загрязнение фокусирующих линз брызгами и пылью, образующимися во время резки.
Формирователь луча:
Машины высокой точности нуждаются в изменении формы перед фокусировкой, чтобы интенсивность света распределялась более равномерно.
Механизм регулировки оптического пути: он используется для достижения точной настройки и калибровки оптического пути для обеспечения стабильности положения фокуса лазерного луча.
Режущая головка：
Режущая головка в основном состоит из сопла, фокусирующей линзы и системы слежения. Она фокусирует лазерный луч на поверхности и вводит вспомогательные газы.
Система ЧПУ:
Он может контролировать параметры процесса, такие как траектория движения, скорость и мощность лазера.
Верстак：
Он выполняет функцию станины для фиксации заготовки и имеет оси X, Y и Z для создания подвижной структуры.
Вспомогательное оборудование:
Например, охладители, воздушные компрессоры и вытяжные системы. Они обеспечивают вспомогательные функции, такие как охлаждение, подача газа и дымоудаление при обработке резанием.
Материалы, совместимые с лазерной резкой
Материалы, совместимые с лазерной резкой, можно разделить на два вида - металлы и неметаллы.
Металлы включают нержавеющую сталь, углеродистую сталь, алюминий, титан, медь и золото. Нержавеющая сталь - один из самых распространенных металлов, используемых для лазерной резки, позволяющий получать высококачественные срезы.
К неметаллическим материалам относятся акрил, дерево, кожа, стекло, бумага и картон, драпировка. Акрил является одним из самых распространенных неметаллических материалов для резки и широко используется в рекламной и декоративной индустрии.
Кроме того, станки для лазерной резки позволяют выполнять высокоточную резку дерева для изготовления поделок и моделей.
Однако некоторые материалы также несовместимы с лазерной резкой, поскольку выделяют ядовитые газы, которые повреждают оборудование.
Например, ПВХ, разновидность пластика, содержащая галогены, при переработке выделяет ядовитые газы.
Поликарбонат, стекловолокно, углеродное волокно и зеркальные материалы также несовместимы с лазерной резкой. Процесс их резки может повредить станок.
III. Промышленное применение станков для лазерной резки
Автомобильная промышленность
Резка и гравировка деталей автомобилей
Лазерные резаки позволяют выполнять точную, высококачественную резку и гравировку автомобильных деталей, включая детали интерьера и наружные панели кузова. Станки для лазерной резки имеют множество преимуществ перед традиционными методами обработки.
Он способен выполнять высокоточную резку с гладкими краями и без заусенцев, что сокращает последующие процессы.
Лазеры предназначены для обработки больших партий материалов с высокой скоростью и производительностью. Возможность обработки различных материалов доказала их универсальность. Бесконтактная резка позволяет избежать деформации материала и сохранить стабильные размеры деталей.
Помощь в сварке и термообработке автомобильных деталей
Помимо прямой резки деталей автомобилей, он может помочь в сварке и термообработке.
Во-первых, машина может подготовиться к резке перед сваркой, повышая эффективность и качество сварки. Во-вторых, она разрезает высокопрочные стальные листы в процессе термоформовки для завершения формирования деталей с соблюдением режимов.
В-третьих, лазерный резак может выполнять локальную термообработку поверхности деталей для повышения их износостойкости и коррозионной стойкости.
Примеры
Многие известные производители автомобилей используют станки лазерной резки в производстве. Я приведу следующие примеры：
Дженерал Моторс: он использует станок лазерной резки для обработки деталей кузова и интерьера
Тойота: Лазерные резаки широко используются в производственных линиях для повышения производительности и качества продукции.
Тесла: аккумуляторный блок и элементы корпуса электронных автомобилей изготавливаются с помощью лазерных резаков.
Будучи незаменимым технологическим оборудованием в автомобилестроении, станки лазерной резки находят все более широкое и глубокое применение, поддерживая легкость, персонализацию и интеллектуальность автомобилей.
Аэрокосмическая промышленность
Прецизионная резка легких материалов
Благодаря идеальному соотношению прочности и веса легкие материалы, такие как алюминий и титан, широко используются в аэрокосмической промышленности.
Благодаря высокой точности и эффективности, станки лазерной резки становятся разумным выбором для обработки.
Кроме того, он обеспечивает точность резки на микроуровне, малые зоны термического воздействия и минимальную тепловую деформацию материалов, благодаря чему обеспечивается точность и качество деталей.
Однако резка этих материалов остается сложной задачей. Например, титан активно реагирует на кислород при высоких температурах, образуя хрупкий оксидный слой, поэтому для предотвращения окисления необходимы инертные газы.
Производство сложных авиационных компонентов и деталей
Станки для лазерной резки используют свои сильные стороны при производстве сложных деталей самолетов.
С одной стороны, лазерная резка позволяет осуществлять прямую обработку на основе CAD-моделей без необходимости использования сложных режимов, что значительно сокращает цикл от разработки изделия до его производства.
С другой стороны, его гибкость позволяет обрабатывать любые сложные детали, включая лопатки турбин авиационных двигателей.
Однако для некоторых специальных материалов и сложных конструкций лазерные резаки остаются слабыми с точки зрения точности и эффективности. Поэтому разумным решением являются технологические инновации и обновление мастерства.
Примеры:
Боинг: Станки используются для обработки крупных деталей, таких как кожа и крылья самолетов.
AirbusТехнология лазерной резки широко используется при производстве новых самолетов, таких как A350, для повышения эффективности производства и качества продукции.
Локхид МартинОна использует станок для производства компонентов сложной конструкции истребителей F-35, таких как обшивка самолета и каркасы перегородок.
В целом, станки для лазерной резки отлично справляются со своей ролью в аэрокосмической промышленности, обеспечивая точность и эффективность.
Однако проблемы остаются. В будущем, с развитием и модернизацией соответствующих технологий, значение лазерных резаков будет расти.
Электронная промышленность
Резка и обработка прецизионных деталей
Электронная промышленность предъявляет высокие требования к точности и качеству компонентов. Поэтому лазерные резаки являются оптимальным выбором для обработки деталей благодаря их высокой точности и эффективности.
Лазерные резаки позволяют выполнять точную резку на микроуровне, создавать небольшие зоны термического воздействия, минимизировать деформацию материала и обеспечивать точность и качество деталей.
Эти качества жизненно важны для производства точных электронных деталей, таких как интегральные платы и микросенсоры.
Быстрое прототипирование печатных плат
В процессе разработки электронных изделий быстрое создание прототипов является основным элементом, ускоряющим запуск продукта. Лазер напрямую обрабатывает заготовки на основе файлов CAD-проектов без использования сложных режимов, что значительно сокращает время от разработки до производства.
Кроме того, гибкость станка позволяет ему справляться с обновлением дизайна печатных плат, что значительно способствует быстрому обновлению и развитию электронных продуктов.
В целом, станки для лазерной резки, применяемые в электронной промышленности, могут не только повысить точность и эффективность обработки компонентов, но и ускорить процесс создания прототипов, что способствует развитию продукции, а также повысить уровень автоматизации и интеллектуальности производственной линии.
По мере развития лазерных технологий и совершенствования ремесла, машины будут использоваться в промышленности все шире и шире.
Резка корпусов бытовой электроники Станки для лазерной резки также используются в обработке корпусов потребительских электронных продуктов, таких как мобильные телефоны и планшетные компьютеры, особенно для резки металлических корпусов. Он обладает различными преимуществами, которые я хотел бы объяснить вам следующим образом:
Лазерная резка позволяет выполнять сложную резку на криволинейной поверхности, подходит для обработки корпусов специальной формы. Она позволяет выводить последующие процессы благодаря идеальной производительности при резке без заусенцев.
Кроме того, лазерная резка может напрямую вырезать различные функциональные отверстия в оболочке, такие как отверстия для антенн, отверстия для пуговиц и т.д.
Однако в корпусах бытовой электроники обычно используются труднообрабатываемые материалы, такие как алюминиевый сплав, что предъявляет высокие требования к лазерным резакам.
В целом, станки для лазерной резки выполняют свою роль в электронной промышленности, включая производство печатных плат, обработку компонентов и производство корпусов бытовой электроники.
Наше внимание заслуживает тот факт, что различные материалы для обработки в различных отраслях промышленности предъявляют различные требования и задачи, поэтому технология лазерной резки, которая влияет на качество машины, должна быть улучшена в соответствии с рыночным спросом.
Медицинская промышленность
Прецизионная резка медицинских изделий и имплантатов
Станки для лазерной резки также играют важную роль в медицинской промышленности благодаря своей высокой точности и низкому тепловому воздействию. Ее грани присутствуют во многих аспектах.
Обеспечивая точность резки на микроуровне, он отвечает высокоточным требованиям, предъявляемым к медицинским приборам и имплантатам. Например, сердечных стентов и ортопедических имплантатов.
Благодаря малым зонам термического воздействия при резке, биосовместимость материала не нарушается, что обеспечивает безопасность имплантатов.
Станки для лазерной резки могут обрабатывать различные медицинские материалы, такие как нержавеющая сталь, титановый сплав, биокерамика и т.д.
Однако медицинские приборы и имплантаты предъявляют чрезвычайно высокие требования к качеству и последовательности резки. Таким образом, параметры станка должны строго контролироваться для обеспечения качества продукции.
Производство хирургических инструментов и приспособлений
Лазерные резаки также широко используются для производства хирургических инструментов и приспособлений, включая скальпели, ножницы и щипцы.
Он может вырезать сложные формы и структуры в хирургических инструментах, улучшая их функциональность.
Благодаря высокой точности резки лазерные резаки обеспечивают точность размеров и посадки хирургических инструментов. Кроме того, они способны обеспечить массовое производство хирургических инструментов.
Однако хирургические инструменты предъявляют жесткие требования к качеству обрезки краев, поэтому для последующей полировки и других видов обработки необходимо совершенствовать технику резки.
Примеры
Medtronic: Использование технологии лазерной резки для производства имплантатов, таких как кардиостимуляторы и сосудистые стенты.
Джонсон и Джонсон: Компания использует лазеры для производства хирургических инструментов и ортопедических имплантатов.
Boston Scientific: Лазерные резаки используются для производства сердечных клапанов, ангиографических катетеров и других методов лечения.
Вышеперечисленные компании доказали, что станки для лазерной резки играют важную роль в повышении качества медицинских инструментов и технологий в здравоохранении.
С развитием технологии лазерной резки и ростом требований к медицинскому обслуживанию лазерные резаки вносят большой вклад в обеспечение качества медицинских инструментов и ускорение развития медицинской промышленности.
IV. Будущее станков для лазерной резки
Технологические достижения
Преимущества твердотельных УФ-лазеров постепенно раскрываются.
Ультрафиолетовые лазеры, обладающие высокой эффективностью, высоким качеством лазерного луча, длительным сроком службы и низкой стоимостью обслуживания, скорее всего, вытеснят традиционные эксимерные лазеры и будут широко применяться в OLED и микропроцессорной промышленности.
Широко применяются такие высокотехнологичные станки, как лазерные резаки большой мощности и лазерные станки прямой формовки.
С прорывами в отечественной технологии лазерной резки степень локализации высококлассных станков для лазерной обработки будет расти.
Продвижение автоматизации и интеллекта.
Технология лазерной резки, интегрированная с роботами, визуальным распознаванием и искусственным интеллектом, повысит уровень автоматизации, интеллекта и производительности.
Появляется новая технология лазерной резки.
Применение новых лазерных резаков, таких как фемтосекундные лазеры и полупроводниковые лазеры, расширяет сферу их применения и обработки.
Тенденции рынка и прогнозы роста
Более крупный рынок
По оценкам, в 2023 году общий объем рынка станков для лазерной резки в Китае составит около 85 миллиардов юаней.
В соответствии с развитием технологий, станки для лазерной резки будут продолжать заменять традиционные обрабатывающие станки, что приведет к более высокому уровню проникновения.
Расширяются области применения в сфере переработки и сбыта.
Перед лицом растущих требований рынка оборудование для лазерной резки будет все шире использоваться в новых энергетических транспортных средствах, аэрокосмической промышленности, производстве высокотехнологичного оборудования и других областях.
Машины средней и малой мощности обладают огромным потенциалом.
Технологический прогресс и снижение стоимости повышают спрос на машины средней и малой мощности, используемые в быту и на средних и малых предприятиях, особенно в развитых странах, таких как США и Европа.
Конкурентоспособность отечественных брендов на рынке возросла.
Основные компоненты отечественных лазерных резаков модернизируются, так что ожидается, что отечественные станки будут расширять долю мирового рынка за счет преимущества в экономичности.
В целом технология лазерной резки развивается быстро. Будь то технологический прогресс или требования рынка, станки обещают процветающее будущее.
V. Заключение
Статья представила станок лазерной резки в его определении, принципах работы, промышленном применении и будущих тенденциях, что может помочь вам получить более глубокое понимание станков лазерной резки.
Станки лазерной резки ADH обладают высокой точностью и эффективностью, которые служат впечатляющим помощником в производстве.
Наши станки обеспечивают высокую точность обработки, а наша компания является конкурентоспособным экспортером по всему миру. Вы можете просмотрите страницы наших продуктов для получения подробной информации.
VI. Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Какие материалы можно точно разрезать с помощью станка лазерной резки?
Многие виды материалов могут быть разрезаны станком лазерной резки. Я предоставлю вам два вида материалов:
Металлические материалы: это нержавеющий металл, углеродистая сталь, алюминиевый сплав, медь и латунь. Станки для лазерной резки способны обрабатывать металлические материалы толщиной 0,5-20 мм с высоким качеством резки без заусенцев.
Неметаллические материалы: неметаллические материалы, совместимые с машиной, можно разделить на два вида:
Органические неметаллические материалы: Акрил, ПВХ, АБС, нейлон, смола и другие пластмассы, такие как дерево, кожа, ткань и бумага. Неорганические неметаллические материалы: стекло, камень, керамика и т. д.
Лазерный станок для резки по сравнению с традиционными методами резки по точности
Станки для лазерной резки обладают высокой точностью резки в диапазоне от ±0,05 мм до ±0,2 мм. Более того, некоторые станки даже позволяют выполнять резку на микроуровне
Благодаря высокой плотности мощности лазерного луча и точным системам управления перемещением, чего невозможно достичь при использовании традиционных методов резки.
Каковы меры безопасности при работе с лазерным станком?
Чтобы не повредить глаза и кожу, следует использовать средства индивидуальной защиты, включая лазерные очки, маски или респираторы и плотные перчатки.
Прежде чем приступить к работе, необходимо пройти профессиональное обучение, чтобы узнать об опасностях и правильных процедурах эксплуатации.
Во время резки операторы должны находиться на месте во избежание несчастных случаев. Только разрешенные материалы.
