Как выбрать лазерный станок для резки металла

Лазерные станки для резки металла представляют собой передовое технологическое оборудование, широко применяемое в различных отраслях промышленности, включая металлургию, машиностроение и производство мебели. Выбор подходящего лазерного станка — комплексная задача, требующая учета множества факторов. Данная статья подробно рассматривает ключевые аспекты, на которые следует обратить внимание при выборе такого оборудования.

Принцип работы лазерного станка для резки металла

Технология лазерной резки основана на воздействии сконцентрированного лазерного луча на обрабатываемый материал. Луч нагревает металл до температуры плавления, вызывая его испарение. Процесс резки сопровождается подачей в рабочую зону газа — азота, кислорода или сжатого воздуха, что повышает эффективность обработки и качество реза.

Основные компоненты лазерного станка включают:

• Излучатель, генерирующий лазерный луч;
• Систему подачи газа;
• Привод для перемещения излучателя;
• Координатный стол для размещения обрабатываемого материала;
• Систему автоматизированного управления.

Емкостный датчик контролирует высоту и безопасность перемещения режущей головки относительно обрабатываемой поверхности, обеспечивая точность и безопасность процесса.

Типы лазерных источников

При выборе лазерного станка для резки металла важно учитывать тип используемого лазерного источника. Существуют следующие основные виды:

1. Газовые лазеры (CO2): используют в качестве активной среды смесь углекислого газа, азота и гелия.
2. Волоконные лазеры: применяют оптические волокна в качестве активной среды.
3. Твердотельные лазеры: используют кристаллы или специальные виды стекла как активную среду.
4. Диодные лазеры: относительно новый тип источников в сфере металлообработки.

Сравнение газовых и волоконных лазеров:

• Волоконные лазеры эффективны при резке тонколистового металла толщиной до 3 мм, в то время как газовые лазеры демонстрируют лучшие результаты при обработке листов большей толщины.
• Волоконные лазеры, несмотря на более высокую стоимость, отличаются компактностью и длительным сроком службы — до 100 тысяч часов.
• «КПД от розетки» у волоконных лазеров достигает 53%, у газовых — до 20%.
• Пятно светового луча волоконного лазера меньше по размеру и обладает лучшей глубиной резкости по сравнению с газовым аналогом.

Ключевые характеристики для выбора лазерного станка

Мощность источника

Мощность лазерного источника — определяющий параметр функциональности станка. Выбор мощности зависит от планируемых задач:

• Для гравировки достаточно мощности 40–80 Вт.
• Для резки металла требуется более мощное оборудование.
• Промышленные раскройные центры комплектуются источниками мощностью до 3 кВт и выше, что позволяет резать углеродистую сталь толщиной до 22 мм, а легированную — до 16 мм.
• Существуют модели с мощностью до 20–25 кВт для специализированных задач.

Важно учитывать, что чем толще обрабатываемый материал, тем мощнее должен быть источник.

Габариты рабочего поля

Размер рабочего поля координатного стола — важный фактор, зависящий от условий работы и планируемых задач:

• Для масштабного раскроя материала необходим большой стол.
• Для декоративно-прикладных работ или небольших производств подойдет оборудование с меньшими габаритами.
• Следует учитывать, что габариты станка влияют на его вес и жесткость конструкции, что важно для гашения вибраций и обеспечения точности реза.

Система управления

Современные лазерные станки оснащаются автоматизированными системами управления (АСУ) или числовым программным управлением (ЧПУ). Эти системы выполняют следующие функции:

• Контроль параметров лазера;
• Управление координатным столом;
• Контроль систем перемещения и подачи газа.

При выборе системы управления следует обратить внимание на:

• Удобство пользовательского интерфейса.
• Глубину настроек параметров резки и макета.
• Наличие дополнительных функций (определение положения и формы заготовки, защита от столкновений, оптимизация чертежей, автораскладка).
• Совместимость с популярными форматами чертежей (DXF, Step и др.).

Наиболее распространенные системы управления на рынке: CypCut, CypOne и NcEditor (Bodor Pro 2).

Конструктивные особенности

При выборе лазерного станка для резки металла следует обратить внимание на следующие конструктивные элементы:

1. Станина:

•    Должна обладать достаточной жесткостью для минимизации вибраций;
•    Влияет на точность обработки и долговечность оборудования.

2. Лазерная голова:

• Определяет функционал, спектр обрабатываемых материалов и качество резки;
• Бывают с ручной и автоматической регулировкой фокусного расстояния;
• Головы с автофокусом повышают точность и скорость обработки толстых материалов.

3. Система охлаждения (чиллер):

• Обеспечивает стабильную работу лазерного источника.

4. Система удаления дыма из зоны резки:

• Может быть представлена промышленной вытяжкой «улитка» или пневмозаслонками.

5. Подъемный стол:

• Может быть реечным или сотовым;
• Облегчает работу с материалами разной толщины.

Дополнительные факторы выбора

При выборе лазерного станка для резки металла также следует учитывать:

• Бренд и репутацию производителя.
• Наличие гарантийного (не менее 1 года) и постгарантийного обслуживания.
• Возможность автоматической смазки направляющих и реек.
• Наличие защитных кожухов направляющих.
• Расположение электрошкафа управления (предпочтительно отдельно от рабочей зоны).
• Качество комплектующих (источники IPG, Maxphotonics, Raycus; серводвигатели Yaskawa; лазерные головки Raytools, WSX или OSPRI).

Преимущества использования лазерных станков для резки металла

Лазерные станки для резки металла обладают рядом существенных преимуществ:

1. Высокая точность обработки.
2. Возможность получения деталей сложной конфигурации.
3. Минимальная толщина реза.
4. Возможность рационального раскроя листа, обеспечивающая минимизацию отходов.
5. Высокая производительность.
6. Автоматизация процесса обработки.
7. Снижение себестоимости продукции.
8. Низкое энергопотребление (особенно у волоконных лазеров).
9. Долговечность оборудования при правильной эксплуатации.

Выбор лазерного станка для резки металла — комплексная задача, требующая тщательного анализа производственных потребностей и технических характеристик оборудования. Правильно подобранный станок обеспечит высокую производительность, точность обработки и экономическую эффективность производственного процесса, став надежной основой для развития бизнеса в сфере металлообработки.