Лазеры для резки различных материалов

С расширением сферы применения САПР лазерная резка стала незаменимой в заготовительном производстве. Широкий ассортимент лазеров позволяет использовать их в таких технологических процессах, как раскрой металла и неметаллических материалов, гравировка, сварка. Используются как традиционные устройства (проточные СО2, неодимовые), так и новые модели. Среди них дисковые диодные лазеры (HPDDLs) высокой мощности (длина волны 0,98 мкм), отпаянные СО2-лазеры (длина волны 10,6 мкм), волоконные (fiber laser) с длиной волны от 1,07 мкм и щелевые СО2-лазеры (flowing gas laser) с длиной волны 10,6 мкм. Мощность лазеров различна: у диодных до 10 кВт, у отпаянных СО2 до 1 кВт, у волоконных и щелевых до десятков кВт. Соответственно различна толщина обрабатываемого материала: для резки тонких (до 4 мм) металлов и композиционных (металл-неметалл) материалов используются волоконные или отпаянные СО2-лазеры, для материалов толщиной до 6 мм — проточные СО2-лазеры.

Лазерная резка металла с помощью СО2-лазеров мощностью до 250-300 Вт практически невозможна, нужен гораздо больший уровень мощности. Так, для резки алюминия необходимы излучатели мощностью 1 кВт. Из углекислотных лазеров такую мощность обеспечивают щелевые СО2-лазеры, поддерживающие суперимпульсный режим излучения. Оборудование мощностью 300 Вт, которое может справляться с резкой металла, реализовано на иттербиевых волоконных излучателях с диной волны 1070 Нм, работающих в импульсном режиме.

Станки с волоконным лазером позволяют резать металл толщиной до 10 мм.

В технологических процессах обработки неметаллических материалов наибольшее распространение получили углекислотные СО2-лазеры, в том числе с керамическими излучателями. Выбор разновидности углекислотного лазера и его мощности зависит от свойств обрабатываемого материала. Резка пластмассы, пластиковой пленки (полиамидной, полиэфирной и других) и мембранных материалов выполняется лазерами мощностью от 60 до 600 Вт. Такими устройствами можно обрабатывать древесные материалы, оргстекло, фанеру, поролон (толщиной до 20 мм), искусственный камень (при толщине до 12 мм). Углекислотные лазеры мощностью до 40 Вт успешно применяются для резки бумаги, для раскроя упаковочных изделий из многослойного картона. Неэффективно использовать углекислотные лазеры для резки таких материалов как ДСП, граниты, бакелитовые фанеры.