Laserové rezanie


Laserschneiden

Technológia laserového rezania spočíva v tepelnom rezacom procese, v ktorom je energia sústredeného svetelného lúča lasera využitá na to, aby mohli byť vysokými rýchlosťami a s vysokou presnosťou rezané najrôznejšie materiály. Popri tom môžu byť rovnako rezané ostré uhly, rôzne kontúry a tvary, ako aj zložité diely s malými otvormi. Rezanie laserom je bezdotykový a bezvôľový spôsob spracovania materiálov, pri ktorom je možné dosiahnuť veľmi presné rezanie s malou reznou štrbinou a vysoké rezné rýchlosti. Vysoká rýchlosť spracovania má minimálny tepelný vplyv na materiál a zanecháva na dielcoch veľmi malú, takmer žiadnu deformáciu. Podľa toho, či je materiál z reznej štrbiny odvádzaný vďaka privádzaného procesného plynu ako kvapalina, zoxidovaný produkt alebo para, rozlišujeme tri rôzne metódy.

Pri rezaní laserom dochádza k rezaniu vďaka kontinuálnemu taveniu a prúdeniu roztaveného materiálu z reznej štrbiny spolu s inertným plynom (dusík, argón), pričom sa tiež často hovorí o „rezaní vysokým tlakom“. V tomto procese je použitá výhradne energia laserového lúča. Prúd použitého plynu fúka roztavený materiál nadol a ochraňuje súčasne rezanú hranu pred kontaktom so vzduchom, čím je zabránené oxidácii plochy rezu. Rozlišujeme medzi tavným rezaním (rýchlejšie ale drsnejšie) a konvenčným laserovým rezaním (pomalšie ale hladšie).

Laser je vhodný na delenie materiálov do hrúbky 10 – 15 mm, najmä na mäkkú oceľ, oceľové zliatiny, hliník a jeho zliatiny. Rezací proces je vysoko účinný a presný – riadi sa počítačom. Vďaka veľmi malému priemeru lúča je aj tepelne ovplyvnená oblasť minimálna. Nevýhodou v porovnaní s inými rezacími technológia mi je vyššia ekonomická a prevádzková náročnosť.


Laserschneiden-grafikZoom Čo je laser?

Laser je zariadenie slúžiace ako zosilňovač elektromagnetického žiarenia. Toto žiarenie môže, ale nemusí mať frekvenciu viditeľného svetla. Laser vydáva veľmi silné žiarenie so špecifickými vlastnosťami. Po prvé, žiarenie je monochromatické, teda ide o žiarenie o jedinej frekvencii. Dôležitou vlastnosťou je priestorová koherentnosť, vďaka ktorej je možné vysielať žiarenie emitované laserom v tenkom, nerozptýlenom lúči a zaostriť ho do malého bodu.




Princíp rezania laserom

Laser pozostáva z troch základných častí: zdroja energie, aktívneho média a optického rezonátora. Zdroju energie sa niekedy hovorí aj pumpa. Jeho úlohou je dodať energiu aktívnemu médiu, aby sa mohlo dostať do vybudeného stavu. Zdroj býva najčastejšie buď elektrický, svetelný – napríklad výbojka, ale aj iný laser. Do média treba dodávať toľko energie, aby počet častíc vo vybudenom – excitovanom stave bol vyšší, ako tých v základnom stave. Častica sa do vybudeného stavu dostane tak, že absorbuje toľko energie, aby jeden jej elektrón dokázal preskočiť na vyššiu energetickú hladinu, ktorá sa nachádza ďalej od jadra. Keď po čase preskočí tento vybudený elektrón späť, rovnaké množstvo energie sa vyžiari vo forme nekoherentného žiarenia. Toto sa nazýva spontánna emisia. Médium býva uložené v optickom rezonátore, ktorý pozostáva spravidla z dvoch zakrivených zrkadiel – jedno z nich je čiastočne priepustné. Žiarenie, ktoré vzniklo spontánnou emisiou a má správnu vlnovú dĺžku, smer a fázu sa od nich odráža tam a späť a pri každom prechode interaguje s excitovanými časticami média a spôsobuje ich návrat na základnú energetickú hladinu. Pri takomto stimulovanom poklese na pôvodnú energetickú hladinu častice vyžarujú fotóny s rovnakou fázou, frekvenciou, polarizáciou a smerom ako fotóny prechádzajúceho lúča, takže sa požadované žiarenie zosilňuje. Cez čiastočne priepustné zrkadlo časť žiarenia unikne v podobe sústredeného laserového lúča a časť sa odrazí späť na ďalšie zosilnenie.



Ďalšie spôsoby rezania
Rezanie vodným lúčom Extrémne presné a filigránové rezy do 300 mm.
Sep
Autogénové rezanie Ekonomické rezy aj pri extrémnych hrúbkach materiálu
Sep
Plazmové rezanie Rýchla, flexibilná a obzvlášť úsporná v rozmedzí od 3 do 100
MSE Media
Rezacie zariadenia MicroStep, ktoré podporujú túto technológiu
MSF
MSF