Obsah
Co je CO2 laserov? ?ezací stroj? CO2 laserov? ?ezací stroj je za?ízení, které vyu?ívá infra?erven? laserov? paprsek (obvykle s vlnovou délkou 10,6 μm) generovan? CO2 laserem.2?laser k ?ezání, gravírování nebo zna?ení r?zn?ch materiál?. ?iroce se pou?ívá p?i zpracování materiál?, jako je kov, plast, d?evo, k??e, látka, sklo a akryl.
1. Co je CO2 laserov? ?ezací stroj?
?ezací stroj CO2 laserem je za?ízení, které vyu?ívá vysokoenergetick? infra?erven? laser (vlnová délka p?ibli?ně 10,6 μm) generovan? CO2 laserem.2?laser k ?ezání, gravírování nebo zna?ení materiál?. Pat?í do technologie tepelného zpracování a je ?iroce pou?íván p?i p?esném zpracování nekovov?ch materiál? (jako je d?evo, akryl, plast, látka, k??e atd.) a někter?ch kovov?ch materiál?.
2. Princip fungování CO2 laserového ?ezacího stroje
CO2?Laserov? ?ezací stroj je druh za?ízení, které vyu?ívá vysokoenergetick? infra?erven? laser (vlnová délka cca 10,6 μm) generovan? CO2 laserem k oh?evu, tavení nebo zplyňování materiál? a odfouknutí strusky pomocí pomocného plynu pro dosa?ení vysoce p?esného ?ezání. Jak funguje ?ezání CO? laserem?
Pracovní proces
1) Laser generuje CO2 laserov? paprsek
Pou?ití CO22?Pracovním médiem je směs plyn? (hlavní slo?ky: oxid uhli?it?, dusík, hélium). Molekuly CO2 jsou excitovány p?sobením vysokonapě?ového elektrického pole a uvolňují infra?erven? laserov? paprsek se specifickou vlnovou délkou (10,6 μm).
Tento laserov? paprsek má vysokou hustotu energie a dobrou monochromati?nost, co? je vhodné pro ?ezání nekovov?ch materiál? a někter?ch kovov?ch materiál?.
2) P?enos a zaost?ování optick?m systémem
Laserov? paprsek je veden k ?ezací hlavě p?es reflektor a zaost?ovací ?o?ku a zaost?ován do bodu o velmi malém pr?měru (obvykle men?ím ne? 0,2 mm).
Vysoká energie laseru okam?itě zah?eje materiál v daném místě do roztaveného nebo zplyněného stavu.
3) Materiál se zah?ívá, taví nebo odpa?uje
Poté, co je zaost?en? laserov? paprsek ozá?en na povrch materiálu, materiál absorbuje laserovou energii a jeho teplota prudce stoupá.
Reakce r?zn?ch materiál?:
- Tavitelné materiály (jako jsou plasty a akryláty): p?ímo se roztaví a odfouknou.
- Ho?lavé materiály (jako d?evo a k??e): zuhelnatí a odpa?í se.
- Kovové materiály: vy?adují vysoce v?konné lasery a pro zv??ení ú?innosti ?ezání je pou?íván kyslík pro oxida?ní spalování.
4) Pomocn? plyn odfoukává strusku
Během procesu ?ezání se obvykle pou?ívají pomocné plyny o vysokém tlaku (jako je kyslík, dusík nebo vzduch):
- Kyslík (O?): poskytuje podporu spalování pro zlep?ení ú?innosti obrábění kovu.
- Dusík (N?): vhodn? pro materiály, které vy?adují vysoce kvalitní ?ezné hrany (nap?íklad nerezová ocel).
- Stla?en? vzduch: ekonomické ?e?ení vhodné pro nízkonákladové zpracování.
Vysokorychlostní proudění vzduchu m??e ochladit oblast ?ezu, zabránit p?epálení ost?í a odfouknout roztaven? materiál pro zlep?ení kvality ?ezu.
5) CNC systém p?esně ?ídí dráhu ?ezu
Systém numerického ?ízení po?íta?e (CNC) nebo software pro ?ízení laseru p?ednastavuje dráhu ?ezu a ?ídí pohyb laserové hlavy podle zadaného vzoru.
Hlavní metody ?ezání CO? laserem
?ezání laserem oxidem uhli?it?m je zalo?eno p?edev?ím na absorp?ních vlastnostech materiál? pro laserovou energii v kombinaci s r?zn?mi fyzikálními a chemick?mi reakcemi pro dosa?ení efektivního zpracování. Mezi bě?né metody ?ezání pat?í odpa?ování, tavení, oxidace a kostkování.
1) ?ezání odpa?ováním
Princip:
- Laserov? paprsek zah?eje povrch materiálu ve velmi krátkém ?ase k bodu varu, co? zp?sobí jeho p?ímé odpa?ení (sublimaci).
- Proto?e nedochází k tavení, materiál se p?ímo p?emění na páru a je uná?en vysokorychlostním pomocn?m plynem.
?
Vlastnosti:
- Vhodné pro materiály s vysok?m bodem tání a nízkou tepelnou vodivostí.
- ?ez je extrémně úzk? a okraje jsou úhledné.
- Je vy?adován extrémně vysok? v?kon laseru (obecně vy??í ne? u ?ezání tavením).
?
Pou?itelné materiály:
- D?evo
- Papír
- Plast (?áste?n?)
- Akryl
- Kompozitní materiály
- Některé keramické materiály
2) ?ezání tavením
Princip:
- Laserov? paprsek zah?ívá materiál na bod tání, aby ho roztavil.
- Vysokotlak? inertní plyn (jako je dusík N?, argon Ar) odfoukne roztaven? materiál bez oxida?ní reakce.
?
Vlastnosti:
- Pou?itelné pro materiály, které nechtějí oxidovat, jako je nerezová ocel, hliník atd.
- ?ezná plocha je hladká a nemá ?ádnou oxidovou vrstvu.
- K odfouknutí roztaveného materiálu je zapot?ebí pomocn? plyn s vy??ím tlakem vzduchu.
?
Pou?itelné materiály:
- Nerez
- Hliník a hliníkové slitiny
- Titan a titanové slitiny
- Některé plasty
3) ?ezání plamenem / oxida?ní ?ezání
Princip:
- Pomocí kyslíku (O?) jako pomocného plynu laserov? paprsek zah?ívá kov na bod vznícení, co? zp?sobuje prudkou oxida?ní reakci s kyslíkem, ?ím? se uvolňuje velké mno?ství tepelné energie a urychluje se proces ?ezání.
- Oxidická struska vznikající p?i reakci je odfouknuta proudem vzduchu o vysoké rychlosti a vytvo?í ?ezn? ?ev.
?
Vlastnosti:
- Rychlost ?ezání je vy??í ne? rychlost ?ezání tavením (proto?e oxida?ní reakce generuje dodate?né teplo).
- Pou?itelné pro oxidovatelné materiály, jako je uhlíková ocel, ale vytvo?í se oxidová vrstva (je nutné následné zpracování).
- Pou?itelné pro ?ezání silněj?ích kovov?ch materiál?.
?
Pou?itelné materiály:
- Uhlíková ocel
- Nízkolegovaná ocel
- Některé litiny
4) Or?sování / ?ízené lomové ?ezání
Princip:
- Pomocí nízkov?konného laseru vytvo?te mikrotrhlinu na povrchu k?ehk?ch materiál? a poté aplikujte mechanické nebo tepelné namáhání, aby se materiál podél trhliny zlomil.
?
Vlastnosti:
- Pou?itelné pro k?ehké materiály, jako je sklo a keramika, aby se zabránilo p?ímému tavení nebo zplyňování.
- ?ezná hrana je ?istá a zóna ovlivněná teplem (HAZ) je redukována.
- V?kon a zaost?ení laseru je t?eba p?esně regulovat, aby se zabránilo nerovnoměrnému lomu materiálu.
?
Pou?itelné materiály:
- Sklo (nap?íklad optické sklo, k?emenné sklo)
- Keramika
- Uměl? safír
Srovnávací tabulka r?zn?ch metod ?ezání:
Metoda ?ezání | Zóna ovlivněná teplem | Rychlost ?ezání | Kvalita ?ezného povrchu | Pou?itelné materiály |
?ezání odpa?ováním | Mal? | Mírn? | Velmi hladk? | D?evo, papír, plast, akryl |
?ezání taveninou | Nízk? | Mírn? | Vysoká (bez oxidové vrstvy) | Nerezová ocel, hliník, titan |
Oxida?ní ?ezání | Vysok? | Rychle | Nízká (nutno odstranit oxidovou vrstvu) | Uhlíková ocel, nízkolegovaná ocel |
?ezání r?sováním | Velmi mal? | Rychle | Velmi vysoká (bez tavení) | Sklo, keramika |
Charakteristiky ?ezání CO? laserem a tabulka pou?iteln?ch materiál?:
Metoda ?ezání | Funkce | Pou?itelné materiály |
?ezání odpa?ováním | Vysoce energetick? laser p?ímo odpa?uje materiál | D?evo, plast, akryl, papír |
?ezání taveninou | Materiál se taví za pomoci vhánění plynu k odstranění strusky | Kov, nerezová ocel, plast |
Oxida?ní ?ezání | Spoléhá na kyslík, kter? napomáhá spalování, a urychluje tak ?ezání kovu | Uhlíková ocel, legovaná ocel |
?ezání r?sováním | Nízkov?konn? laser se pou?ívá k ?ezání k?ehk?ch materiál? | Sklo, keramika |
Shrnutí:
- ?ezání odpa?ováním: vhodné pro materiály s nízk?m bodem tání (d?evo, plast) a aplikace vy?adující vysoce p?esné ?ezání.
- ?ezání tavením: vhodné pro ?ezání kov?, jako je nerezová ocel a hliník, které vy?adují neoxidované b?ity.
- Oxida?ní ?ezání: vhodné pro zpracování kov?, jako je uhlíková ocel, které vy?aduje efektivní ?ezání, ale umo?ňuje tvorbu oxidové vrstvy.
- Rysovací ?ezání: vhodné pro jemné opracování k?ehk?ch materiál?, jako je sklo a keramika.
3. Jaká je funkce ?ezacího stroje CO2 laserem?
?ezací stroj CO? laserem je bezkontaktní za?ízení pro tepelné zpracování, které vyu?ívá p?evá?ně infra?erven? laser s vlnovou délkou 10,6 μm pro vysoce p?esné ?ezání a gravírování a je vhodn? pro r?zné nekovové materiály a některé kovové materiály. Jeho hlavní vlastnosti jsou následující:
1) ?iroká ?kála pou?iteln?ch materiál?
Pou?itelné pro nekovové materiály: jako je d?evo, akryl, plast, k??e, látka, guma, papír, sklo, keramika atd.
M??e zpracovávat některé kovy: Tenké kovy (jako je nerezová ocel, uhlíková ocel, hliníkové slitiny) lze ?ezat p?idáním pomocného plynu (nap?íklad kyslíku) nebo speciálního povlaku.
?etrné k organick?m materiál?m: ?ezání laserem nezp?sobuje fyzické namáhání a není snadné zp?sobit po?kození materiálu.
2) Vysoká p?esnost ?ezání
P?esnost m??e dosáhnout ±0,1 mm, co? je vhodné pro jemné gravírování a ?ezání slo?it?ch vzor?.
Pr?měr bodu je mal? a tepelně ovlivněná zóna je malá, co? sni?uje deformaci p?i ?ezání a spalování.
Není vy?adována ?ádná forma, je podporována konstrukce CAD/CAM a je dosa?eno vysoce p?esného automatického zpracování.
3) Dobrá kvalita ?ezu a hladké hrany
Vysoce energetick? laserov? paprsek roztaví materiál a ost?í je ?isté, bez sekundárního brou?ení.
?ez je hladk?, bez ot?ep? a mechanicky se nedeformuje, co? zlep?uje kvalitu v?robku.
Vhodné pro vysoce náro?né zpracování v odvětvích, jako je reklama, dekorace, balení a oděvní pr?mysl.
4) Vysoká ú?innost a automatizace
?ezná rychlost je vysoká, efektivněj?í ne? tradi?ní ?ezání nástroji a vhodná pro hromadnou v?robu.
Podporuje CNC numerick? ?ídicí systém, kter? doká?e automaticky programovat a optimalizovat ?ezné dráhy pro zv??ení efektivity v?roby.
Umo?ňuje p?ímo importovat návrhové soubory, jako jsou CAD a CorelDRAW, pro dosa?ení inteligentního provozu.
5) Bezkontaktní zpracování, nízké ztráty
?ezání laserem je bezkontaktní zpracování, které nevyvíjí mechanick? tlak na materiál a není snadné ho po?kodit.
?ádné opot?ebení nástroj?, sní?ená pot?eba v?měny mechanick?ch díl? a sní?ené náklady na údr?bu.
Vhodné pro k?ehké, měkké nebo choulostivé materiály (jako je sklo, látka, akryl atd.).
6) Ochrana ?ivotního prost?edí a nízké zne?i?tění
?ádn? prach, ?ádné úlomky, ?ádn? hluk, ?ist?í ne? tradi?ní metody ?ezání.
Během ?ezání laserem lze pou?ít za?ízení pro odsávání kou?e, aby se sní?il dopad kou?e na ?ivotní prost?edí.
Zabraňuje vzniku odpadu p?i mechanickém ?ezání a zlep?uje vyu?ití materiálu.
7) Gravírovatelné a zna?kovací
Kromě ?ezání lze provádět i laserové gravírování, které umo?ňuje jemné gravírování vzor? a personalizaci.
Vhodné pro aplikace, jako je v?roba reklamy, gravírování dárk? a zna?ení elektronick?ch sou?ástek.
8) Integrovateln? automatiza?ní systém
Lze kombinovat s pr?myslov?m za?ízením, jako jsou montá?ní linky, roboti, CNC atd., pro zlep?ení úrovně automatizace v?roby.
Vhodné pro hromadnou v?robu a inteligentní v?robu, zvy?ující efektivitu a sni?ující náklady na pracovní sílu.
4. Rozdíl mezi ?ezacím strojem CO? laserem a ?ezacím strojem s vláknov?m laserem
Funkce | ?ezací stroj CO? laserem | |
Pou?itelné materiály | Pou?ívá se hlavně pro nekovy, m??e ?ezat tenké kovy | Pou?ívá se hlavně pro ?ezání kov? |
Vlnová délka | 10,6 μm (vhodné pro nekovy) | 1,06 μm (vhodné pro kov) |
Kvalita ?ezu | Hladk? ?ez, vhodn? pro jemné gravírování | Vy??í ú?innost ?ezání kov? |
Cena vybavení | Relativně nízké | Vy??í cena, nízké náklady na údr?bu |
Spot?eba energie | Relativně vysoká | Energeticky úsporněj?í |
Oblasti pou?ití | ?iroce se pou?ívá v reklamě, oděvech, balení, zpracování d?eva atd. | Pou?ívá se hlavně v kovodělném, automobilovém, leteckém a dal?ích pr?myslov?ch odvětvích |
5. Shrnutí
Co je CO2 laserov? ?ezací stroj? CO? laserov? ?ezací stroj je typ laserového ?ezacího stroje, kter? vyu?ívá laser s oxidem uhli?it?m (CO?) k ?ezání, gravírování nebo zna?ení r?zn?ch materiál?. Díky své p?esnosti, efektivitě a v?estrannosti je to jedna z nejbě?něji pou?ívan?ch technologií laserového ?ezání.
V?hody ?ezání CO2 laserem:
- Vysoká p?esnost ?ezání
- Hladké a ?isté hrany
- Funguje s ?irokou ?kálou nekovov?ch materiál?
- Rychlé rychlosti zpracování
- Nízká údr?ba ve srovnání s mechanick?m ?ezáním
Nev?hody:
- Není ideální pro ?ezání siln?ch nebo reflexních kov?
- Vy?aduje pravidelnou údr?bu (nap?. ?i?tění ?o?ek, v?měnu trubic CO2 laseru)
- Vy??í spot?eba energie ve srovnání s vláknov?mi lasery
Pro? si vybrat CO? laserov? ?ezací stroj?
- Vhodné pro ?ezání nekovov?ch materiál?, jako je d?evo, plast, akryl, k??e, látka atd.
- Vysoká p?esnost ?ezání, vhodná pro reklamu, balení, dekorace, pr?myslovou v?robu a dal?í odvětví.
- Bezkontaktní zpracování, nízké ztráty, není t?eba měnit nástroje, nízké náklady na údr?bu.
- ?etrné k ?ivotnímu prost?edí a bez zne?i?tění, sni?uje pra?nost, hluk a pl?tvání materiálem.
- Podpora automatizace, mo?nost integrace inteligentního v?robního systému pro zlep?ení efektivity v?roby.