Moderní trubkové laserové řezací stroje efektivně zpracovávají šest hlavních kovů: uhlíkovou ocel, nerezovou ocel, hliník, mosaz, měď a titan. Tyto materiály tvoří více než 85 % průmyslových aplikací laserového řezání trubek, přičemž systémy s vláknovým laserem se osvědčily díky své adaptabilitě vlnové délky a vysoké přesnosti.
Korozní odolnost nerezové oceli ji činí ideální pro námořní komponenty, zatímco lehkost hliníku podporuje jeho použití ve výrobě leteckých konstrukcí. Tepelná vodivost mědi podporuje výrobu zařízení VZT, jak dokládají průmyslové studie efektivity. Titanové trubky, ceněné za svůj poměr pevnosti a hmotnosti, dominují ve výrobě lékařských implantátů.
Vláknové lasery používají vlnovou délku 1 064 nm, kterou neodrazivé kovy jako uhlíková ocel účinně absorbují. U odrazivých kovů, jako je hliník a měď, pulzní režimy laseru a asistenční plyny jako dusík minimalizují odražení energie a zajišťují konzistentní kvalitu řezu.
Řezání kovů s vysokou odrazivostí vyžaduje přesné nastavení ohniska a optimalizované dodávání asistenčního plynu, aby se zabránilo odrazu svazku. Operátoři musí vyvažovat sníženou rychlost řezání (obvykle o 20–40 % nižší než u oceli) s vyšším výkonem (3–6 kW), aby zachovali integritu okraje a předešli oxidaci, jak je podrobně popsáno v Zprávě o zpracování kovů za rok 2024.
U ocelových trubek z uhlíkové oceli s tloušťkou pod 8 mm zjistí většina provozoven, že vláknové lasery o výkonu mezi 2 až 3 kW dobře zvládnou řezání při rychlostech kolem 3 až 5 metrů za minutu. U nerezové oceli je to ale jinak. Kvůli obsahu chromu vyžaduje asi o 10 až 15 procent vyšší hustotu výkonu. Proto u tlouštěk stěny 5 až 10 mm obvykle operátoři používají lasery o výkonu 3 až 4 kW, aby dosáhli kvalitních řezů s minimálním množstvím taveniny. A nezapomeňte ani na dusík jako asistenční plyn. Použití tlaků mezi 12 až 18 bar pomáhá minimalizovat oxidaci během řezání, což výrazně ovlivňuje kvalitu finálního produktu u těchto typů feromagnetických materiálů.
Při práci s hliníkovými slitinami, jako je 6061-T6, je obecně nejlepší používat lasery v rozsahu 3 až 4 kW a snížit rychlost řezání na 1,5 až 3 metry za minutu. To pomáhá udržet teplotu dostatečně nízkou, aby se tenkostěnné trubky nezkřivily v důsledku nadměrného hromadění tepla. U měděných slitin je situace složitější, protože mají tendenci odrážet laserové světlo zpět. Většina operátorů dosahuje úspěchu při použití pulzních laserových nastavení, kde pracovní cyklus činí přibližně 70 až 90 procent. Podle nedávných průmyslových zpráv z The Fabricator za rok 2024 dochází i k docela působivým pokrokům. Uvádějí, že dynamická úprava ohniskové vzdálenosti během řezacích operací může snížit dobu zpracování přibližně o čtvrtinu, pokud jde konkrétně o měděné plechy o tloušťce 3 mm. Poměrně významné zlepšení, pokud výrobci tyto techniky správně implementují ve svých výrobních linkách.
Zkušební výroba s použitím trubkového laserového řezacího stroje o výkonu 4 kW na nerezové oceli 304 ukázala:
6mm trubky :
12mm trubky :
Výsledky ukazují, že laserový výkon musí být výrazně navýšen se zvyšující se tloušťkou materiálu – pro dvojnásobnou tloušťku materiálu je zapotřebí o 33 % více energie – a přesnější kontrola tlaku plynu (20–25 bar) zlepšuje odstranění roztaveného kovu.
Současné zařízení pro laserové řezání potrubí pracuje se všemi typy profilů, včetně kruhových, čtvercových a obdélníkových trubek, které jsou běžně používány při konstrukčních pracích, rámech vozidel a topných/chlazicích systémech ve stavebnách. Zatímco kruhové trubky stále tvoří přibližně polovinu celkového objemu řezaného materiálu na světě, v poslední době je zaznamenáván rostoucí trend používání hranatých tvarů v moderní architektuře a dopravní infrastruktuře. Novější stroje jsou vybaveny funkcemi, jako jsou automatické upínací sklíčidla a nastavitelné válečky, které pomáhají udržet stabilitu při práci s obtížnými nekruhovými profily. U materiálů, jako je úhlová ocel nebo C-profily, zjistili výrobci, že použití čtyřupínacího uspořádání namísto staré dvoubodové metody snižuje problémy s ohybem při zpracování přibližně o třetinu.
Při práci s různými směsnými dávkami materiálů, jako jsou tyto 3metrové hliníkové kabelové kanály spolu s delšími 9metrovými nerezovými konstrukčními trubkami, je velmi důležitá pružnost. Nejnovější modulární laserové stříhací stroje jsou vybaveny nastavitelnými upínacími sklíčidly a chytrým softwarem pro optimální rozmístění dílů, který dosahuje využití materiálu až 89 procent, i když se pracuje s nejrůznějšími velikostmi. Tyto stroje mají také několik velmi zajímavých funkcí. Rychlé výměnné rotační příslušenství lze vyměnit za méně než čtyři minuty, zatímco tlak upínání se automaticky přizpůsobuje v rozmezí od 20 do 200 psi v závislosti na tom, co se právě řeže. Kromě toho umožňuje plný pohyb řezací hlavy o 360 stupňů snížit čas potřebný na nastavení asi na polovinu. Dílny, které používají dvě nakládací stanice, mohou provozovat téměř nepřetržitý chod, což obvykle znamená zhruba o 40 procent lepší návratnost investic u zařízení, která pravidelně zpracovávají více než patnáct různých tvarů trubek každý měsíc.
S 6kW systémem vláknového laseru lze u oceli dosáhnout hloubek řezu kolem 25 mm, u nerezové oceli pak přibližně 20 mm. U hliníkových a měděných slitin však tyto materiály obvykle dosahují svého limitu přibližně na 15 mm, protože neabsorbují laserovou energii tak efektivně jako ocel. Řezání těchto kovů vyžaduje přibližně o 30 až 50 procent vyšší hustotu výkonu ve srovnání s ocelí. Titan představuje zcela jinou výzvu. Ačkoli je možné jej řezat až do tloušťky 12 mm, je nutné dodržet zvláštní opatření, protože titan má tendenci během procesu řezání rychle oxidovat. To znamená, že musí být materiál během celé operace chráněn inertním plynem, aby bylo možné dosáhnout kvalitních výsledků bez nežádoucích povrchových reakcí.
U tenkostěnných hliníkových dílů o tloušťce mezi 0,5 až 3 milimetry je pro letecké aplikace naprosto zásadní dosáhnout přesnosti v rozmezí ±0,1 mm. Tato úroveň přesnosti se obvykle dosahuje použitím pulzní laserové technologie, která pomáhá kontrolovat teplo a předcházet deformacím. Pokud se zaměříme na silnější materiály z uhlíkové oceli o tloušťce 6 až 25 mm, důraz se poněkud mění. Zde je velmi důležitá rovnost řezu, která by neměla překročit odchylku půl stupně. A samozřejmě nikdo nechce, aby na hotovém výrobku zbyl nějaký struskový odpad. Použití dusíku pod vysokým tlakem během zpracování může zlepšit kvalitu řezu o přibližně 40 procent u ocelových plechů o tloušťce 12 mm. Dalším pozoruhodným faktorem je, jak výrazně delší doba předvrtávání je potřeba u oceli 20 mm ve srovnání s hliníkem pouze 5 mm. Rozdíl činí přibližně trojnásobek, a to kvůli rozdílným tepelným hmotnostem těchto dvou materiálů.
Adaptivní algoritmy prostřihování snižují dobu prostřihování slitin mědi o 55 %. Hybridní trysky používající směs kyslíku a dusíku vytvářejí o 25 % hladší hrany na hliníku 15 mm. Dvouvlnové lasery dosahují povrchové drsnosti 0,8 µm Ra na reflexních kovech – o 30 % lepších než jednoduché systémy. Tyto inovace vedly ke snížení počtu dodatečných úprav o 18 % u titanových lékařských komponent.
Podle nedávného průmyslového benchmarku z roku 2023 spotřebují vláknové lasery při práci s vodivými kovy, jako je nerezová ocel a hliník, přibližně o 30 procent méně energie ve srovnání s tradičními CO2 modely. Tyto lasery nejlépe pracují s kovovými plechy do tloušťky zhruba 25 mm. U nevodivých materiálů však většina odborníků stále upřednostňuje CO2 systémy, protože v těchto případech obvykle dosahují lepšího výkonu. Nová generace vláknových řezacích strojů je vybavena funkcí nazývanou adaptivní řízení vlnové délky. Tato funkce pomáhá snižovat problémy způsobené odrazy při řezání mědi a mosazi, což může být s starším zařízením poměrně obtížné.
Pokročilé systémy dosahují řezných rychlostí až 120 metrů za minutu s přesností ±0,1 mm, což umožňuje nepřetržitou výrobu automobilových výfuků a vzduchotechnických kanálů. Automatické nakládání kombinované s AI-řízeným softwarem pro optimalizaci rozložení materiálu snižuje odpad o 18–22 % ve srovnání s ručními metodami.
| Průmysl | Kritické požadavky | Doporučené vlastnosti laseru |
|---|---|---|
| Automobilový průmysl | Přesná příprava svaru (<0,2 mm tolerance) | vláknový laser 3 kW a vyšší s vizuálními systémy |
| Stavebnictví | Zpracování tlustostěnné oceli (8–25 mm) | laser 6 kW s plynovou asistencí řezání |
| HVAC | Složité 3D tvary z tenkostěnných materiálů | pětiosý řezací hlavice s rotační osou |
U výroby ocelových konstrukcí doporučujeme stroje s řeznou kapacitou 25 mm a vyšší a automatickým odstraňováním strusky. Instalatéři specializovaní na vzduchotechniku profitují z kompaktních systémů schopných zpracovat potrubí o průměru 60–150 mm s rychle vyměnitelnými upínacími vsuvkami.
Laserové stroje pro řezání trubek mohou zpracovávat materiály jako uhlíková ocel, nerezová ocel, hliník, mosaz, měď a titan.
Vláknové lasery používají vlnovou délku 1 064 nm a reflexní kovy, jako je hliník a měď, jsou řízeny pomocí pulzních režimů laseru a dusíkových asistenčních plynů za účelem minimalizace odrazu energie.
Při použití 6 kW systému vláknového laseru mohou být řezy v uhlíkové oceli hluboké až přibližně 25 mm.
Vláknové laserové řezačky obvykle šetří přibližně o 30 % více energie ve srovnání s CO2 modely při práci s vodivými kovy a jsou vybaveny adaptivní kontrolou vlnové délky pro lepší zpracování reflexních materiálů, jako je měď a mosaz.
Aktuální novinky
RT Laser je celostátně uznávaný high-tech podnik specializující se na výzkum, vývoj, výrobu a prodej laserových zařízení. Mezi naše hlavní produkty patří řezací stroje vláknovým laserem, ruční laserové svařovací stroje a ohýbačky.
No.6-8, Binhe industrial park, Jiyang district, Jinan city, Shandong province, China.
Všechna práva vyhrazena © 2025 společností RAYTU LASER Technology Co.,Ltd. Zásady ochrany osobních údajů
EN
