Савремене машине за ласерско резање цеви ефикасно обрађују шест основних метала: чврсти челик, нерђајући челик, алуминијум, бронзу, бакар и титанијум. Ови материјали чине више од 85% индустријских примена ласерског резања цеви, при чему се системи са влакном показали посебно ефикасним због прилагодљивости таласне дужине и прецизности.
Otpornost nerđajućeg čelika na koroziju čini ga idealnim za morske komponente, dok se upotreba aluminijuma u vazduhoplovnoj industriji objašnjava njegovom laganošću. Bakarova toplotna provodljivost podržava proizvodnju HVAC sistema, kako je pokazano u istraživanjima efikasnosti u industriji. Titanijumove cevi, zbog visokog odnosa čvrstoće i težine, dominiraju u proizvodnji medicinskih implanta.
Fiberni laseri koriste talasnu dužinu od 1.064 nm koju nereflektujući metali poput ugljeničnog čelika efikasno apsorbuju. Za reflektujuće metale kao što su aluminijum i bakar, režimi pulsiranja lasera i asistentni gasovi na bazi azota smanjuju odbijanje energije, osiguravajući konzistentan kvalitet rezanja.
Резање метала са високом рефлективношћу захтева прецизне подешавања фокуса и оптимизовану довод помоћног гаса како би се спречило одбијање зрака. Оператори морају да избалансирају смањене брзине резања (обично 20–40% спорије него код челика) са вишим нивоима снаге (3–6 kW) како би очували целиност ивице и избегли оксидацију, као што је детаљно описано у Извештају о обради метала из 2024.
Kod čeličnih cevi od ugljeničnog čelika debljine manje od 8 mm, većina radnica smatra da vlaknasti laseri između 2 i 3 kW obavljaju posao prilično dobro pri brzinama rezanja od oko 3 do 5 metara u minuti. Sa nerđajućim čelikom stvar izgleda drugačije. Zbog velike količine hroma, potrebna je približno 10 do 15 posto veća gustina snage. Stoga za debljinu zida od 5 mm do 10 mm, operateri obično biraju lasere snage 3 do 4 kW kako bi postigli kvalitetne rezove bez prevelikog ostatka rastopljenog materijala. I ne zaboravite ni na azot kao pomoćni gas. Vođenje pod pritiskom od 12 do 18 bara pomaže u smanjenju oksidacije tokom rezanja, što znatno utiče na konačan kvalitet proizvoda kod ovih vrsta gvozdenih materijala.
При раду са алуминијумским легурама као што је 6061-T6, најбоље је користити ласере у опсегу од 3 до 4 kW, при чему треба успорити брзину резања на између 1,5 и 3 метра по минуту. Ово помаже да се одржи довољно ниска температура како танкостене цеви не би изобличиле услед превеликог нагомилавања топлоте. Код бакарних легура ствари су компликованије због тога што имају склоност да отпражају ласерско светло назад. Већина оператора постиже добре резултате коришћењем пулсног режима ласера где коефицијент паузирања износи око 70 до 90 процената. Према недавним извештајима из индустрије које је објавио The Fabricator за 2024. годину, изгледа да се појављују доста значајна побољшања. Наводе да подешавање фокусне даљине у току операција резања може заправо смањити време обраде за отприлике четвртину када се ради о бакарним плочама дебљине 3 mm. Прилично значајно побољшање ако произвођачи могу правилно имплементирати ове технике на својим производним линијама.
Пробна производња помоћу ласера за резање цеви снаге 4 kW на нерђајућем челику 304 показала је:
цеви од 6mm :
цеви од 12mm :
Резултати указују да снага ласера мора значајно да расте са дебљином материјала — захтева 33% више енергије за двоструку дебљину материјала — док боља контрола притиска гаса (20–25 bar) побољшава избацивање топљеног метала.
Oprema za laserско исецање cevi danas radi sa svim vrstama profila uključujući okrugle, kvadratne i pravougaone cevi koje se često koriste u građevinarstvu, ramovima automobila i sistemima grejanja/hlađenja u zgradama. Iako okrugle cevi još uvek čine otprilike polovinu onoga što se seče širom sveta, u poslednje vreme postoji sve jača tendencija ka uglastim oblicima u projektima moderne arhitekture i saobraćajne infrastrukture. Novije mašine dolaze opremljene funkcijama kao što su automatski centrirajući stezaci i podesivi valjci koji pomažu u održavanju stabilnosti pri radu na ovim zahtevnim neokruglim presecima. Kada je reč o rukovanju materijalima poput ugljeničnog gvožđa ili C profila, proizvođači su utvrdili da korišćenje četiri stezala umesto starog dvotačkastog metoda smanjuje probleme savijanja za otprilike trećinu tokom obrade.
Када се ради са мешовитим партијама материјала, као што су алуминијумске цеви дужине 3 метра заједно са дужим нерђајућим челичним конструкцијским цевима од 9 метара, флексибилност постаје веома важна. Најновији модуларни ласерски апарати за резање опремљени су регулабилним стеговима и интелигентним софтвером за распоред који може остварити и до 89 процената искоришћености материјала, чак и када се обрађују разноразне величине. Ови апарати имају и неколико прилично интересантних карактеристика. Уређаји за брзу замену ротационих делова трају мање од четири минута за замену, док се притисак стезања аутоматски подешава између 20 и 200 psi у зависности од тога шта се реже. Поред тога, постоји потпуно кретање главе за резање на 360 степени, што смањује време припреме за око половину. Радње које користе две станице за утовар осигуравају готово непрестано радно време, што обично значи око 40% бољи поврат улагања за објекте који редовно обрађују више од петнаест различитих облика цеви сваког месеца.
Sa 6kW sistemom fibernog lasera, sečenje čeličnog lima može doseći dubinu od oko 25 mm, dok se za nerđajuci čelik postiže debljina od oko 20 mm. Kada je u pitanju aluminijum i bakar legure, ovi materijali obično dostižu svoj limit na približno 15 mm, jer ne apsorbuju lasersku energiju jednako efikasno kao čelik. Sečenje ovih metala zahteva otprilike 30 do čak 50 posto veću gustinu snage u poređenju sa onim što je potrebno za rad sa čelikom. Titan predstavlja još veći izazov. Iako je moguće seći debljinu do 12 mm, potrebne su posebne mere predostrožnosti, s obzirom da titan brzo oksiduje tokom procesa sečenja. To znači da operatori moraju materijal štititi inertnim gasovima tokom celokupne operacije kako bi osigurali kvalitetne rezultate bez neželjenih površinskih reakcija.
За делове од танкозидног алуминијума дебљине између 0,5 и 3 милиметра, постижење тачности у опсегу плус или минус 0,1 мм апсолутно је критично за примену у аерокосмичкој индустрији. Овај ниво прецизности обично се постиже коришћењем пулсиране ласерске технологије која помаже у контроли топлоте и спречавању деформација. Када се погледају дебљи материјали од угљеничног челика између 6 и 25 мм, фокус се донекле помера. У овом случају, правилност ивице постаје веома важна, при чему одступање мора бити испод пола степена. А наравно, нико не жели да на готовом производу буде остао шлак. Додавање азота под високим притиском током процеса може побољшати квалитет ивице за око 40 процената када се ради са челичним лимовима дебљине 12 мм. Још једна важна напомена је колико дуже време пред бушења потребно за челик дебљине 20 мм у поређењу са само 5 мм алуминијума. Разлика је заправо три пута већа због разлика у топлотној маси између ова два материјала.
Адаптивни алгоритми за бушење смањују време бушења бакарних легура за 55%. Хибридне млазнице које користе смесу кисеоника и азота производе ивице на алуминијуму дебљине 15мм чак 25% глаткије. Ласери са двоструком таласном дужином остварују површинску храпавост 0,8 µm Ra на рефлектујућим металима — за 30% бољу у односу на једномодне системе. Ове иновације су смањиле пост-обрадне операције за 18% код титанијумских медицинских делова.
Према недавној индустријској референтној тачки из 2023. године, влакнасти ласери заправо штеде око 30 процената више енергије у односу на традиционалне CO2 моделе када се раде са проводним металима као што су нерђајући челик и алуминијум. Ови ласери најбоље функционишу на металним плочама дебљине до око 25мм. Међутим, за непроводне материјале, већина стручњака и даље користи CO2 системе јер они имају боље перформансе у тим ситуацијама. Новија генерација влакнастих резача опремљена је нечим што се назива адаптивна контрола таласне дужине. Ова функција помаже у смањењу проблема које изазивају рефлексије при резању бакра и месинга, што може бити прилично изазовно код старије опреме.
Напредни системи достигају брзине резања до 120 метара у минути са тачношћу од ±0,1 мм, омогућавајући континуирану производњу аутомобилских испуста и канала за климу. Аутоматско пуњење у комбинацији са софтвером за угнежђивање заснованим на вештачкој интелигенцији смањује отпад материјала за 18–22% у односу на ручне методе.
| Industrija | Ključni zahtevi | Препоручене карактеристике ласера |
|---|---|---|
| Аутомобилска индустрија | Припрема прецизног заваривања (<0,2 мм толеранција) | влакнасти ласер од 3kW и више са системима за визију |
| Konstrukcija | Обрада челика дебелих зидова (8–25 мм) | ласер од 6kW са резањем помоћу гаса |
| ХВАЦ | Комплексни 3D облици у материјалима са танким зидовима | главица за резање са 5 оса са ротирајућом осом |
За израду конструкцијског челика, погодније су машине са капацитетом резања већим од 25 мм и аутоматским уклањањем шљаке. Подизачи система за климу имају користи од компактних система који могу да обраде цеви пречника 60–150 мм са брзом заменом мандрила.
Mašine za lasersko sečenje cevi mogu obradjivati materijale kao što su čelik sa ugljenikom, nerđajući čelik, aluminijum, mesing, bakar i titan.
Fibra laseri koriste talasnu dužinu od 1.064 nm, a reflektujući metali poput aluminijuma i bakra se obrađuju korišćenjem pulsirajućih laserskih režima i azotnih pomoćnih gasova kako bi se smanjilo otkljanjanje energije.
Sa 6 kW sistemom fibra lasera, sečenje čelika sa ugljenikom može doseći dubinu od oko 25 mm.
Fibra laserske sečice obično štede oko 30% više energije u poređenju sa CO2 modelima pri radu sa provodnim metalima, a opremljene su adaptivnom kontrolom talasne dužine za bolje rukovanje reflektujućim materijalima poput bakra i mesinga.
Vesti