Kada je reč o laserskom sečenju, svaka od vrsta lasera – fibra, CO2 i diodni – ima svoje prednosti u zavisnosti od materijala koji se seče i nivoa preciznosti koji je potreban. Fibra radi na talasnoj dužini od oko 1,06 mikrona i izuzetno dobro se nosi sa metalima, posebno nehrđajućim čelicima, gde može postići tačnost od oko 0,05 mm, jer metal efikasno apsorbuje lasersku energiju. Za nemetalne materijale kao što su ploče od akrilika, CO2 laseri na 10,6 mikrona obično ostavljaju čistije ivice i mogu proći kroz materijal debljine ispod 10 mm otprilike 20% brže u poređenju sa drugim opcijama. Diodni laseri nisu toliko snažni kao ostali, ali mogu postići veoma uske reze, ponekad i ispod 0,1 mm širine, što ih čini odličnim za rad sa delikatnim materijalima poput tankih folija i raznih plastika koje se često koriste u proizvodnji elektronskih komponenti.
Када погледамо ласерске системе, они са ужим пречником снопа од око 0,1 мм заправо показују много боље перформансе када се комбинују са фокусирајућим оптичким елементима добре квалитете. Ови системи могу смањити зоне погодене топлотом за отприлике 40 процената у поређењу са онима који користе шире снопове пречника 0,3 мм. Фибер ласери такође имају другачији принцип рада, јер поседују краће таласне дужине које имају густину енергије отприлике тридесет пута већу него традиционални CO2 ласери. Због тога су одлични за детаљан рад на танким лимовима од месинга дебљине мање од милиметра. Ипак, постоји једна препрека. Диодни ласери имају проблема са одређеним материјалима који имају тенденцију да одбијају светлост назад ка уређају. Из тог разлога, већина апликација остаје испод нивоа снаге од 300 вати, где топлота не изазива претерану деформацију, чиме се одржавају изобличења у оквиру пет микрометара по метру.
Ласери који пулсирају између 500 и 1.000 пута у секунди смањују формирање отпада у алуминијуму за око 60%, при чему одржавају толеранције у оквиру плус или минус 0,08 мм. Када произвођачи прилагођавају циклус рада са 30% на 70%, такође примећују значајна побољшања у квалитету површине. Храпавост ивица се смањује са око 3,2 микрона на само 1,6 микрона у титанијумским легурама, како је показано у недавним истраживањима у области прецизног обраде материјала. А за комаде чврстог челика дебљине испод 6 мм, коришћење бурст режима са импулсом од 1 милисекунд омогућава скоро потпуне праве углове, постижући 99% нормалност. Оваква прецизност је веома важна при производњи делова где чак и најмања одступања могу изазвати проблеме у индустријским апликацијама.
Кључни фактори прецизности по типу ласера
| Parametar | Фибер Ласер | CO₂ Ласер | Diodni laser |
|---|---|---|---|
| Оптимални материјал | Рефлективни метали | Неметали | Танки полимери |
| Брзина (1 мм челик) | 12 m/min | 8 m/min | 3 m/min |
| Razlika u ivičnom uglu | ±0.3° | ±0.5° | ±1.2° |
| Energetska efikasnost | 35% | 15% | 22% |
Избор материјала има велики утицај на ниво тачности који се може постићи. Код дебљих материјала између 5 и 25 мм, обично се уочавају одступања реза која су за 15 до 30 одсто већа у поређењу са танким лимовима испод 3 мм. То се дешава углавном због распршивања снопа и неравномерног ширења топлоте кроз материјал. Метали чувају боље свој облик са тачношћу која варира од плус/минус 0,002 инча до 0,006 инча. Са друге стране, полимери често изобличују током обраде. Недавна истраживања објављена 2023. године су показала да су делови од нерђајућег челика 304 танки као 3 мм одржавали позициону тачност око ±0,0035 инча. Акрилни материјали сличне дебљине су показали доста веће одступање, приближно ±0,007 инча, углавном узроковано термичким ширењем.
Метали који рефлектују много светлости, посебно алуминијум, одбијају назад око 60 до 85 посто ласерске енергије. То значи да оператори морају да повећају снагу за око 20 до 40 посто само да би постигли добре резултате, што на жалост повећава могућност пресека веће количине материјала. Узмите за пример бакар – његова термална проводљивост је преко 400 W/mK, чиме се контрола температуре током процеса чини прилично изазовном за техничаре који раде са овим материјалима. Када је реч о полимерима као што је поликарбонат, постоји сасвим други проблем. Ови материјали имају тенденцију неравномерног апсорбовања инфрацрвене светлости по површини, чиме настају досадни конични рубови приликом прављења пресека дубљих од осам милиметара. На срећу, недавни напредци су довели до антирефлективних премаза за алуминијумске површине. Произвођачи наводе да ови премази смањују распршивање снопа за око 40 посто у сценаријима прецизног производства где сваки микрон има значај.
| Материјал | Debljina (mm) | Димензиона тачност (±инчи) | Квалитет ивице (Ra µin) | Уобичајене апликације |
|---|---|---|---|---|
| 304 nerđajući | 2 | 0.002–0.005 | 32–45 | Медицински инструменти |
| aluminij 6061 | 2 | 0.003–0.006 | 55–75 | Aerokosmički komponenti |
При идентичним поставкама влаканастог ласера од 4 kW, нерђајући челик је одржао 98% димензионалне конзистенције кроз 100 резова, у поређењу са алуминијумовим 91%. Нижи тачка топљења алуминијума је довела до просечног ивицног гребена од 0.0008" током резања на високој брзини (>80 m/min).
Прецизност коју видимо код ласерских машина за резање зависи од њихових покретних компонената. Узмимо серво моторе – модерни модели могу позиционирати алате у опсегу од плус/минус 5 микрометара. А што се тиче премијум линеарних водиља? Оне смањују проблеме са трењем за између 40% и 60% у поређењу са обичним шинама. И сам оквир има значаја. Квалитетна чврста конструкција може да издржи силе које изазивају скретање до око 12 килонјутна по метру када машина убрза. Недавна студија из области роботике и аутоматизације из 2024. године показала је нешто занимљиво: колико се индустријски роботи померају са својих позиција директно утиче на квалитет делова који се производе у овим високопрецизним процесима. То има смисла ако се имају у виду захтеви које мануфактура данас поставља према својим машинама.
Napredni sistemi za prigušivanje vibracija u visokokvalitetnim mašinama ograničavaju harmonijske oscilacije na <0,8 μm amplitudu, održavajući ponovljivost od ±0,01 mm. Baze od granitnog kompozita i aktivni maseni prigušivači apsorbuju 85–92% vibracione energije iz okoline, sprečavajući rezonanciju koja može povećati širinu reza za 15–30% kod tankih materijala.
Sistemi za vođenje zraka koji održavaju stabilnost fokusne tačke <0,03 mm postižu širinu reza ispod 0,1 mm u nehrđajućem čeliku, sa hrapavošću ivice (Ra) ispod 1,6 μm. Pomoćni gas pod visokim pritiskom (do 25 bara) stabilizuje formiranje plazme, smanjujući konusnost ivice za 70%. Kontinuirano praćenje zraka koriguje fluktuacije snage unutar 50 ms, obezbeđujući konzistentnost gustine energije od ±2%.
Добијање тачних резултата подразумева правилно подешавање параметара ласерске снаге која варира од око 200 до 6.000 вати, уз прилагођавање брзина подизања између половине метра у минуту па све до 20 метара у минуту, као и узимање у обзир стварне дебљине материјала. Неколико новијих истраживања из 2025. године открило је нешто занимљиво и о различитим металима. Код резања нерђајућег челика дебљине 1 мм, оператори могу заправо смањити потрошњу енергије за око 25 процената у поређењу са радом на алуминијуму на сличним брзинама, ако желе да остану у оквиру ужег толеранцијског опсега од плус/минус 0,05 мм. За танје материјале испод три милиметра дебљине, веће брзине између 10 и 15 метара у минуту уз одржавање ниског нивоа снаге помажу у смањењу непожељних зона утицаја топлоте. Међутим, када је у питању рад са дебљим плочама дебљине између 10 и 25 мм, ситуација се потпуно мења. У том случају неопходно је смањити брзину на само 0,5 до 3 метра у минуту, као и тачно контролисати подешавања снаге током процеса, како би се осигурало исправно проваривање кроз целу дебљину.
Moderni sistemi koriste kapacitivne senzore visine koji dinamički prilagođavaju položaj fokusa, nadoknađujući izobličenja materijala tokom rezanja.
Algoritmi mašinskog učenja analiziraju podatke u realnom vremenu iz više od 15 senzora (termalnih, optičkih, pozicionih) kako bi prilagodili parametre tokom procesa. 2024 studija optimizacije procesa pronašli su da adaptivni sistemi poboljšavaju normalnost ivice za 22% kod ugljeničnog čelika promenljive debljine. Ovi sistemi takođe smanjuju vreme postavljanja za 65% korišćenjem prilagođavanja baze podataka o materijalima i prediktivne regulacije snage.
Napredni kontroleri vrše do 10.000 prilagođavanja u sekundi koristeći PID petlje i interferometrijsku verifikaciju. Korekcije putanje zraka se dešavaju unutar 4 µs nakon detekcije odstupanja, čime se održava tačnost pozicioniranja ±5 µm čak i pri brzinama sečenja od 25 m/min.
Ласерске машине за резање имају тенденцију да одступају са курса ако се не калибришу редовно. Студије Института за прецизну технику показују да ове машине могу изгубити око пола милиметра тачности годишње због ствари као што су промене температуре и хабање делова током времена. Редовни прегледи помажу у избегавању скупијих грешака решавајући честите проблеме као што су запушени леће, огледала која су померена са свог места и лежаји који почињу да пропадају након дуготрајне употребе. Чишћење оптичких компонената такође чини велику разлику. Неке тестове показују да ова једноставна мера може да побољша стабилност снопа за скоро 18 процената, што значи чишће резове, посебно када се ради са танјим металима где прецизност највише важи.
Automatska kalibracija smanjuje ljudsku grešku za 90% i završava poravnavanje pet puta brže u poređenju sa ručnim metodama. Međutim, ručka kalibracija je i dalje neophodna za zastarele sisteme koji zahtevaju iterativno podešavanje. Sredine sa visokom raznolikošću proizvodnje često kombinuju obe metode: automatizacija osigurava ponovljivost, dok stručni tehničari nadgledaju kritične posebne poslove.
Toplotne fluktuacije iznad ±3°C mogu da izobliče talasne dužine laserskih vlakana, dok vlažnost preko 60% ubrzava oksidaciju sočiva. Adekvatno obučavanje operatora smanjuje gubitak tačnosti za 32%, jer iskusni tehničari brzo prepoznaju probleme poput nepravilnog poravnanja pomoćnog gasa. Najbolja praksa uključuje:
Pratite ISO 9013:2022 standarde kako biste zadržali dimenzione tolerancije unutar ±0,1 mm, iako se uslovi na proizvodnoj liniji menjaju.
Влакнасти ласери су веома ефективни за резање метала, посебно рефлективних метала као што је нерђајући челик.
CO2 ласери обезбеђују чистије ивице и брже резове за неметалне материјале као што су акрилне плоче.
Диодни ласери стварају веома уске резове и идеални су за деликатне материјале као што су танке фолије и разне пластике које се користе у електроници.
Дебљи материјали често узрокују већа одступања ширине реза, док танки материјали могу одржавати строжије толеранције.
Серво мотори помажу у прецизном позиционирању алата у опсегу неколико микрометара, чиме се побољшава укупна прецизност процеса резања.
Vesti
РТ Ласер је национално признато високотехнолошко предузеће специјализовано за истраживање, развој, производњу и продају ласерске опреме. Наши основни производи укључују машине за резање ласера од влакана, ручне машине за ласерско заваривање и машине за савијање.
Broj 6-8, Binhe industrijski park, Jiyang distrikt, grad Jinan, Šandong provincija, Kina.
Autorsko pravo © 2025 by RAYTU LASER Technology Co.,Ltd. Политика приватности
EN
