Laserové rezanie je jedným z najpokročilejších procesov rezania pri spracovaní materiálov. Laserové rezanie je realizované energiou s vysokou hustotou výkonu generovanou po laserovom zaostrení. Ručným ovládaním počítača impulzy vybíjajú laser. Výkon regulovaný a opakovaný vysokofrekvenčný pulzný laser na vytvorenie lúča so špecifickou frekvenciou a šírkou pulzu. Laserový lúč ožaruje obrobok, čím sa materiál na ožiarenom mieste rýchlo roztopí a odparí. Súčasne sa roztavený materiál odstraňuje pomocou vysokorýchlostného prúdenia vzduchu koaxiálneho s lúčom. Týmto spôsobom sa realizujú laserové rezacie práce.

 

Laserové rezanie možno rozdeliť do troch kategórií: laserové odparovanie, laserové tavenie a laserové rezanie kyslíkom. Aké sú pracovné princípy týchto troch metód rezania laserom? V akých materiáloch sa používajú hlavne?

Táto metóda rezania laserom využíva na ohrev obrobku laserový lúč s vysokou hustotou energie. Teplota rýchlo stúpa, pričom v krátkom čase dosiahne bod varu materiálu. Materiál sa začína vyparovať a vytvára paru. Rýchlosť prúdenia týchto pár je vynikajúca. Súčasne s výstupom pary sa v materiáli vytvorí rez. Rezanie laserovým odparovaním vyžaduje veľa energie.

Rezanie laserovým odparovaním sa väčšinou používa na krehké a nekovové materiály (ako je papier, látka, drevo, plast, guma atď.).

Počas laserového tavného rezania sa kovový materiál roztaví laserovým ohrevom. Neoxidačné plyny (Ar, He, N atď.) sú potom vypudzované cez trysku koaxiálnu s lúčom. Spoľahnite sa na pevný tlak plynu, aby sa tekutý kov vypustil a vytvoril sa rez. Laserové tavné rezanie nevyžaduje úplné odparenie kovu. Vyžaduje len 1/10 energie potrebnej na rezanie odparovaním.

Laserové tavenie sa používa hlavne na rezanie niektorých materiálov, ktoré nie sú ľahko oxidovateľné alebo aktívne kovy. Napríklad nehrdzavejúca oceľ, titán, hliník a jeho zliatiny.

Princíp rezania laserom kyslíkom je podobný ako pri rezaní kyslíkom. Používa laser ako zdroj predhrievania a aktívny plyn, ako je kyslík, ako rezný plyn. Na jednej strane vytlačený plyn interaguje s rezným kovom a prechádza oxidačnou reakciou, pričom sa uvoľňuje veľké množstvo oxidačného tepla. Na druhej strane sú roztavené oxidy a taveniny vyfukované z reakčnej zóny, čím sa vytvárajú zárezy v kove. Pretože oxidačná reakcia v procese rezania vytvára veľa tepla, energia potrebná na tento proces je iba 1/2 energie potrebnej na tavenie a rezanie. A rýchlosť rezania je oveľa vyššia ako u ostatných dvoch.

Laserové rezanie kyslíkom sa používa hlavne pre ľahko oxidované kovové materiály, ako je uhlíková oceľ, titánová oceľ a tepelne spracovaná oceľ.

 

Žiadne remeslo nie je dokonalé. V porovnaní s inými metódami rezania má rezanie laserom dostatok výhod. Jeho hlavnými vlastnosťami sú vysoká rýchlosť rezania a vysoká kvalita. Na druhej strane má aj isté nedostatky.

• Dobrá kvalita rezu

Vďaka malému laserovému bodu, vysokej hustote energie a vysokej rýchlosti rezania môže rezanie laserom dosiahnuť lepšiu kvalitu rezu. Konkrétne sa môže prejaviť v nasledujúcich aspektoch:

1. Laserový rezný rez je úzky a rozmerová presnosť rezaných častí môže dosiahnuť ± 0.05 mm.
2. Rezná plocha je hladká a krásna. Drsnosť povrchu je len desiatky mikrónov.
3. Po orezaní materiálu laserom je šírka tepelne ovplyvnenej zóny minimálna. Vlastnosti materiálu v blízkosti zárezu sú tiež sotva ovplyvnené.

• Vysoká účinnosť rezania

Kvôli prenosovým charakteristikám lasera je laserový rezací stroj vybavený viacerými CNC pracovnými stolmi. Celý proces rezania je možné plne realizovať numerickým riadením. Počas prevádzky stačí zmeniť CNC program. Môže byť vhodný na rezanie dielov rôznych tvarov. Je možné realizovať dvojrozmerné rezanie aj trojrozmerné rezanie.

• Rýchla rýchlosť rezania

Použite laser s výkonom 1200 W na rezanie 2 mm hrubej dosky z nízkouhlíkovej ocele a rýchlosť rezania môže dosiahnuť 600 cm/min. Rezanie dosky z polypropylénovej živice s hrúbkou 5 mm, rýchlosť rezania môže byť 1200 cm/min. Materiál nie je potrebné pri rezaní laserom upínať a fixovať. Môže nielen ušetriť nástroje a prípravky, ale aj ušetriť pomocný čas na nakladanie a vykladanie.

• Bezkontaktné rezanie

Počas rezania laserom nedochádza ku kontaktu s obrobkom a nedochádza k opotrebovaniu nástroja. Na spracovanie dielov rôznych tvarov stačí zmeniť výstupné parametre lasera. Proces rezania laserom má nízku hlučnosť, mierne vibrácie a žiadne znečistenie.

• Široká škála rezných materiálov

Existuje mnoho druhov materiálov na rezanie laserom. Patria sem kovové, nekovové, kovové a nekovové kompozitné materiály, koža, drevo a vlákna.

• Obmedzená hrúbka materiálu

Kvôli obmedzeniu výkonu lasera a objemu zariadenia môže rezanie laserom rezať iba dosky a rúry so strednou a malou hrúbkou. Okrem toho, keď sa hrúbka obrobku zvyšuje, rýchlosť rezania výrazne klesá.

• Vysoká cena

Náklady na laserové rezacie zariadenie sú vysoké a jednorazová investícia je veľká.