Москва Нержавеющая сталь

Рад приветствовать всех читателей в моей статье по основам, тонкостям и нюансам раскроя лазером. Немножечко поговорим про ценообразование, это будет полезно для тех, кто хочет заказать выполнение работ, а потом уже поговорим про более интересные вещи, такие как основы процесса, виды лазеров и многое другое.

Вопрос довольно комплексный и не такой простой, как кажется на первый взгляд. Вообще, обработка лазером - это довольно перегретый рынок. По всей стране сотни тысяч больших предприятий и малых мастерских, которые предлагают свои услуги на данном поприще. Во многом благодаря такой распространенности и рыночной конкуренции - цены очень привлекательные, особенно если мы рассматриваем крупные города. Так какова же формула? Во первых, стоимость зависит от параметров исходного сырья: материала и толщины. Во вторых, от объема работ, то есть от общей длины реза в погонных метрах. В третьих, от адреса доставки готовых изделий - если в непосредственной близости от заказчика есть много производств с подходящим оборудованием, стоимость существенно снижается. Предварительный прайс лазерной резки расположен вверху страницы - просто выбираете ближайший город и Ваш материал. Мы будем рады, если Вы обратитесь к нам за помощью с расчетом цены и выполнением заказа! Например, Вы можете очень просто разместить заказ в нашем личном кабинете. Для создания профиля Вам нужно лишь подтвердить номер телефона, и после этого внести параметры заказа, приложив необходимые чертежи. Предварительный расчет Вы увидите сразу, а как только наш менеджер рассмотрит Вашу заявку, он сразу же свяжется и предложит варианты выполнения с указанием точной стоимости.

Естественно, у нас есть скидки для оптовых заказчиков, при этом мы начинаем считать оптовыми расценками даже с довольно небольшого объема заказа - это указано в таблице наверху. А уж если у Вас стоят очень серьезные задачи на крупные объемы, то мы специально соберем консилиум техников, для того чтобы оптимизировать процессы и предложить Вам лучшую цену из всех доступных на рынке. Обращайтесь, мы всегда рады сложным задачам!

Еще одним важным фактором, влияющим на то, сколько стоит лазерная резка, является оптимизированность чертежа. ЧПУ оборудование достаточно точное, поэтому каждый поворот в движении, представляющий из себя острый угол, а не сглаженную дугу, заставляет сбросить скорость до нуля в вершине этого угла, а потом набирать ее снова. Отсюда следует интересный вывод - чем более гладкая траектория - тем быстрее будет изготовлено результирующее изделие. Расскажу пример. Как-то передо мной встала задача получить контуры карты мира в векторном виде для дальнейшего изготовления. Береговая линия - очень сильно изрезана, при этом ученые давно уже сумели картографировать ее довольно точно, практически по всему миру. Как итог, на той же вики есть замечательный svg файл с контурами всех материков и островов нашей родной планеты. Но файл этот - довольно интересный. Оказалось, он был сформирован отрезками прямой линии из массива точек баз данных gis. И на выходе, уменьшим размеры нашей карты мира, для того, чтобы она уместилась на стене, сделаем ее порядка 1.5 метра в ширину (с учетом, что это проекция Меркатора). В итоге, из-за изрезанности побережья и малого масштаба, весь контур превратится в ломаную линию, вершины которой отстоят друг от друга меньше, чем на миллиметр, то есть вместо плавного движения станка, он будет бесконечно дергаться меняя направление движения. А вот если убрать лишние вершины и сгладить острые углы, скорость изготовления карты вырастет в ДВА раза! Если подытожить, старайтесь оптимизировать свой чертеж, уберите ненужные линии, сгладьте контуры, уберите паразитные вершины - и Вы получите кратное уменьшение стоимости изготовления. В любом случае, если у Вас нет достаточной подготовки, обратитесь к нам для оптимизации исходников, мы постараемся помочь!

Стоимость лазерной резки за метр также очень сильно зависит от срочности выполнения. Мы всегда стараемся предложить два основных варианта - быстрый подороже и дешевый, но подольше. Почему так получается? При срочном изготовлении часто приходится работать сверхурочно, так как всегда существует план на ближайшие недели. Сверхурочная работа требует дополнительной оплаты труда. Поэтому всегда намного выгоднее для заказчика заранее планировать необходимый фронт задач. Тогда у производства есть возможность распланировать выполнение заказа на ближайшее свободное время и изготовить без спешки, что будет сильно дешевле.

Слово лазер (LAZER, пришло из английского языка - Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, что означает, примерно, усиление света с помощью стимуляции излучения) – пример необычайно быстрого внедрения научной разработки в практику. По сути, если постараться объяснить упрощенно, принцип лазерной резки заключается в процессе очень эффективного переноса энергии из электросети в маленькую точку на поверхности заготовки, из-за чего материал моментально прогорает или расплавляется в этой точке. Если двигать эту точку нагрева по листу, следуя нужной траектории - мы его разрежем на требуемые детали. Самое интересное в этом - каким образом происходит такая трансформация энергии от электричества в тепло. Происходит это следующим образом - в рабочую среду из смеси газов или кристалл накачивается большой объем энергии, который преобразуется в направленный поток фотонов, а другими словами - в луч света. Например, если мы говорим про углекислотные, это происходит с помощью очень большой разности напряжений между электродами, которая вызывает газовый разряд и заставляет молекулы газа сбрасывать излишнюю энергию в фотоны. После этого существует несколько вариантов, как доставить луч света к обрабатываемой поверхности, это либо система зеркал, либо оптическое волокно. В конце необходимо сфокусировать широкий луч в точку на поверхности - это уже делается специальной линзой. Если вы хотите узнать поподробнее, принцип работы неплохо описано в статье про лазер на википедии.

А что же делает оператор? На входе он имеет чертеж в векторном формате. Это dxf, cdr, ai, svg или любой другой. Необходимо обработать этот чертеж и превратить его в большой последовательный список команд для станка, называемый GCode. Для этого чертеж проходит через специализированное ПО, например ArtCam, HSMWorks и другие. На этом этапе определяется последовательность обработки контуров, расставляются перемычки для того, чтобы деталь не выпала после из сетки. Мастер получает файл GCode со списком команд, укладывает и ровняет заготовку, устанавливает параметры, проверяет оборудование и с чистой совестью, но скрестив пальцы, жмакает старт. Режущая головка скачет по контурам, в этих местах заготовка прогорает насквозь образуя дым, который выводится из помещения вытяжкой. За этим необходимо пристально наблюдать, так как случаются нештатные ситуации, например, обрезок перекашивает и носик врезается в него. Или может воспламениться - картон очень любит так делать. После окончания обработки мастер снимает сетку с деталями с рабочей области и начинает следующую задачу.

Лазер может не только резать, но и гравировать изображения. Мне всегда нравился подход, когда я могу объединить воедино несколько разных методов обработки, так как это увеличивает выходную точность изделий и ускоряет процесс. В данном случае, можно последовательно нанести изображение и вырезать, при этом не надо переносить заготовку с одного станка на другой и позиционировать ее второй раз. К тому же, все станки немного кривые, каждый в свою сторону. В итоге, так как на одном сразу выполняются две операции - уменьшается время изготовления и увеличивается точность позиционирования изображения.

Лазерная гравировка представляет из себя выжигание малой мощностью фигур, составляющих из себя изображение. Если присмотреться к гравировке - это небольшое углубление внутрь поверхности с характерным для каждого материала изменением цвета. Цвет гравировки очень сильно разнится. Например, на березе получается светло-коричневая надпись, а на прозрачном оргстекле (которую надо проводить не снимая защитной пленки) - белая. Во время нанесения надписи лазерной резкой можно изменять мощность луча, что приведет к появлению разных оттенков и можно будет создать целую картину из оттенков одного цвета. С помощью гравировки очень классно выполнять логотипы на деревянных изделиях, например для производства корпоративных сувениров.

• Одно из основных преимуществ - тонкий рез. С помощью фокусирующей линзы, луч собирается в точку на поверхности, что приводит к концентрированию всей энергии в очень маленьком объеме для успешного прорезания. При этом ширина реза получается около 0.2 миллиметров, что является одним из лучших показателей, если рассматривать другие методы раскроя. Этот результат достигается вследствие специфики режущего инструмента - по сути он является потоком фотонов, а не материальным объектом, как например фреза или даже поток частиц гидроабразива.
• Еще одним преимуществом обработки лазерной резкой является производительность. Так как отсутствует механическое воздействие, даже толстые листы при правильной настройке режимов обработки режутся как ножом масло. Фрезеровать, например сильно медленнее, так как фрезы нагреваются и быстро изнашиваются
• Возможность изготовления очень миниатюрных деталей. Из своего опыта скажу, что столкнулся с тем, что на фрезере практически невозможно вырезать маленькие острова для карты мира, габаритные размеры которых около 2-4мм. Несмотря на вакуумный стол, они просто разлетались в разные стороны из-за воздействия фрезы.
• Хорошее качество кромки. При правильной настройке расположения режущей головки, луч падает ровно перпендикулярно, разница ширины реза нижней и верхней части листа несущественна, что в случае с конструкционными сталями позволяет без всякой предварительной подготовки варить встык.

• Во время обработки образуется зона термического влияния (ЗТВ). Даже если параметры настроены правильно и ЗТВ небольшая, в любом случае происходит деформация листа под действием температуры. Например, то же оргстекло начинает немного изгибаться.
• Тип оборудования сильно влияет на возможность выбора того или иного материала. Точнее, влияет именно длина волны излучения конкретного вида. Газовый CO2, как самый распространенный вид оборудования в наше время имеет длину волны 10,6 микрометров, и как раз вот эта длина волны плохо поглощается и частично отражается металлом. Поэтому на углекислотных экономически целесообразным представляется только раскрой неметаллов, таких как пластик, дерево и оргстекло. А вот металлические листы логично резать уже оптоволоконниками, у которых длина волны порядка 1,064 микрометра - такая длина отлично воспринимается. Хотя, есть интересные исключения. На собственном опыте пробовал эксперимент: если намазать сталь чем-нибудь, что хорошо проводит тепло, например термопастой, то можно отгравировать надпись с помощью даже стоваттного CO2.
• Лазерная резка листовых заготовок всегда имеет одну очень неприятную характеристику. Существует ограничение по толщине, которое можно прорезать насквозь. Вообще, чем толще, тем сложнее становится резать, на дереве становится много нагара, на металле грат. Тот же ПЭТ при резке больше 2мм толщиной сильно оплавляется и становится желтым. Есть еще максимальное предельное ограничение толщины, которое вообще в состоянии вырезать лазер, даже очень мощный. Например, предельные толщины алюминия кратно меньше, чем у конструкционных сталей. Предельное значение обусловлено разными причинами, тут и теплопроводность, и характеристики отражения/поглощения для конкретной длины волны, и химический состав, определяющий параметры окислов кромки, много всего. Мне кажется, что намного интереснее рассмотреть вопрос с более прикладной точки зрения, поэтому я постарался собрать подробную таблицу предельных значений в статье про толщины лазерной резки, там можно прочитать все типовые габариты, которые берет технология. А уж если мы хотим резать совсем толстые листы, то придется переходить уже на другие виды обработки, например: гидроабразивную, плазменную резку или автоген. Снизу представлен интересный график сочетания относительной толщины и точности с областями, соответствующими разным технологиям:

На следующем видео представлен раскрой оргстекла с ультрафиолетовой печатью изображения на нем (мы убрали звук, так как там только шум). Образуемая зона термического влияния заставляет оргстекло изгибаться.

• Газовый CO2, также известный, как углекислотный лазер - запаянная стеклянная трубка со смесью углекислого газа, гелия, азота, водорода и ксенона. Хорошо применим для неметаллов: дерево, пластик, акрил, резина и других. При использовании углекислотника с большой мощностью можно резать и металлические заготовки, при этом такой подход не является экономически целесообразным из-за неподходящей длины волны.
• Волоконный: поток фотонов формирует активная среда и резонатор из оптоволокна, в которую накачивают энергию лазерные диоды. Если Вам нужна лазерная резка именно металлических деталей, то волоконник – один из первых вариантов, которые нужно рассмотреть. Длина волны у такого типа очень хорошо подходит для обработки: стали, алюминия, титана. Хотя можно резать и любые другие материалы. Например, с помощью мощного оптоволоконника можно порезать очень толстое стекло, аж до 30-50мм, тогда как на газовом CO2 больше 3мм резать скорее всего не выйдет.
• ИАГ: активная среда в данном варианте - легированный неодимом гранат иттрий алюминия, подвергаемый накачке энергией с помощью газосветных ламп или тех же самых диодов. Мощное решение, подходит для практически любого сырья.
• Диодный прямого действия (на англ. Direct Diode Laser): специфический вариант конструкции, в котором нет рабочей среды как таковой, а излучение генерируется напрямую диодами. Так как активная среда отсутствует, не происходит лишних энергетических преобразований, что в свою очередь приводит к уменьшению потерь мощности.

Любая мастерская лазерной резки обладает уникальным набором оборудования, поэтому зачастую имеет определенную специализацию, например, только декоративные вещи из дерева и пластика. Если мастерская небольшая – то скорее всего в ней размещен небольшой бюджетный CO2 для не сильно крупногабаритных вещей из дерева. Раскрой же металлических листов требует намного больше вложений в волоконник и доступен только для больших производств.

Если Вы не хотите разбираться в хитросплетениях технических ограничений, не тратьте свое время, а просто поручите это нам! Разберемся за Вас в любой технической задаче!

По своему опыту знаю, качественно продуманные режимы резания позволяют достичь чудесных результатов. Что именно я подразумеваю под этим? Во-первых это скорость (мм/с) и ускорение (мм/с2) движения режущей головки, во-вторых - интенсивность излучения источника (% от номинальной), в-третьих - давление вспомогательного газа (МПа). Перед началом лазерной резки листа всегда стоит потренироваться на ненужных обрезках, чтобы подобрать оптимальный баланс характеристик. Задача заключается в том, чтобы сохраняя достаточное качество, максимально увеличить производительность. Это надо делать с осторожностью, например для металлических заготовок - если сильно увеличить скоростные параметры, могут появиться недорезанные до конца участки, а если сильно уменьшить - процесс горения перейдет в неуправляемое состояние автогенерации, когда вещество превращается в плазму, расширяя до безобразия ширину реза.

Еще одним интересным примером могу поделиться из собственного опыта построения моего первого станка. Это был CO2 стоваттник, причем он задумывался как гибрид с фрезером, поэтому для жесткости портал с коробкой для удержания шпинделя и носика с фокусировочной линзой был выполнен из алюминиевого тяжелого профиля. Приводится в движение он шаговиками на ремнях. Из-за чрезмерного веса портала и мягкости ремней на ускорениях выше 300 миллиметров в секунду за секунду начинает проявляться дрожание фокусирующей линзы на поворотах, и как следствие, кромка становится похожа на лесенку, вместо гладкой линии. Стоит подытожить: везде необходим баланс.

Разберем, какие типы деталей мы можем получить. В основном, это две большие группы:

• Плоские детали из листовых заготовок: режутся из плоских листов металла (черного, цветного, сплавов), пластика (органическое стекло, другие пластики небольшой толщины) или дерева (фанера, мдф, ламель). За эту группу отвечают планшетные станки, с маленьким рабочим полем закрытого типа или крупные открытые промышленные.
• Трубы и разнообразные профили: лазерная резка труб стоит отдельно, для нее необходимо специфическое оборудование с дополнительной осью для вращения трубы, а также узкой и длинной рабочей областью для крупногабаритных заготовок. В эту же группу относятся и длинные профили.

Во многих сферах нашей жизни мы часто встречаемся с изделиями лазерной резки, даже не подозревая об этом:

• В автомобилестроении режут не только опытные образцы, но серийные изделия. Например, проделывают отверстия в трубопроводах ДВС и изготавливают компоненты корпуса
• В инструментальном производстве изготавливаются дисковые пилы, что кратно увеличивает их срок службы из-за закалки кромок в зоне термического влияния
• Даже в атомной энергетике лазер используется в активной зоне реактора с помощью специальных световодов, передающих излучение от внешнего источника. Также, необходимо утилизировать побочные продукты генерации, для этого даже существует специальный робот-змея для лазерной резки ядерных отходов
• Лазером вырезают отверстия в промежуточных кольцах сопел паровых турбин и изготавливают сопловые диафрагмы газовых турбин
• В судостроении установки автоматизируют процесс раскроя тонколистового металла, на который приходится около 15% всех работ
• В химической промышленности технология используется для изготовления ножей грануляторов из двухслойной стали, что значительно повышает производительность и качество по сравнению с традиционными методами
• В аэрокосмической отрасли технология достигла уровня промышленного применения, особенно при работе с титановыми сплавами
• В приборостроении применяется для маркировки узлов, промышленных панелей, изготовлении шильдов, инвентарных бирок и этикеток
• В строительстве используется для изготовления запчастей строительной техники, например, экскаваторов и бульдозеров
• В пищевой промышленности - для производства частей оборудования, например, мясорубок и тесторезок
• В дизайне интерьеров используется для создания резных покрытий. Из-за отсутствия механического воздействия, становится возможным изготовить детали очень малых размеров без повреждений и искажений.
• В массовом производстве фурнитуры для мебели - всякие скобы и уголки
• В том же сувенирном деле частый гость, в каждом городе туристов ждут россыпи деревянных магнитиков на холодильники и брелков с уф-печатью
• Из фанеры и оргстекла часто изготавливают конструкторы и игрушки для детей
• Часто применяется в электронике для раскроя текстолита печатных плат
• Наружная и внутренняя реклама - вывески, логотипы, стенды и многое другое
• Декорирование помещений тоже не обошлось без лазера, украсить дом деревянной географической картой или мозаикой довольно популярно

Крутая современная технология - эффективна, экономически целесообразна, выгодна как для заказчика, так и для исполнителя. Каждый год спрос на услуги лазерной резки растет, что указывает на большую востребованность. С лазерами я работал много лет и с уверенностью могу сказать, что это мое самое любимое направление в производстве. Дорогое оборудование с лихвой компенсируется удобством и скоростью работы, а возможности по созданию мельчайших деталей обыгрывают все конкурентные способы раскроя. Стоимость погонного метра практически для всех материалов толщиной до 15мм в два-три раза ниже, чем при мех-обработке. В общем - маст хэв.

Мы рады предложить Вам свою помощь в изготовлении изделий любой сложности, как опытных единичных экземпляров, так и серийных изделий. Обращайтесь к нам по телефону +7 (495) 003-62-73 или почте tridecagram@ya.ru. Предложим конкурентную цену, выполним быстро и качественно!