Jak prezentuje się cięcie laserowe na tle innych metod cięcia? Poznaj największe wady i zalety tej technologii – w porównaniu z pozostałymi popularnymi metodami cięcia, które wykorzystywane są w przemyśle.
Cięcie laserowe w przemyśle obecne jest od lat 60. XX wieku. Twórcą pierwszego lasera (rubinowego) jest dr Theodore H. Maiman – fizyk i inżynier elektryk. Dziś cięcie laserowe jest szeroko i chętnie stosowane w przemyśle. Znajduje zastosowanie w najróżniejszych jego sektorach i branżach – jak między innymi: w motoryzacji, elektronice, metalurgii, lotnictwie, meblarstwie i wielu innych. O specyfice, zaletach, ale też wadach technologii cięcia laserowego dowiesz się w dalszej części artykułu.
Czym jest cięcie laserowe?
Nim porównamy cięcie laserowe do innych metod, wyjaśnijmy, na czym polega ten proces. Technologia cięcia laserowego to metoda, która wykorzystuje skoncentrowane wiązki światła laserowego, aby w sposób precyzyjny i efektywny przecinać materiały różnego rodzaju.
Proces cięcia laserowego możemy podzielić na kilka etapów:
- Wybór lasera– istnieje wiele rodzajów laserów, a wybór odpowiedniego zależy od rodzaju materiału, który ma zostać poddany obróbce.
- Przygotowanie materiału– materiał należy przygotować poprzez wyczyszczenie i umieszczenie w odpowiedniej pozycji na stole roboczym.
- Ustawienie parametrów lasera– kolejny krok to dobranie właściwych parametrów lasera, takich jak m.in.: moc lasera, prędkość przemieszczania stołu, gęstość energii, czas trwania impulsu i częstotliwość.
- Skanowanie lasera– po dobraniu właściwych parametrów laser zaczyna przemieszczać się po zdefiniowanej ścieżce, emitując wiązkę światła o dużej energii. Wiązka skupia się na małej powierzchni materiału, powodując w określonym punkcie jego intensywne nagrzewanie i topnienie.
- Reakcja materiału– w wyniku nagrzewania dochodzi do roztopienia, parowania lub utleniania (w zależności od rodzaju materiału). Proces jest bardzo szybki i kontrolowany, a jego efektem jest precyzyjne, czyste cięcie.
- Usuwanie resztek– ostatnim etapem jest usunięcie resztek i odpadów, które powstały w wyniku procesu (o ile takie powstały). W tym celu można posłużyć się dedykowanym systemem odpylającym.
Co można ciąć laserowo?
Z uwagi na precyzję i wszechstronność technologia cięcia laserowego jest szeroko stosowana w wielu branżach do obróbki materiałów różnego rodzaju – m.in. metali (nierdzewnej, węglowej, aluminium, miedzi, mosiądzu, tytanu i innych) czy drewna i materiałów drzewnych (sklejki zwykłej i lakierowanej, forniru itp.). Cięcie laserowe z powodzeniem jest wykorzystywane w przemyśle metalowym, elektronicznym, tekstylnym, drzewnym, meblarskim, reklamowym, opakowaniowym, kosmetycznym oraz w medycynie.
Cięcie laserowe – zalety i wady
Metoda cięcia laserowego niesie za sobą wiele korzyści – m.in. szybkość procesu, wysoką precyzję, wszechstronność, minimalne zniekształcenia termiczne czy czyste krawędzie cięcia. Warto jednak pamiętać, że jego zastosowanie wiąże się też z pewnymi ograniczeniami.
Zalety cięcia laserowego:
- Wszechstronne zastosowanie– laser z powodzeniem sprawdzi się w procesach cięcia najróżniejszych materiałów w wielu branżach.
- Precyzja – metoda pozwala na wykonanie niezwykle dokładnych cięć, co jest szczególnie istotne podczas procesów w przemyśle elektronicznym czy medycynie.
- Bezkontaktowość– laser działa bezpośrednio na obrabiany materiał, nie wymagając od operatorów kontaktu fizycznego. Dzięki temu materiał jest zabezpieczony przed uszkodzeniami mechanicznymi.
- Automatyzacja– procesy cięcia laserowego można z łatwością zautomatyzować (np. poprzez wykorzystanie programowalnego sterowania numerycznego), a tym samym podnieść jego efektywność i jakość.
- Bezodpadowość– użycie metody wpływa na minimalizację ilości odpadów, jako że laser wykonuje bardzo wąskie cięcie, maksymalnie wykorzystując obrabiany materiał.
Wady cięcia laserowego:
- Koszty– inwestycja w system cięcia laserowego początkowo może okazać się kosztowna – pod względem zakupu sprzętu, jego utrzymania i serwisowania.
- Ograniczenia grubości– istnieją ograniczenia w zakresie maksymalnej grubości materiału, który chcemy poddać obróbce.
- Odporność materiału– niektóre materiały (np. ceramika czy niektóre tworzywa sztuczne) ze względu na swoje właściwości fizyczne, jak odbijanie lub absorpcja promieniowania laserowego, mogą być trudniejsze do obróbki.
- Zanieczyszczenia– w przypadku obróbki niektórych materiałów (określonych tworzyw sztucznych i metali) proces cięcia laserowego może generować pyły i zanieczyszczenia, co wiąże się z koniecznością ich późniejszego odprowadzenia i oczyszczenia materiału.
- Bezpieczeństwo– aby pracować z laserem, musisz przestrzegać ścisłych norm bezpieczeństwa. Niezbędne jest pamiętanie o zastosowaniu odpowiednich środków ochrony osobistej oraz przestrzeganiu przepisów bezpieczeństwa.
Porównanie metod cięcia
Cięcie laserowe to tylko jedna z wielu metod cięcia, które wykorzystywane są w przemyśle. Do innych metod możemy zaliczyć m.in.:
- Cięcie plazmowe– wykorzystujące strumień plazmy do cięcia metali o większej grubości, umożliwiające szybkie i skuteczne przecinanie blach i profili stalowych.
- Cięcie wodą pod wysokim ciśnieniem– wykorzystujące wiązkę wody pod wysokim ciśnieniem (czasem z dodatkiem ścierniwa), do cięcia różnorodnych materiałów, np. kamienia, szkła i metalu.
- Cięcie plazmowo-gazowe– wykorzystujące kombinację strumienia plazmy i gazu palnego do cięcia grubych blach metalowych, często stosowane w przemyśle konstrukcyjnym.
- Cięcie mechaniczne– wykorzystujące ostrze, noże lub piłki do mechanicznego przecinania materiałów, np. drewna, plastiku i tkanin.
- Cięcie ultradźwiękowe– wykorzystujące falę ultradźwiękową do precyzyjnego cięcia tkanin, gumy, tworzyw sztucznych i innych miękkich materiałów, minimalizujące odkształcenia.
- Cięcie plazmowo-wodne– kombinujące strumień plazmy i wody pod wysokim ciśnieniem, pozwalające na precyzyjne cięcie materiałów, np. metali, przy jednoczesnym chłodzeniu obszaru cięcia.
- Cięcie nożem CNC– wykorzystujące sterowany komputerowo nóż do precyzyjnego cięcia różnorodnych materiałów płaskich, np. skóry, tworzyw sztucznych i sklejki.
- Cięcie elektroerozyjne– wykorzystujące rozładowania elektryczne w celu usunięcia materiału i dokonania precyzyjnego cięcia, szczególnie w przypadku materiałów twardych i przewodzących.
- Cięcie chemiczne– wykorzystujące reakcje chemiczne do rozpuszczania materiałów, umożliwiające precyzyjne cięcie szkła, metalu i innych substancji.
Jak prezentuje się przewaga cięcia laserowego nad wyżej wymienionymi metodami? Do największych zalet należy z pewnością zaliczyć niezwykłą precyzję i możliwość cięcia nawet bardzo skomplikowanych detali. W porównaniu do innych metod, jak cięcie plazmowe czy cięcie wodą, laser zapewnia większą dokładność i ostrość krawędzi cięcia. Kolejną zaletą jest bez wątpienia wszechstronność, które przekłada się na elastyczność i możliwość przetwarzania różnorodnych materiałów w jednym procesie.
W przeciwieństwie do wielu alternatywnych metod cięcie laserowe działa na materiał bezpośrednio, bez konieczności fizycznego kontaktu – co przekłada się na mniejsze ryzyko uszkodzenia materiału oraz umożliwia obróbkę delikatnych lub cienkich materiałów bez ich deformacji.
Cięcie laserowe z KUKA
Szukasz sposobów na optymalizację procesów cięcia laserowego? Skontaktuj się z ekspertami KUKA – zaprojektujemy rozwiązania z zakresu cięcia laserowego szyte na miarę Twoich indywidualnych potrzeb.
