Виды лазерной резки металла и других материалов — от испарительной до термораскалывания

Лазерная резка стали  — один из самых современных способов обработки листовых материалов.   Лазерный луч двигается по заданным координатам, вырезая из металлического, полимерного или деревянного листа детали нужных очертаний. Очертания при том могут быть сколь угодно сложными, потому что:

• Лазерный луч тонок и может прорезать узкие отверстия, не разрушая материал вокруг них. Узкие отверстия с диаметром, равным толщине материала — само по себе преимущество, но благодаря этому лазер еще и может делать четкие углы резов, не скругляя их.
• Точность наведения луча измеряется десятыми долями миллиметра даже на стандартных промышленных лазерах, режущих металл для корпусов. У специальных лазеров, используемых для инновационной электроники, точность может быть еще намного выше.
• Лазерным лучом управляет компьютер, ведет его четко по заданным координатам и с четко заданной скоростью, достаточной для ровного разрезания материала и недостаточной для его перегрева или обугливания. Благодаря этому в партии любого размера детали выходят четко соответствующими проекту, без отклонений.

В общем, лазерная резка оказалась очень ценной технологией для нашего времени. А внутри этой технологии есть подвиды, которые позволяют максимально эффективно работать с разными видами материалов. Сегодня разберемся в этих видах.

Лазерно‑кислородная резка

В лазерной резке помимо самого лазерного луча всегда участвует струя газа. Она нужна как минимум для того, чтобы:

• выдувать расплавленный или испаренный материал из зоны реза
• и охлаждать оставшиеся грани, чтобы не перегревать остальную часть материала.

Так и будет, если этот газ будет просто атмосферным воздухом, забранным в компрессор и выпущенным под луч. Но при резке можно использовать не только банальный воздух, но и специальные газы — и в таком случае резка будет приобретать дополнительные качества.

Первый из таких специальных газов — чистый кислород. Его свойство — участвовать в окислительных реакциях. Когда кислород контактирует с металлом, расплавившимся под влиянием луча, эти реакции запускаются с бешеной скоростью. А при окислительных реакциях выбрасывается много тепла.

Как много тепла? Для разных металлов это значение будет различаться. Но вот, например, при лазерно‑кислородной резке железа количество выделяемого при окислении тепла в 3–5 раз больше, чем количество тепла, принесенное собственно лазером.

Это свойство кислорода позволяет резать металлы намного быстрее и дешевле, чем при использовании атмосферного воздуха. Быстрее — потому что в бешеном окислительном жаре металл плавится стремительнее. Дешевле — потому что для разрезания большого количества металла можно использовать меньше электричества.