Lézervágás

Lézervágás

A lézervágás definíciója: a lézervágás egy automatizált anyagszétválasztási eljárás (más néven termikus vágási eljárás) amelynek során a vágáshoz kellő hőenergiát a lézersugár adja.  Gyakorta az alábbi anyagoknál használják: alumínium, acél, rozsdamentes lemeztáblák.

A lézerrel való vágásokat technológiák szerint 3 csoportra tudjuk osztani:

Vegyük sorba, melyek azok a csoportok.

-oxidációs vágás: másik nevén égető vágás. Ennek során a vágandó anyagot magas hőmérsékleti fokra hevítik fel, majd a fúvatott felületre az meggyullad. Ezzel az eljárással azon anyagok vághatóak, amelyeknek a gyulladáspontja alacsonyabb, mint az olvadáspont. Példának okáért: gyengén ötvözött és ötvözetlen acélok.  Az ömledék illetve a salak kifúvásában tud segíteni a 2-3 bar nyomású oxigén.

-olvasztó vágás, másik nevén inert gázos vágás. Ennek során a munkálandó darabot lézersugár segítségével olvadáspontig hevítik fel, majd az így létrejövő olvadékot semleges segédgázzal (általában nitrogénnel) nagy nyomáson kifúvatják a keletkezett vágórésből. Előfordulnak olyan esetek is, amikor nitrogén helyett argon gázt kell alkalmazni.

-szublimációs vágás: ezt olyan anyagoknál használják, amelyeknek nincsen olvadáspontja. Ilyenek például a kerámia,papír, műanyag, fa. Az eljárás során a megmunkált anyagok szilárd halmazállapotból gázneművé formálódnak át, avagy szublimálódnak.

Vannak olyan anyagok is, amelyek lézerrel nagyon nehezen vághatóak vagy éppen nagyon sokba kerülhetnek, például vörösréz, ezüst. Ezek az anyagok nagyon jó hővezetők, így a túlhevülés nem tud kialakulni.

 

Gáz fajtái

Amikor lézerrel vágunk , kétféle gázt használunk annak során.

-rezonárorgáz: az egy olyan nagy tisztaságú gáz, amelyet a lézercsőben a lézer előállítására használnak a lézercső esetében. Legsűrűbben széndioxid, de van, hogy előfordul a nitrogén és hélium egyvelegének használata.  A keverési arányokat titok övezi.

-segédgáz: feladata, hogy a levált anyagrészecskéket és a gőzt kifúvatni a vágási résből, valamint a levált és megolvadt anyagokat, fémgőzöket távol tartani az optikától.  Anyagtól függően segédgázként alkalmaznak nitrogént, oxigént vagy argont.

 

Lézerrel működő vágógépek

A lézeres vágógépek megnevezései:

-csőlézer:  legtöbb esetben a csöveket, zártszelvényeket, síkovál profilokat és idomacélokat tudunk vele megmunkálni.

-síklézer: síklézerrel lemeztáblákat, sík felületeket tudunk megmunkálni

 

Lézervágó gépek működése:

 

Adott egy üvegcső, amelyben nagy tisztaságú, kisnyomású gázt (agy keveréket) áramoltatunk, amit középfrekvenciás , nagyfeszültséggel rendelkező impulzusokkal pumpálják, avagy gerjesztik. Az ez által keletkezett lézersugarakat vetítéssel üvegszálakon keresztül juttatják el a vágófejhez. A vágófejben található egy vagy több speciális lencse viszi véghez a fókuszálást. A lencse azt a fényt, ami beérkezik a tárgy felületére , fókuszálja. Nagyon nagy energia koncentrálódik egy nagyon kicsi területen, aminek következményeképpen létrejön a vágás. A vágófejnek a pontos pozicionálását léptetőmotorok vezérlik, amelynek az ahhoz szükséges számú impulzusát a CNC berendezéstől kapják, a vágandó felületet figyelembe véve.

 

Biztonságtechnika

A lézervágó gépek infravörös tartományban dolgoznak, ez az emberi szem számára láthatatlan.  Példának okáért a széndioxid lézerek 1060 nm-es hullámhosszon végzik tevékenységüket. Fokozott figyelemmel kell lennünk a lézerfénnyel kapcsolatosan, ugyanis még a visszaverődő fénye is vakságot tud eredményezni.  Ezért is van az, hogy az ilyen gépek kezelőit több biztonsági berendezés is védi.

Trendek

Az ipari lézeres megmunkálás során az üvegcsöves széndioxid lézer használatakor több segédberendezés szükséges. Ilyenek például a nagyfrekvenciás áramkör vízhűtő-köre, égéstermékek elszívó berendezései.