Mechanizm cięcia laserowego

Z mechanizmem lasera, spotykamy się codziennie – na przykład korzystając z telefonu komórkowego czy wchodząc do sklepu (czujnik drzwi). Cięcie za jego pomocą to najdokładniejsza i najbardziej nowoczesna metoda obróbki metalu. Jest to możliwe dzięki wykorzystaniu dwoistej (falowo-cząsteczkowej) natury światła. Ogromna energia, skupiona na małej powierzchni ciętego elementu, pozwala osiągać bardzo precyzyjne rezultaty.

Czym jest laser?

Pomijając skomplikowane rozważania na temat fizyki światła, laser można określić jako wzmocnioną, skupioną wiązkę światła. Wzmocnienie następuje poprzez pobudzenie cząstek światła (fotonów) za pomocą energii elektrycznej. Wiązka ta zostaje skupiona do tego stopnia, iż jej promienie są niemal równoległe. Jednak najważniejszą cechą lasera wykorzystywaną podczas cięcia, jest możliwość skoncentrowanie ogromnej ilości energii na małej powierzchni. Wtedy to, materiał, na który oddziałuje, zostanie wypalony, stopiony, lub nawet odparowany (w zależności od urządzenia i jego mocy). Dzięki swoim właściwościom wykorzystywany jest na przykład do laserowego cięcia rur.

Rodzaje laserów wykorzystywanych w technice cięcia

Wyróżnia się 3 najpopularniejsze rodzaje laserów, wykorzystywanych do cięcia metali:

• laser gazowy CO2 – typ najstarszy, źródłem wiązki jest mieszanina dwutlenku węgla innymi gazami, charakteryzują się dużym poborem energii;

• YAG – środek aktywny to itr, aluminium i granat, pozwala ciąć twarde materiały i znakować metale, jego wada to konieczność wymiany drogich diod pompujących co kilkanaście godzin pracy;

• Fiber – laser światłowodowy, wykorzystuje 10-krotnie krótszą falę światła niż laser CO2, przez co jest bardziej precyzyjny, z reguły posiada najszybszą prędkość cięcia, nie posiada elementów zużywalnych, typu lustra czy diody.

Jak podaje ekspert firmy FK Steel: Laser Fiber, jest najbardziej precyzyjnym z dostępnych laserów. Jego dokładność to 0,2 mm, co pozwala na zachowanie gładkich krawędzi bez rys i odprysków. Ponadto wspomniana prędkość cięcia, może wynosić nawet 1 m/s.

Etapy cięcia laserem

Cięcie laserem (niezależnie od typu urządzenia) dzieli się na kilka etapów:

1. Pochłanianie energii lasera przez materiał.
2. Nagrzewanie materiału ciętego.
3. Topienie i usuwanie materiału (najczęściej parowanie).
4. Stygnięcie materiału.

Obróbka laserem odbywa się w sposób zautomatyzowany, dzięki czemu możliwa jest komputerowa kontrola jej parametrów. Maszyny do tego typu cięcia materiałów, posiadają często ruchome głowice, pozwalające wycinać niezwykle skomplikowane wzory w przestrzeni 3D.