Jak działa technologia cięcia laserowego metali – zasada, zastosowania i zalety

Cięcie laserowe to zaawansowana technologia obróbki materiałów, która wykorzystuje skoncentrowany strumień światła laserowego do cięcia metali i innych materiałów. Jest to proces, który zrewolucjonizował wiele branż, oferując precyzję i efektywność nieosiągalne dla tradycyjnych metod cięcia. Laser, działając na metal, lokalnie podnosi jego temperaturę do poziomu topnienia lub parowania, co umożliwia dokładne i czyste cięcie.

Zasady fizyczne cięcia laserowego

Cięcie laserowe opiera się na zjawisku absorpcji energii światła przez obrabiany materiał. Laser generuje wiązkę światła o bardzo wysokiej intensywności, która jest skupiona na bardzo małej powierzchni. Energia światła jest absorbowana przez materiał, co prowadzi do jego szybkiego nagrzewania, topienia, a nawet parowania. Kluczowymi parametrami, które wpływają na proces cięcia, są długość fali laserowej, moc, czas ekspozycji oraz rodzaj i grubość ciętego materiału.

Rodzaje laserów stosowanych w przemyśle

W przemyśle stosuje się różne typy laserów, z których najpopularniejsze to lasery CO2, lasery Nd:YAG oraz lasery światłowodowe. Lasery CO2, wykorzystujące dwutlenek węgla jako medium aktywne, są najczęściej używane do cięcia metalów i niemetalów o różnej grubości. Lasery Nd:YAG, korzystające z granatu itrowo-aluminiowego domieszkowanego neodymem, znajdują zastosowanie głównie w precyzyjnych aplikacjach. Lasery światłowodowe, przekazujące energię za pomocą włókien optycznych, są cenione za swoją efektywność i jakość cięcia.

Etapy procesu cięcia laserowego metali

Proces cięcia laserowego można podzielić na kilka etapów. Pierwszym z nich jest przygotowanie i ustawienie parametrów cięcia, w tym selekcja odpowiedniej mocy lasera oraz regulacja ostrości i pozycji wiązki. Następnie, laser jest kierowany na obrabiany materiał, a jego ścieżka jest sterowana za pomocą systemów CNC (sterowanie numeryczne komputerowe), co zapewnia wysoką precyzję cięcia. Po zakończeniu cięcia, często wymagane są dodatkowe operacje, takie jak szlifowanie czy czyszczenie ciętych krawędzi.

Zastosowania cięcia laserowego w różnych branżach

Technologia cięcia laserowego znalazła szerokie zastosowanie w wielu branżach, od automotive, przez lotnictwo, po produkcję sprzętu elektronicznego i konstrukcji stalowych. W przemyśle samochodowym laser wykorzystuje się do cięcia elementów karoserii i komponentów silnika, co przyczynia się do obniżenia masy i zwiększenia efektywności pojazdów. W branży lotniczej, gdzie każdy gram ma znaczenie, cięcie laserowe umożliwia produkcję lekkich i wytrzymałych komponentów. W sektorze elektroniki, laser służy do precyzyjnego cięcia płyt obwodów drukowanych i innych delikatnych komponentów.

Zalety technologii laserowej nad innymi metodami

Cięcie laserowe oferuje szereg zalet w porównaniu do tradycyjnych metod cięcia, takich jak cięcie plazmowe czy mechaniczne. Jedną z głównych zalet jest wysoka precyzja cięcia, pozwalająca na realizację skomplikowanych kształtów z minimalnym marginesem błędu. Laser umożliwia również cięcie z bardzo małym wpływem na otaczające obszary materiału, co minimalizuje ryzyko uszkodzeń i deformacji. Dodatkowo, cięcie laserowe jest procesem szybkim i automatycznym, co znacząco redukuje czas produkcji oraz koszty związane z obróbką materiałów.

Podsumowując, technologia cięcia laserowego metali jest niezwykle wartościowym narzędziem w nowoczesnym przemyśle produkcyjnym. Dzięki swojej precyzji, efektywności i wszechstronności, laserowe cięcie metali jest kluczowym elementem, który wspiera innowacje i rozwój w wielu sektorach.

źródło: Centrum Laserowe Warszawa