Фактори, що впливають на швидкість і ефективність лазерного різання
У сучасному виробництві листового металу лазерні технології забезпечують неперевершену точність і швидкість різання під час формування найрізноманітніших матеріалів. Оскільки галузь продовжує використовувати універсальність технології лазерного різання, оптимізація швидкості та ефективності стає все більш важливою. Від сировини до кінцевого продукту процес лазерного різання передбачає складну взаємодію багатьох факторів. Повне розуміння ключових чинників, що впливають на швидкість і ефективність лазерного різання, є вирішальним — від власних властивостей матеріалу до складних налаштувань різального обладнання.
У цій статті ми детально розглядаємо ключові фактори, що впливають на швидкість і ефективність лазерного різання, пояснюючи складності властивостей матеріалів, параметрів лазера, умов різання, конфігурації обладнання та проектних аспектів. Цей аналіз надає користувачам цінні знання, що дозволяють повною мірою використовувати потенціал технології лазерного різання та сприяють інноваціям у процесах обробки металу.
Швидкість і ефективність лазерного різання
Швидкість різання лазерного верстата є важливим фактором для багатьох обробних підприємств, оскільки вона визначає ефективність виробництва. Іншими словами, чим вища швидкість, тим більший загальний випуск продукції. Лазерне різання — це складна виробнича технологія, яка ґрунтується на тонкому поєднанні різних факторів для досягнення оптимальної швидкості та ефективності. Властивості матеріалу, такі як склад, товщина та стан поверхні, впливають на параметри різання. Параметри лазера, зокрема густина потужності, якість променя та фокусна відстань, визначають точність і ефективність різання. Вибір умов різання, таких як швидкість і допоміжний газ, відіграє ключову роль у підвищенні ефективності процесу. Фактори верстата, наприклад, конфігурація системи та технічне обслуговування, суттєво впливають на загальну продуктивність. Крім того, конструктивні аспекти, зокрема геометрична складність і оптимізація розміщення деталей, також впливають на швидкість і ефективність різання. Повністю розуміючи та оптимізуючи ці фактори, виробники можуть покращити швидкість, точність і ефективність процесу лазерного різання, тим самим підвищуючи продуктивність і конкурентоспроможність.
Основні фактори, що впливають на швидкість лазерного різання
Сучасні технології різання сприяли швидкому розвитку галузі лазерного різання, значно покращивши якість і стабільність роботи лазерних установок. Під час обробки швидкість лазерного різання залежить від таких факторів, як технологічні параметри, якість матеріалу, чистота газу та якість променя. Глибоке дослідження складності цього процесу змін показує, як багато аспектів користувачам потрібно ретельно враховувати. Тут ми розглядаємо основні фактори, які суттєво впливають на швидкість і ефективність лазерного різання.
Параметри лазера
Густина потужності: Густина потужності лазера визначається за потужністю променя, сфокусованого на певній ділянці, і безпосередньо впливає на швидкість і ефективність різання. Вища густина потужності дозволяє досягти більшої швидкості різання, але вимагає ретельного калібрування, щоб уникнути пошкодження матеріалу.
Якість променя: Якість лазерного променя, включаючи такі фактори, як розбіжність, форма та довжина хвилі, впливає на точність і ефективність різання. Високоякісний промінь забезпечує рівномірний розподіл енергії, що призводить до чистішого різання та більшої ефективності.
Фокусна відстань: Фокусна відстань лазерної лінзи визначає розмір і глибину плями променя. Оптимальний вибір фокусу забезпечує точну подачу енергії на поверхню різання, максимізуючи ефективність без погіршення якості.
Характеристики матеріалу
Тип матеріалу: Тип матеріалу, що ріжеться, відіграє важливу роль у визначенні швидкості та ефективності лазерного різання. М'які матеріали порівняно легко піддаються лазерному різанню і обробляються швидше. Тверді матеріали вимагають більш тривалого часу обробки. Метали, такі як нержавіюча сталь, алюміній та вуглецева сталь, мають різну теплопровідність, температуру плавлення та відбивну здатність, що впливає на їхню реакцію на лазерне різання. Наприклад, різання сталі значно повільніше, ніж алюмінію.
Товщина: Товщина матеріалу безпосередньо впливає на швидкість і ефективність різання. Для різання товстіших матеріалів потрібно більше енергії та часу, ніж для тонких. Щоб досягти оптимальних результатів при різній товщині, необхідно регулювати потужність лазера, фокусну відстань і швидкість різання.
Стан поверхні: Нерівності поверхні (наприклад, іржа, окислення або покриття) можуть впливати на якість і швидкість лазерного різання. Для ефективного різання може знадобитися підготовка поверхні матеріалу шляхом очищення або обробки.
Чинники, пов’язані з лазерним верстатом для різання
Конфігурація лазерної системи: Конструкція та функціональність лазерного верстата для різання, включаючи систему подачі променя, систему керування рухом і функції автоматизації, може впливати на швидкість і ефективність різання. Сучасні досягнення у лазерних технологіях дозволили збільшити швидкість обробки та точність.
Обслуговування та калібрування: Регулярне обслуговування, калібрування та вирівнювання лазерного обладнання допомагає забезпечити стабільну роботу та продовжити термін експлуатації. Невиконання обслуговування може призвести до зниження ефективності різання, збільшення простою та дорогих ремонтів.
Умови різання
Швидкість різання: Швидкість, з якою лазерний промінь рухається по поверхні матеріалу, суттєво впливає на ефективність різання. Правильний баланс між швидкістю різання та потужністю дозволяє досягти бажаних результатів і мінімізувати час обробки.
Вибір допоміжного газу: Допоміжні гази, такі як кисень, азот або стиснене повітря, сприяють видаленню матеріалу та охолодженню під час процесу лазерного різання. Вибір допоміжного газу залежить від типу матеріалу, його товщини та бажаної якості краю. Чим вищий тиск допоміжного газу, тим вища чистота газу, менше домішок прилипає до матеріалу і тим рівніший зріз. Загалом кажучи, киснем ріжуть швидше, тоді як азотом — якісніше, і це дешевше. Різні гази забезпечують різний ступінь ефективності та чистоти різання.
Конструкція та вирівнювання сопла: Правильна конструкція та вирівнювання сопла допомагає направляти потік вторинного газу та підтримувати оптимальну відстань до заготовки. Неправильне вирівнювання або знос сопла може призвести до зниження ефективності та якості різання.
Умови різання
Швидкість різання: Швидкість, з якою лазерний промінь рухається по поверхні матеріалу, суттєво впливає на ефективність різання. Правильний баланс між швидкістю різання та потужністю дозволяє досягти бажаних результатів і мінімізувати час обробки.
Вибір допоміжного газу: Допоміжні гази, такі як кисень, азот або стиснене повітря, сприяють видаленню матеріалу та охолодженню під час процесу лазерного різання. Вибір допоміжного газу залежить від типу матеріалу, його товщини та бажаної якості краю. Чим вищий тиск допоміжного газу, тим вища чистота газу, що зменшує прилипання домішок до матеріалу і забезпечує рівніший зріз. Як правило, киснем ріжуть швидше, а азотом — якісніше, і це менш витратно. Різні гази забезпечують різний рівень ефективності та чистоти різання.
Конструкція та вирівнювання сопла: Правильна конструкція та вирівнювання сопла допомагають направляти потік вторинного газу та підтримувати оптимальну відстань до матеріалу. Неправильне вирівнювання або знос сопла може призвести до зниження ефективності та якості різання.
Фактори навколишнього середовища
Температура і вологість: Навколишня температура та рівень вологості можуть впливати на ефективність лазерного різання. Екстремальні температури або висока вологість можуть спричинити деформацію матеріалу або перешкоджати поширенню лазерного променя, що впливає на швидкість і якість різання.
Якість повітря: Забруднювачі в повітрі, такі як пил або частинки, можуть перешкоджати процесу лазерного різання. Підтримання чистоти повітря в зоні різання допомагає запобігти засміченню сопла і забезпечує стабільну ефективність різання.
Дизайн
Геометрична складність: Складні конструкції з гострими кутами, дрібними елементами або вузькими допусками можуть вимагати нижчих швидкостей різання для збереження точності та якості країв. Сучасне програмне забезпечення САПР може оптимізувати траєкторії різання для складних геометрій, підвищуючи загальну ефективність.
Оптимізація розкрою: завдяки ефективному використанню матеріалу за допомогою програмного забезпечення для оптимізації розміщення деталей, можна мінімізувати відходи матеріалу, скоротити час різання та в кінцевому підсумку підвищити загальну ефективність процесу. Алгоритми розкрою розташовують деталі найбільш ефективним способом з точки зору використання простору, максимізуючи використання матеріалу.
Вимоги до обробки кромок: вимоги до якості кромок (чи то гладкі, шорсткі чи без заусенців) впливають на параметри та швидкість різання. Можуть знадобитися коригування для відповідності конкретним стандартам обробки поверхонь, щоб забезпечити відповідність кінцевого продукту стандартам якості.
У складному процесі лазерного різання виробникам необхідно ретельно враховувати та поєднувати ці фактори, щоб реалізувати весь потенціал цієї сучасної технології. Детальне розуміння взаємодії матеріалів, динаміки лазера, умов різання, конфігурації обладнання, впливу навколишнього середовища та складності конструкції може допомогти досягти оптимальної швидкості та ефективності лазерного різання у сучасному виробництві.
Як збільшити швидкість лазерного різання
1. Виберіть правильний матеріал
Вибір матеріалів, які легше різати, може підвищити ефективність різання.
2. Правильно налаштуйте потужність лазера
Налаштування потужності лазера суттєво впливає на швидкість лазерного різання. Тому важливо відповідно налаштувати потужність лазера для різних матеріалів і товщин, щоб збільшити швидкість різання.
3. Використовуйте високоякісний лазер
Якість лазера також суттєво впливає на швидкість лазерного різання. Використання лазера вищої якості може підвищити ефективність різання та скоротити час різання.
4. Обслуговуйте обладнання
Регулярне технічне обслуговування та догляд за лазерним верстатом для підтримання його в оптимальному робочому стані допоможе покращити швидкість і ефективність різання.
Зв'язок між потужністю лазера, станом матеріалу та швидкістю лазерного різання
Раніше ми обговорювали фактори, що впливають на швидкість лазерного різання, зокрема властивості матеріалу та потужність лазерного джерела. Нижче наведено діаграму, яка ілюструє максимальну товщину різання та відповідну швидкість різання для волоконних лазерів Raycus потужністю 1000 Вт–15000 Вт та волоконних лазерів IPG потужністю 1000 Вт–12000 Вт.
Швидкість різання Raycus — вуглецева сталь
Параметри товщини та швидкості різання волоконним лазером (Raycus/вуглецева сталь/1000 Вт–4000 Вт)
| Матеріал | Потужність лазера | 1000 Вт | 1500Вт | 2000 Ват | 3000W | 4000W |
| Товщина | Швидкість | Швидкість | Швидкість | Швидкість | Швидкість | |
| (мм) | (м/хв) | (м/хв) | (м/хв) | (м/хв) | (м/хв) | |
| Вуглецева сталь (O₂/N₂/повітря) | 1 | 5.5/10 | 6.7/20 | 7.3/25 | 10/35 | 28-35 |
| 2 | 4 | 5 | 5.2/9 | 5.5/20 | 12-15 | |
| 3 | 3 | 3.6 | 4.2 | 4 | 4-4,5(1,8 кВт)/8-12 | |
| 4 | 2.3 | 2.5 | 3 | 3.5 | 3-3,5(2,4 кВт) | |
| 5 | 1.8 | 1.8 | 2.2 | 3.2 | 2,5-3(2,4 кВт) | |
| 6 | 1.4 | 1.5 | 1.8 | 2.7 | 2,5-2,8(3 кВт) | |
| 8 | 1.1 | 1.2 | 1.3 | 2.2 | 2-2,3(3,6 кВт) | |
| 10 | 0.8 | 1 | 1.1 | 1.5 | 1.8-2(4 кВт) | |
| 12 | 0.8 | 0.9 | 1 | 1-1.2(1.8-2.2 кВт) | ||
| 14 | 0.65 | 0.8 | 0.9 | 0.9-1(1.8-2.2 кВт) | ||
| 16 | 0.5 | 0.7 | 0.75 | 0.7-0.9(2.2-2.6 кВт) | ||
| 18 | 0.5 | 0.65 | 0.6-0.7(2.2-2.6 кВт) | |||
| 20 | 0.4 | 0.6 | 0.55-0.65(2.2-2.6 кВт) | |||
| 22 | 0.55 | 0.5-0.6(2.2-2.8 кВт) | ||||
| 25 | 0.5(2.4-3 кВт) |
Параметри товщини та швидкості різання волоконним лазером (Raycus/вуглецева сталь/6000 Вт-15000 Вт)
| Потужність лазера | 6000W | 8000W | 10000W | 12000W | 15000Вт |
| Товщина | Швидкість | Швидкість | Швидкість | Швидкість | Швидкість |
| (мм) | (м/хв) | (м/хв) | (м/хв) | (м/хв) | (м/хв) |
| 1 | 30-45 | 35-45 | 40-45 | 50-60 | 50-60 |
| 2 | 20-25 | 30-35 | 35-40 | 40-45 | 45-48 |
| 3 | 3.5-4.2(2.4 кВт) / 12-14 | 20-25 | 25-30 | 30-35 | 30-38 |
| 4 | 3.3-3.8(2.4 кВт) / 7-8 | 15-18 | 18-20 | 20-26 | 26-29 |
| 5 | 3-3.6(3 кВт) / 5-6 | 10-12 | 13-15 | 15-18 | 20-23 |
| 6 | 2.7-3.2(3.3 кВт) / 4.5-5 | 8-9 | 10-12 | 10-13 | 17-19 |
| 8 | 2.2-2.5(4.2 кВт) | 2.3-2.5(4 кВт) / 5-5.5 | 7-8 | 7-10 | 10-12 |
| 10 | 2.0-2.3(5.5 кВт) | 2.3(6 кВт) | 2-2.3(6 кВт)/3.5-4.5 | 2-2.3(6 кВт)/5-6.5 | 2-2.3(6 кВт)/7-8 |
| 12 | 1,9-2,1(6 кВт) | 1,8-2(7,5 кВт) | 1,8-2(7,5 кВт) | 1,8-2(7,5 кВт) | 1,8-2(7,5 кВт)/5-6 |
| 14 | 1,4-1,7(6 кВт) | 1,6-1,8(8 кВт) | 1,6-1,8(8,5 кВт) | 1,6-1,8(8,5 кВт) | 1,6-1,8(8,5 кВт)/4,5-5,5 |
| 16 | 1,2-1,4(6 кВт) | 1,4-1,6(8 кВт) | 1,4-1,6(9,5 кВт) | 1,5-1,6(9,5 кВт) | 1,5-1,6(9,5 кВт)/3-3,5 |
| 18 | 0,8(6 кВт) | 1,2-1,4(8 кВт) | 1,3-1,5(9,5 кВт) | 1,4-1,5(10 кВт) | 1,4-1,5(10 кВт) |
| 20 | 0,6-0,7(6 кВт) | 1-1,2(8 кВт) | 1,2-1,4(10 кВт) | 1,3-1,4(12 кВт) | 1,3-1,4(12 кВт) |
| 22 | 0,5-0,6(6 кВт) | 0,6-0,65(8 кВт) | 1,0-1,2(10 кВт) | 1-1,2(12 кВт) | 1,2-1,3(15 кВт) |
| 25 | 0,4-0,5(6 кВт) | 0,3-0,45(8 кВт) | 0,5-0,65(10 кВт) | 0,8-1(12 кВт) | 1,2-1,3(15 кВт) |
| 30 | 0,2-0,25(8 кВт) | 0.3-0.35(10 кВт) | 0.7-0.8(12 кВт) | 0.75-0.85(15 кВт) | |
| 40 | 0.1-0.15(8 кВт) | 0.2(10 кВт) | 0.25-0.3(12 кВт) | 0.3-0.35(15 кВт) | |
| 50 | 0.2-0.25(15 кВт) | ||||
| 60 | 0.18-0.2(15 кВт) |
Швидкість різання IPG — вуглецева сталь
Параметри товщини та швидкості різання волоконно-лазерного обладнання (IPG // 1000 Вт–4000 Вт)
| Матеріал | Потужність лазера | 1000 Вт | 1500Вт | 2000 Вт | 3000W | 4000W |
| Товщина | Швидкість | Швидкість | Швидкість | Швидкість | Швидкість | |
| (мм) | (м/хв) | (м/хв) | (м/хв) | (м/хв) | (м/хв) | |
| Вуглецева сталь (O₂/N₂/повітря) | 1 | 5.5/10 | 6.7/20 | 9-11/18-22 | 9-12/25-30 | 9-11/40-50 |
| 2 | 4.5-5 | 4.9-5.5 | 5-6 | 5-6/12-15 | 5-6/18-22 | |
| 3 | 3-3.3 | 3.4-3.8 | 3.7-4.2 | 4-4.5 | 4-4.5/15-18 | |
| 4 | 2.1-2.4 | 2.4-2.8 | 2.8-3.5 | 3.2-3.8 | 3.2-3.8/8-10 | |
| 5 | 1.6-1.8 | 2.0-2.4 | 2.5-2.8 | 3.2-3.4 | 3-3.5/4-5 | |
| 6 | 1.3-1.5 | 1.6-1.9 | 2.0-2.5 | 3-3.2 | 2.8-3.2 | |
| 8 | 0.9-1.1 | 1.1-1.3 | 1.2-1.5 | 2-2.3 | 2.3-2.6 | |
| 10 | 0.7-0.9 | 0.9-1.0 | 1-1.2 | 1.5-1.7 | 2-2.2 | |
| 12 | 0.7-0.8 | 0.9-1.1 | 0.8-1 | 1-1.5 | ||
| 14 | 0.6-0.7 | 0.7-0.9 | 0.8-0.9 | 0.85-1.1 | ||
| 16 | 0.6-0.75 | 0.7-0.85 | 0.8-1 | |||
| 20 | 0.65-0.8 | 0.6-0.9 | ||||
| 22 | 0.6-0.7 |
Параметри товщини та швидкості різання волоконним лазером (Raycus/вуглецева сталь/6000 Вт-15000 Вт)
| Потужність лазера | 6000W | 8000W | 10000W | 12000W | 15000Вт |
| Товщина | Швидкість | Швидкість | Швидкість | Швидкість | Швидкість |
| (мм) | (м/хв) | (м/хв) | (м/хв) | (м/хв) | (м/хв) |
| 1 | 30-45 | 35-45 | 40-45 | 50-60 | 50-60 |
| 2 | 20-25 | 30-35 | 35-40 | 40-45 | 45-48 |
| 3 | 3.5-4.2(2.4 кВт) / 12-14 | 20-25 | 25-30 | 30-35 | 30-38 |
| 4 | 3.3-3.8(2.4 кВт) / 7-8 | 15-18 | 18-20 | 20-26 | 26-29 |
| 5 | 3-3.6(3 кВт) / 5-6 | 10-12 | 13-15 | 15-18 | 20-23 |
| 6 | 2.7-3.2(3.3 кВт) / 4.5-5 | 8-9 | 10-12 | 10-13 | 17-19 |
| 8 | 2.2-2.5(4.2 кВт) | 2.3-2.5(4 кВт) / 5-5.5 | 7-8 | 7-10 | 10-12 |
| 10 | 2.0-2.3(5.5 кВт) | 2.3(6 кВт) | 2-2.3(6 кВт)/3.5-4.5 | 2-2.3(6 кВт)/5-6.5 | 2-2.3(6 кВт)/7-8 |
| 12 | 1,9-2,1(6 кВт) | 1,8-2(7,5 кВт) | 1,8-2(7,5 кВт) | 1,8-2(7,5 кВт) | 1,8-2(7,5 кВт)/5-6 |
| 14 | 1,4-1,7(6 кВт) | 1,6-1,8(8 кВт) | 1,6-1,8(8,5 кВт) | 1,6-1,8(8,5 кВт) | 1,6-1,8(8,5 кВт)/4,5-5,5 |
| 16 | 1,2-1,4(6 кВт) | 1,4-1,6(8 кВт) | 1,4-1,6(9,5 кВт) | 1,5-1,6(9,5 кВт) | 1,5-1,6(9,5 кВт)/3-3,5 |
| 18 | 0,8(6 кВт) | 1,2-1,4(8 кВт) | 1,3-1,5(9,5 кВт) | 1,4-1,5(10 кВт) | 1,4-1,5(10 кВт) |
| 20 | 0,6-0,7(6 кВт) | 1-1,2(8 кВт) | 1,2-1,4(10 кВт) | 1,3-1,4(12 кВт) | 1,3-1,4(12 кВт) |
| 22 | 0,5-0,6(6 кВт) | 0,6-0,65(8 кВт) | 1,0-1,2(10 кВт) | 1-1,2(12 кВт) | 1,2-1,3(15 кВт) |
| 25 | 0,4-0,5(6 кВт) | 0,3-0,45(8 кВт) | 0,5-0,65(10 кВт) | 0,8-1(12 кВт) | 1,2-1,3(15 кВт) |
| 30 | 0,2-0,25(8 кВт) | 0.3-0.35(10 кВт) | 0.7-0.8(12 кВт) | 0.75-0.85(15 кВт) | |
| 40 | 0.1-0.15(8 кВт) | 0.2(10 кВт) | 0.25-0.3(12 кВт) | 0.3-0.35(15 кВт) | |
| 50 | 0.2-0.25(15 кВт) | ||||
| 60 | 0.18-0.2(15 кВт) |
Швидкість різання IPG — вуглецева сталь
Параметри товщини та швидкості різання волоконно-лазерного обладнання (IPG // 1000 Вт–4000 Вт)
| Матеріал | Потужність лазера | 1000 Вт | 1500Вт | 2000 Вт | 3000W | 4000W |
| Товщина | Швидкість | Швидкість | Швидкість | Швидкість | Швидкість | |
| (мм) | (м/хв) | (м/хв) | (м/хв) | (м/хв) | (м/хв) | |
| Вуглецева сталь (O₂/N₂/повітря) | 1 | 5.5/10 | 6.7/20 | 9-11/18-22 | 9-12/25-30 | 9-11/40-50 |
| 2 | 4.5-5 | 4.9-5.5 | 5-6 | 5-6/12-15 | 5-6/18-22 | |
| 3 | 3-3.3 | 3.4-3.8 | 3.7-4.2 | 4-4.5 | 4-4.5/15-18 | |
| 4 | 2.1-2.4 | 2.4-2.8 | 2.8-3.5 | 3.2-3.8 | 3.2-3.8/8-10 | |
| 5 | 1.6-1.8 | 2.0-2.4 | 2.5-2.8 | 3.2-3.4 | 3-3.5/4-5 | |
| 6 | 1.3-1.5 | 1.6-1.9 | 2.0-2.5 | 3-3.2 | 2.8-3.2 | |
| 8 | 0.9-1.1 | 1.1-1.3 | 1.2-1.5 | 2-2.3 | 2.3-2.6 | |
| 10 | 0.7-0.9 | 0.9-1.0 | 1-1.2 | 1.5-1.7 | 2-2.2 | |
| 12 | 0.7-0.8 | 0.9-1.1 | 0.8-1 | 1-1.5 | ||
| 14 | 0.6-0.7 | 0.7-0.9 | 0.8-0.9 | 0.85-1.1 | ||
| 16 | 0.6-0.75 | 0.7-0.85 | 0.8-1 | |||
| 20 | 0.65-0.8 | 0.6-0.9 | ||||
| 22 | 0.6-0.7 |
Параметри товщини та швидкості різання волоконно-лазерного обладнання (IPG/вуглецева сталь/6000 Вт–12000 Вт)
| Матеріал | Потужність лазера | 6000W | 8000W | 10000W | 12000W |
| Товщина | Швидкість | Швидкість | Швидкість | Швидкість | |
| (мм) | (м/хв) | (м/хв) | (м/хв) | (м/хв) | |
| Вуглецева сталь (O₂/N₂/повітря) | 1 | 10-12/45-60 | 10-12/50-60 | 10-12/50-80 | |
| 2 | 5-6/26-30 | 5.5-6.8/30-35 | 5.5-6.8/38-43 | ||
| 3 | 4-4.5/18-20 | 4.2-5.0/20-25 | 4.2-5.0/28-30 | ||
| 4 | 3.2-3.8/13-15 | 3.7-4.5/15-18 | 3.7-4.5/18-21 | ||
| 5 | 3-3.5/7-10 | 3.2-3.8/10-12 | 3.2-3.8/13-15 | ||
| 6 | 2.8-3.2 | 2.8-3.6/8.2-9.2 | 2.8-3.6/10.8-12 | ||
| 8 | 2.5-2.8 | 2.6-3.0/5.0-5.8 | 2.6-3.0/7.0-7.8 | ||
| 10 | 2.0-2.5 | 2.1-2.6/3.0-3.5 | 2.1-2.6/3.8-4.6 | 2.2-2.6 | |
| 12 | 1.8-2.2 | 1.9-2.3 | 1.9-2.3 | 2-2.2 | |
| 14 | 1-1.8 | 1.1-1.8 | 1.1-1.8 | 1.8-2.2 | |
| 16 | 0.85-1.5 | 0.85-1.2 | 0.85-1.2 | 1.5-2 | |
| 20 | 0.75-1.0 | 0.75-1.1 | 0.75-1.1 | 1.2-1.7 | |
| 22 | 0.7-0.8 | 0.7-0.85 | 0.7-0.85 | 0.7-0.85 | |
| 25 | 0.6-0.7 | 0.6-0.8 | 0.6-0.8 | 0.6-0.8 | |
| 30 | 0.4-0.5 | ||||
| 35 | 0.35-0.45 | ||||
| 40 | 0.3-0.4 |
Як показано на діаграмі, ми бачимо параметри товщини та швидкості для волоконно-лазерних верстатів потужністю 1000 Вт, 1500 Вт, 2000 Вт, 3000 Вт, 4000 Вт, 6000 Вт, 8000 Вт, 10000 Вт, 12000 Вт та 15000 Вт.
Наприклад, волоконно-лазерний верстат Raycus потужністю 1000 Вт може різати вуглецеву сталь товщиною 3 мм із максимальною швидкістю 3 метри на хвилину.
Волоконно-лазерний верстат потужністю 1500 Вт може різати вуглецеву сталь товщиною 3 мм із максимальною швидкістю 3,6 метра на хвилину.
За допомогою наведеної вище таблиці IPG можна порівняти параметри різних лазерних верстатів під час різання одного й того ж матеріалу. Наприклад:
Лазерний верстат потужністю 1000 Вт може різати вуглецеву сталь товщиною 3 мм із максимальною швидкістю 3,3 метра на хвилину.
Лазерний верстат потужністю 1500 Вт може різати вуглецеву сталь товщиною 3 мм із максимальною швидкістю 3,9 метра на хвилину.
Швидкість різання Raycus — нержавіюча сталь
Параметри товщини та швидкості різання волоконним лазером (Raycus/нержавіюча сталь/1000 Вт–4000 Вт)
| Матеріал | Потужність лазера | 1000 Вт | 1500Вт | 2000 Вт | 3000W | 4000W |
| Товщина | Швидкість | Швидкість | Швидкість | Швидкість | Швидкість | |
| (мм) | (м/хв) | (м/хв) | (м/хв) | (м/хв) | (м/хв) | |
| Нержавіюча сталь (N2) | 1 | 13 | 20 | 28 | 28-35 | 30-40 |
| 2 | 6 | 7 | 10 | 18-24 | 15-20 | |
| 3 | 3 | 4.5 | 5 | 7-10 | 10-12 | |
| 4 | 1 | 3 | 3 | 5-6.5 | 6-7 | |
| 5 | 0.6 | 1.5 | 2 | 3-3.6 | 4-4.5 | |
| 6 | 0.8 | 1.5 | 2-2.7 | 3-3.5 | ||
| 8 | 0.6 | 1-1.2 | 1.5-1.8 | |||
| 10 | 0.5-0.6 | 1-1.2 | ||||
| 12 | 0.8 |
Параметри товщини та швидкості різання волоконним лазером (Raycus/нержавіюча сталь/6000 Вт–15000 Вт)
| Матеріал | Потужність лазера | 6000W | 8000W | 10000W | 12000W | 15000Вт |
| Товщина | Швидкість | Швидкість | Швидкість | Швидкість | Швидкість | |
| (мм) | (м/хв) | (м/хв) | (м/хв) | (м/хв) | (м/хв) | |
| Нержавіюча сталь (N2) | 1 | 30-45 | 40-50 | 45-50 | 50-60 | 50-60 |
| 2 | 25-30 | 30-35 | 35-40 | 40-45 | 45-50 | |
| 3 | 15-18 | 20-24 | 25-30 | 30-35 | 35-38 | |
| 4 | 10-12 | 12-15 | 18-20 | 23-27 | 25-29 | |
| 5 | 7-8 | 9-10 | 12-15 | 15-18 | 18-22 | |
| 6 | 4.5-5 | 7-8 | 8-9 | 13-15 | 15-18 | |
| 8 | 3.5-3.8 | 4-5 | 5-6 | 8-10 | 10-12 | |
| 10 | 1.5-2 | 3-3.5 | 3.5-4 | 6.5-7.5 | 8-9 | |
| 12 | 1-1.2 | 2-2.5 | 2.5-3 | 5-5.5 | 6-7 | |
| 16 | 0.5-0.6 | 1-1.5 | 1.6-2 | 2-2.3 | 2.9-3.1 | |
| 20 | 0.2-0.35 | 0.6-0.8 | 1-1.2 | 1.2-1.4 | 1.9-2.1 | |
| 22 | 0.4-0.6 | 0.7-0.9 | 0.9-1.2 | 1.5-1.7 | ||
| 25 | 0.3-0.4 | 0.5-0.6 | 0.7-0.9 | 1.2-1.4 | ||
| 30 | 0.15-0.2 | 0.25 | 0.25-0.3 | 0.8-1 | ||
| 35 | 0.15 | 0.2-0.25 | 0.6-0.8 | |||
| 40 | 0.15-0.2 | 0.4-0.5 | ||||
| 45 | 0.2-0.4 |
Швидкість різання IPG — нержавіюча сталь
Параметри товщини та швидкості різання волоконним лазером (IPG/нержавіюча сталь/1000 Вт–4000 Вт)
| Матеріал | Потужність лазера | 1000 Вт | 1500Вт | 2000 Вт | 3000W | 4000W |
| Товщина | Швидкість | Швидкість | Швидкість | Швидкість | Швидкість | |
| (мм) | (м/хв) | (м/хв) | (м/хв) | (м/хв) | (м/хв) | |
| Нержавіюча сталь (N2) | 1 | 12-15 | 16-20 | 20-28 | 30-40 | 40-55 |
| 2 | 4.5-5.5 | 5.5-7.0 | 7-11 | 15-18 | 20-25 | |
| 3 | 1.5-2 | 2.0-2.8 | 4.5-6.5 | 8-10 | 12-15 | |
| 4 | 1-1.3 | 1.5-1.9 | 2.8-3.2 | 5.4-6 | 7-9 | |
| 5 | 0.6-0.8 | 0.8-1.2 | 1.5-2 | 2.8-3.5 | 4-5.5 | |
| 6 | 0.6-0.8 | 1-1.3 | 1.8-2.6 | 2.5-4 | ||
| 8 | 0.6-0.8 | 1.0-1.3 | 1.8-2.5 | |||
| 10 | 0.6-0.8 | 1.0-1.6 | ||||
| 12 | 0.5-0.7 | 0.8-1.2 | ||||
| 16 | 0.25-0.35 |
Параметри товщини та швидкості різання волоконним лазером (IPG/нержавіюча сталь/6000 Вт–12000 Вт)
| Матеріал | Потужність лазера | 6000W | 8000W | 10000W | 12000W |
| Товщина | Швидкість | Швидкість | Швидкість | Швидкість | |
| (мм) | (м/хв) | (м/хв) | (м/хв) | (м/хв) | |
| Нержавіюча сталь (N2) | 1 | 60-80 | 60-80 | 60-80 | 70-80 |
| 2 | 30-35 | 36-40 | 39-42 | 42-50 | |
| 3 | 19-21 | 21-24 | 25-30 | 33-40 | |
| 4 | 12-15 | 15-17 | 20-22 | 25-28 | |
| 5 | 8.5-10 | 10-12.5 | 14-16 | 17-20 | |
| 6 | 5.0-5.8 | 7.5-8.5 | 11-13 | 13-16 | |
| 8 | 2.8-3.5 | 4.8-5.8 | 7.8-8.8 | 8-10 | |
| 10 | 1.8-2.5 | 3.2-3.8 | 5.6-7 | 6-8 | |
| 12 | 1.2-1.5 | 2.2-2.9 | 3.5-3.9 | 4.5-5.4 | |
| 16 | 1.0-1.2 | 1.5-2.0 | 1.8-2.6 | 2.2-2.5 | |
| 20 | 0.6-0.8 | 0.95-1.1 | 1.5-1.9 | 1.4-6 | |
| 22 | 0.3-0.4 | 0.7-0.85 | 1.1-1.4 | 0.9-4 | |
| 25 | 0.15-0.2 | 0.4-0.5 | 0.45-0.65 | 0.7-1 | |
| 30 | 0.3-0.4 | 0.4-0.5 | 0.3-0.5 | ||
| 35 | 0.25-0.35 | ||||
| 40 | 0.2-0.25 |
Тепер детальніше розглянемо параметри різання нержавіючої сталі.
За допомогою волоконного лазерного обладнання потужністю 1000 Вт можна різати нержавіючу сталь завтовшки 3 мм із максимальною швидкістю 3 метри на хвилину.
За допомогою волоконного лазерного обладнання потужністю 1500 Вт можна різати нержавіючу сталь завтовшки 3 мм із максимальною швидкістю 4,5 метра на хвилину.
Для нержавіючої сталі товщиною 5 мм волоконно-лазерний різальний верстат потужністю 1000 Вт може досягти максимальної швидкості різання 0,6 метра на хвилину, тоді як лазерний різальний верстат потужністю 1500 Вт може досягти максимальної швидкості різання 1,5 метра на хвилину.
Порівнюючи ці параметри, видно, що при використанні одного й того самого матеріалу та товщини більша потужність дозволяє досягти вищої швидкості різання.
Вплив швидкості лазерного різання на якість різання
1. Коли швидкість різання надто висока, газ, що спрямований коаксіально з променем, не може повністю видалити уламки різання. Розплавлений матеріал накопичується по обох краях і затвердіває на нижньому краї, утворюючи шлак, який важко очистити. Надто швидке різання також може призвести до неповного розрізання матеріалу, при цьому на дні залишається певна товщина прилиплого шару, зазвичай дуже невелика, яку потрібно видаляти вручну за допомогою молотка.
2. Коли швидкість різання є оптимальною, якість різання покращується: зменшуються ширина і нерівності різу, поверхня розрізу стає гладкою, без заусенців, а заготовка не деформується, тому може використовуватися без додаткової обробки.
Коли швидкість різання занадто повільна, потужний лазерний промінь тривалий час перебуває на одній ділянці, що призводить до сильного теплового впливу. Це може спричинити значне надмірне плавлення на зворотному боці розрізу, плавлення над розрізом та утворення борідок під розрізом, що призводить до поганої якості різання.
Висновок
Швидкість лазерного різання впливає як на ефективність, так і на якість. Тому виробникам слід розуміти фактори, які впливають на швидкість лазерного різання. Розуміння цього параметра дозволяє покращити швидкість, точність та ефективність процесу лазерного різання, що, у свою чергу, збільшує виробничі потужності та конкурентоспроможність.
