- Технология лазерной резки труб
- Как происходит лазерная резка труб?
- Почему стоит использовать лазер для резки труб?
- Сферы применения станков для резки труб
- Типы лазерных станков для резки
- Форматы файлов
- Преимущества лазерной резки труб
- Резка металлических труб: волоконный или CO2 лазер?
Технология лазерной резки значительно продвинула вперед обработку плоского листового металла. Но как быть с резкой труб? Современные станки для лазерной резки специально разработаны для резки широкого спектра труб круглого, квадратного, прямоугольного и треугольного сечения. Некоторые модели лазеров могут обрабатывать двутавровые балки, С-образные швеллеры, угловой прокат и другие сложные металлоконструкции.
Технология лазерной резки труб
Лазерная резка труб – это процесс обработки изделий, используемый в промышленном производстве в таких отраслях, как автомобильная, аэрокосмическая, строительная и другие. Технология лазерной резки позволяет резать трубы, конструктивные формы и каналы. Также лазерные станки применяются для маркировки, сварки и очистки металлических изделий на производстве.
Лазерные системы могут обрабатывать стальных детали, углеродистые сплавы или нержавеющую сталь. Инновационные волоконно-оптические технологии позволяют резать алюминиевые, медные и латунные трубы.
Лазерные станки режут круглые трубы, а также специальные профили с различными угловыми отверстиями:
- Трубы квадратного или прямоугольного сечения;
- Овальные или эллиптические трубы;
- Закрытые и открытые профили.
Рис. 1. Лазерная резка трубы
Как происходит лазерная резка труб?
Подготовка
Процесс начинается с подготовки материала трубы. Разрезаемая труба очищается и подготавливается, чтобы получить чистую и гладкую поверхность. Это крайне важно для качественного реза без окалины.
Проектирование
Следующий шаг предполагает использование программного обеспечения для автоматизированного проектирования (САПР). Цифровой дизайн или шаблон создается с помощью САПР, определяя точную форму или вырез, который требуется на трубе. САПР является основой для процесса лазерной резки, направляя лазерный станок на трубу в соответствии с заданным проектом.
Настройка станка
Технические специалисты настраивают станок, его мощность, фокусировку и скорость резки. Эти настройки определяются исходя из материала трубы и особенностей разрезаемой конструкции. Правильные настройки имеют решающее значение для получения качественного результата.
Процесс резки
Когда начинается резка, лазерный луч направляется на поверхность трубы. Интенсивное тепло лазера плавит и испаряет материал в зоне резки, по запрограммированной траектории. Это позволяет точно придать трубе форму в соответствии с проектом САПР.
Прежде чем приступить к резке, важно надеть подходящее защитное снаряжение. Независимо от метода резки, в процессе образуются мелкие частицы металла, которые могут попасть в глаза и вызвать раздражение.
В некоторых случаях в процессе резки может использоваться вспомогательный газ, такой как кислород или азот. Газ помогает удалять расплавленный материал и может упростить резку толстых и плотных материалов.
Охлаждение
После завершения резки трубу можно охладить, чтобы предотвратить деформацию, часто с помощью охлаждающей жидкости или других методов охлаждения.
Постобработка
После завершения резки и контроля качества готовые секции труб готовы к дальнейшей обработке или сборке. Далее трубы отправляются на сварку или дополнительную механическую обработку.
Рис. 2. Трубы с лазерной резкой
Почему стоит использовать лазер для резки труб?
Лазерная резка труб имеет ряд преимуществ перед традиционными технологиями. Она более точная, быстрая и позволяет легко вырезать сложные формы и детали. Кроме того, при такой резке образуется меньше отходов, что более экологично.
Автоматизированные станки для лазерной резки труб могут выполнять большие объемы работ с автоматической загрузкой и выгрузкой деталей или эффективно резать малосерийные детали, благодаря быстрой настройке и переналадке.
Скорость, качество, гибкость и повторяемость – это те характеристики лазера, которые упрощают производственный процесс резки труб.
Традиционные способы резки труб включают:
- резку ручными пилами;
- лентопильные устройства;
- абразивно-отрезные станки;
- газосварочная и кислородная резка.
Однако этим традиционным методам присущи такие недостатки, как низкая эффективность и повышенная трудоемкость. В промышленности все чаще применяются современные решения, такие как комбинированные станки для резки листов и труб и волоконно-лазерные труборезы.
Инновационные процессы лазерной резки труб позволяют вырезать сложные профили с высокой степенью точности, сокращая сроки изготовления и количество отходов.
Сферы применения станков для резки труб
- Прецизионная резка металлических труб для различных отраслей промышленности, включая автомобильную, аэрокосмическую и авиастроение;
- Резка труб для добычи, транспортировки и переработки нефти и газа;
- Для строительства и ремонта судов с обеспечением точности и высокого качества сварных соединений;
- Изготовление труб для строительной инфраструктуры, систем отопления, водопроводов, вентиляции и кондиционирования воздуха, а также сантехники;
- Резка и формовка выхлопных труб, элементов шасси и других автомобильных деталей;
- Изготовление труб для электростанций, атомных станций и установок возобновляемой энергетики;
- Создание точных разрезов для металлических или пластиковых труб, используемых в каркасах и деталях мебели.
Рис. 3. Вырезы на трубах сделанные лазером
Типы станков для лазерной резки
Ультрафиолетовый станок: Для резки стекла, керамики и т.д. используется ультрафиолетовое излучение. Такие станки можно встретить в электронной и полупроводниковой промышленности.
Волоконный станок: Волоконники применяются для резки таких материалов, как сталь, алюминий и медь. Такие станки чаще всего используются в автомобильной, аэрокосмической и металлообрабатывающей промышленности.
CO2-лазер: Газовый лазер используется для резки различных композитов, акрила, дерева, бумаги, кожи и тканей. Лазерное излучение формируется в газовой среде, например для CO2 лазера это углекислый газ, азот и гелий. Чаще всего этот тип станков используется в производстве вывесок, деревообработке или текстильной промышленности.
Nd:YAG: Кристаллический лазер используется для резки металлов, пластмасс и керамики. Они широко используются в медицинской, стоматологической и ювелирной промышленности.
Рис. 4. Оптоволоконный лазерный труборез для раскроя труб
Форматы файлов
Для вырезания нужной формы станки используют программное обеспечение, помогающее автоматизировать процесс от первоначального проектирования до производства. Чаще всего оно представляет собой интерфейс CAD/CAM. Вот некоторые типы наиболее распространенных файлов:
- .STP
- .IGS
- .X_T
- .IFC
Рис. 5. Процесс резки труб лазером
Преимущества лазерной резки труб
- Высокая точность: Лазерная резка труб отличается исключительной точностью, ширина реза составляет от 0,1 до 0,3 мм. Технология подходит для различных отраслей промышленности, где требуются точное соблюдение технических требований;
- Скорость и эффективность: По сравнению с традиционными методами лазерная резка значительно повышает эффективность производства в 8-20 раз. Это позволяет ускорить производственные процессы, сократить время выполнения заказа и повысить общую производительность;
- Универсальность: Лазер обеспечивает большую гибкость в отношении материалов, с которыми она может работать, включая металлы, пластмассы и т.д. С помощью лазера можно проводить коническую, прямую и фигурную резку труб;
- Минимальная последующая обработка: При лазерной резке получаются чистые, высококачественные срезы с минимальным количеством заусенцев и шероховатостей. Это снижает необходимость в последующей обработке, что позволяет экономить время и ресурсы на вторичных операциях;
- Автоматизация и интеграция: Системы лазерной резки могут быть легко интегрированы с технологией числового программного управления (ЧПУ), что обеспечивает автоматизацию, последовательность и высокую точность резки;
- Большинство современных лазерных станков имеют возможность наклона головки для резки фасок и зенкования. Станок с 3D-резаком обеспечивает максимальную гибкость и диапазон перемещений. Изготовители могут вырезать любой угол для подготовки сварного шва, а также добиваться максимальной точности для облегчения сборки.
Лазеры для резки труб можно использовать для вырезания форм и элементов, которые невозможно получить другими методами. Чем больше элементов на детали, тем быстрее окупаются инвестиции в лазерный станок.
Резка металлических труб: волоконный или CO2 лазер?
Для резки труб лучше использовать оптоволоконные лазеры. Использование волоконных лазеров обусловлено следующими преимуществами:
- низкие затраты на потребление электроэнергии;
- отсутствие необходимости в обслуживании источника;
- высокая скорость резки;
- возможность резки металлов разных видов (медь, латунь, металлические сплавы);
- возможность резать толстостенные трубы;
- волоконные лазеры обладают возможностями фокусировки. Это делает систему более стабильной, позволяет сконцентрировать диаметр пятна на меньшей площади.
