Um7.ru

Аренда стройтехники
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Возможна ли лазерная резка металла своими руками: этапы обработки и характеристики оборудования

Для анализа целесообразности применения лазера в качестве режущего инструмента необходимо разобраться в сути процессов, происходящих в структуре металла во время его обработки. В отличие от механического воздействия, локальный термический нагрев сопровождается другими типами изменения материала.

Этапы лазерной обработки:

  1. Воздействие когерентного излучения на определенный участок заготовки.
  2. Нагрев поверхности до температуры плавления.
  3. Формирование первичного реза.
  4. Испарение металла на заданную глубину.

В процессе этого на границе воздействия происходит изменение структуры материала. По краям формируются небольшие зоны наплыва расправленного металла, в этой области он становится более хрупким. Но так как зона этих изменений измеряется в микронах – ими, в большинстве случаев, пренебрегают.

Инструменты для резки листов металла

Изначально при выборе инструментов нужно определиться с задачами. Имеет значение не только количество работы, но и временные рамки, аккуратность среза и возможность повреждения защитного покрытия. На стройке часто пользуются электроножницами. При этом не стоит ожидать очень ровного края. Преимущество такого аппарата – скорость проведения работ.

Как ровно отрезать лист металла? В домашних условиях проблема решается достаточно просто – применением ножниц по металлу. Но этот метод требует много времени и физических сил. Не подойдут ножницы, если нужно вырезать длинные полосы. Наиболее ровный срез можно получить, используя шлицевые ножницы. Такой инструмент достаточно дорогой и его обычно используют профессионалы.

Ножницы для резки металла

Оборудование для резки профилированного и оцинкованного листа:

  • болгарка;
  • низкооборотная пила;
  • электроножницы;
  • ножовка;
  • лобзик по металлу.

Пошаговая инструкция по изготовлению лазера для резки металла

Лазер из фрезера своими руками

Первым шагом в процессе создания самодельного резака является разборка привода старого пишущего лазерного дисковода компьютера. Для этого необходимо аккуратно разобрать устройство и извлечь сам прибор, не повредив его целостность.

Затем требуется извлечь диод красного цвета, который прожигает диск во время записи на него информации. Этот диод, по-другому – лазерный излучатель, размещается на специальной каретке, оснащенной большим количеством крепежных элементов. Чтобы снять излучатель, нужно распаять все крепления при помощи паяльника. Важно выполнить все действия с максимальной аккуратностью, так как любое повреждение диода может стать причиной выхода его из строя.

Следующий этап сборки лазерного резака металла подразумевает установку излучателя на место светодиода, которым укомплектована указка. Для этого следует осторожно разобрать указку на 2 части, не повредив разъемы и держатели. Затем достать светодиод и поставить на его место лазер. Закрепить его, при необходимости, можно при помощи обычного клея ПВА.

Читайте так же:
Характеристика массового типа производства

Схема устройства лазерного резака

Далее следует изготовление корпуса для лазерного самодельного резака. Собрать корпус для лазера можно при помощи фонарика и аккумуляторных батареек, совместив нижнюю часть обыкновенного фонарика, в которой расположены батарейки, с верхней частью указки (перед сборкой из наконечника указки необходимо извлечь установленное в нем стекло), где находится излучатель.

В ходе выполнения такого соединения важно правильно, соблюдая полярность, подключить диод к зарядке аккумуляторной батареи.

После выполнения всех шагов резак будет готов к работе! Важно помнить, что прибор при нарушении правил техники безопасности может нанести вред здоровью! Будьте осторожны!

Лазерный резак своими руками

Применение лазерной резки

Ручной резак по металлу

Основываясь на отечественном применении, лазерная резка широко используется с низкоуглеродистой сталью толщиной менее 12 мм, листами из нержавеющей стали толщиной менее 6 мм и неметаллическими материалами толщиной менее 20 мм. Что касается резки трехмерных пространственных кривых, то она ограниченно используется в автомобильной и авиационной промышленностях.

С точки зрения точности и шероховатости поверхности разрезов, лазерная резка не может превышать электрообработку аналогичной мощности, а также лазером трудно достичь толщины резки плазмой. Этот усовершенствованный метод обработки уже заменил и продолжает заменять некоторые традиционные технологии резки, особенно электрическую сварку. Очевидные преимущества технологии резки лазером по сравнению с другими методами:

Газовый мини резак по металлу

  • Возможно собрать лазер для резки металла своими руками на основе твердотельного диода.
  • Небольшая ширина разреза (обычно 0,1−0,5 мм).
  • Высокая точность (общее отклонение центра отверстия составляет 0,1−0,4 мм, а отклонение контура — 0,1−0,5 мм).
  • Хорошая шероховатость поверхности разреза (обычно Ra 12,5−25 мкм).
  • Режущие поверхности могут быть сварены без дальнейшей обработки.
  • Высокая скорость резания. Например, мощность лазера для резки металла 2 кВт при резке углеродистой стали толщиной 8 мм позволяет получить скорость обработки 1,6 м / мин, а при резке нержавеющей стали толщиной 2 мм — 3,5 м / мин, с малой площадью термического воздействия и крошечной деформацией.
  • Безопасный станок и чистое рабочее место. Это значительно улучшает рабочую среду оператора.

Работать своими руками лазерным резаком по дереву опасно, так как режущая головка без проблем прожигает основную заготовку и повреждает опорную поверхность.

Читайте так же:
Шаговый двигатель что это такое

Заготовки, подходящие для резки лазером, обычно подразделяются на три категории:

Как правильно выбрать резак по металлу

  1. Детали из листового металла, которые не подходят для производства с технической и экономической точек зрения, особенно низкоуглеродистая сталь со сложной формой контура в малых партиях и толщиной менее 12 мм, а также нержавеющая сталь толщиной менее 6 мм. Готовыми продуктами являются: элементы лифта, панели лифтов, станки и оборудование, все виды электрических шкафов, распределительные шкафы, детали текстильных машин, детали машиностроительной техники, большие листы из кремнистой проволоки и т. д.
  2. Нержавеющая сталь (общая толщина < 3 мм) или неметаллические материалы (общая толщина < 20 мм), такие как изображения, логотипы, шрифты, используемые в украшениях, рекламе, сфере услуг. Готовая продукция: образцы художественных фотоальбомов, логотипы компаний, организаций, гостиниц и торговых центров, а также указатели на станциях, доках и других общественных местах.
  3. Специальные детали, требующие ровной резки лазерным гравером. Типичной заготовкой является плита, используемая в упаковочной и полиграфической промышленности, для которой требуется разрезать прорезь шириной от 0,7 до 0,8 мм на деревянной матрице толщиной 20 мм, затем вставить лезвие в паз и отрезать различные упаковочные коробки с печатными рисунками.

В сантехнике лазерная резка используется в масляной фильтровальной трубе, чтобы предотвратить попадание осадка в насос и обрезание лучом шириной < 0,3 мм на трубах из легированной стали, имеющих толщину стенки 6−9 мм. Вместо лазерной резки бумаги в домашних условиях, лучше использовать ручной резчик с водяным охлаждением.

Не проще ли купить листогиб?

Наиболее насущный вопрос – цена листогибочного станка. Стоимость заводского листогибочного оборудование высока. Целесообразна такая затрата только в случае, если вы приобретаете такой станок для заработка, в противном случае он себя не окупит.

Кроме того, большая часть станков такого плана рассчитана на то, чтобы гнуть листы шириной до 3 м. Универсальным такой агрегат не назовешь, во-первых, он войдет не в любой гараж, во-вторых, механический привод неудобен для тонких работ, а гидравлика сложна и дорогостояща. В-третьих, затраты энергии для изготовления небольших деталей не оправдают себя.

Остается лишь вариант с ручным приводом, который можно изготовить своими руками!

Основы

Резка и гибка листового металла

При гибке металла с наибольшим радиусом, нейтральный слой нужно располагаться в толщине средней части. Если же используется маленький радиус, то тогда слой уже будет сдвигаться в ту сторону, где будет происходить сжатие металла.

Читайте так же:
На какой высоте вешать бра над диваном

Если производить гибку на промышленных предприятиях, тогда это будет происходить на специальном оборудовании, но перед этим обязательно происходит примерный расчет.

Если резка и гибка листового металла выполняется своими руками необходимо также произвести расчет заранее и подготовить специальный инструмент для гибок металла. При желании изменить конфигурацию листа нужно будет применить физические усилия и взять это в результаты расчета.

Способы резки металла

Существующие способы резки металла можно разделить на механические, термические и высокоточные. К механическим относится ленточнопильная, продольная и поперечная резка. К термическим – газокислородная и плазменная. К высокоточным – лазерная.

Особенности ленточнопильной резки металла

Для ленточнопильной резки металлов используют специальные станки. Они могут быть консольными, портальными, горизонтальными или вертикальными. Заготовку зажимают в тисках и разрезают с помощью ленточной пилы, зафиксированной на двух подвижных шкивах. Ее натяжение и давление на металл можно менять в зависимости от марки и механических свойств разрезаемого материала.

Современные станки оснащают компьютерами. Они могут работать не только с металлопрокатом, но и поковками толщиной до 320 мм. Компьютерное управление делает их очень точными: максимальное отклонение полученной заготовки или детали от заданных размеров не превышает 0,05 мм. Еще одно преимущество таких станков – возможность резать металл под углом до 50°. При этом скорость их работы достигает 100 мм/мин.

Ленточнопильная резка дает чистые кромки, которые не нужно дополнительно обрабатывать. Она не закаляет разрезаемый материал в результате перегрева, что важно для углеродистых и некоторых марок нержавеющих сталей. При этом такой способ нельзя применять для фигурной резки, а размеры разделываемой заготовки ограничены габаритами станка.

Резка металла

Ленточнопильная резка удобна для серийного изготовления заготовок или деталей простой формы

Особенности продольной резки металла

Продольную резку металла используют для разделки листовой стали на полосы и ленты. Для этого лист металла укладывают в специальную тележку станка продольной резки и с помощью прижимных вальцов подают в режущий блок. Он состоит из двух валов: на верхнем расположены режущие диски, на нижнем – платформы с канавками для прохода дисков. Лист металла проходит между ними и разрезается на полосы нужной ширины.

Читайте так же:
Струбцины для столярных работ

Основное преимущество этого способа резать металл – высокая скорость работы. Станок способен за минуту порезать до 300 погонных метров листового проката, но этот параметр напрямую зависит от толщины и марки металла. Продольная резка подходит только для тонколистовых материалов. Как правило, максимальная толщина разрезаемого металла не превышает 1,5 мм.

Резка металла

Продольная резка подходит только для тонколистовых металлов

Особенности поперечной резки металла

В этом случае применяют станки поперечной резки. В качестве заготовок для поперечной резки металлов используют рулонные материалы или полосы, полученные в результате продольной резки. Разделку металлов выполняют в режущем блоке, конструкция которого похожа на аналогичный блок в станках продольной резки. В результате получают заготовки заданных размеров и формы (треугольные, квадратные, прямоугольные, трапециевидные и прочие). Этот способ тоже подходит только для тонколистовых материалов.

Резка металла

Поперечная резка, как и продольная, подходит только для тонколистовых металлов

Особенности газокислородной резки металлов

При использовании газокислородной резки металла работы выполняют в два этапа: сначала материал разогревают ориентировочно до +1200…1300 °С, а затем разрезают. Для нагрева чаще всего используют пропан или ацетилен. Затем в место реза подают под давлением чистый кислород. Металл горит в нем с образованием расплавов оксидов, которые выдуваются струей газа.

Этот способ удобен тем, что с его помощью можно выполнять фигурную резку. Он подходит для листового проката толщиной до 300 мм, но для разделки таких заготовок их необходимо предварительно нагревать до +300…500 °С. Есть еще несколько ограничений. Так, если температура плавления металла ниже +1200…1300 °С, а температура плавления его оксидов выше этого показателя (к таким металлам относятся, например, алюминий или медь), то газокислородную резку использовать не стоит.

Такой метод удобен для разделки нелегированных или низколегированных сталей. Повышенное содержание легирующих элементов в металле (вольфрама, кремния, марганца, никеля или хрома) заметно затрудняет резку. В этом случае необходимо использовать флюсы, которые повышают текучесть оксидов металла и облегчают их выдувание из зоны реза.

Резка металла

С помощью газокислородной резки можно работать с толстолистовым прокатом

Особенности плазменной резки металлов

При применении плазменной резки металлов разделку материала выполняют струей ионизированного газа, нагретого до +15 000…30 000 °С. С помощью электрического поля плазма разгоняется до 1 500 м/с. Настолько высокие показатели температуры и скорости позволяют работать практически с любыми металлами, включая цветные, легированные и высокоуглеродистые.

Читайте так же:
Станок для переработки шин в крошку

Если необходимо резать черные металлы, то в качестве основы для создания плазмы используют кислород. Для разделки цветных металлов и сплавов применяют азот, водород или аргон. Оптимальная толщина листового проката из углеродистых сталей – до 60 мм. В этом случае скорость резки максимальная. Наибольшая толщина проката из углеродистых сталей, который можно резать плазменным способом – 100 мм, из нержавеющей стали – 75 мм, из алюминия и его сплавов – 50 мм.

Основные преимущества плазменной резки – высокая скорость разделки, возможность выполнять фигурную резку, высокая точность работы (отклонение от заданных контуров детали не превышает 0,1 мм). При ее использовании полученные детали имеют чистые кромки, не требующие дополнительной обработки. Единственное ограничение – толщина металла. Если она выше 100 мм, лучше использовать газокислородную резку.

Резка металла

Плазменная резка позволяет получить детали любой конфигурации

Особенности лазерной резки металлов

Лазерная резка металлов по скорости работы схожа с плазменной, но имеет ряд особенностей. При ее использовании материал разрезают с помощью лазерного луча. Он быстро нагревает металл в зоне воздействия, расплавляя и сразу испаряя его. В результате линия реза получается чистой и гладкой, но такое возможно только для тонколистовых металлов (толщиной ориентировочно до 10 мм).

Для более толстых материалов одного лазерного луча недостаточно. Линию реза нужно обдувать вспомогательным газом, чтобы выдуть частицы расплавленного металла. В качестве таких газов используют аргон, азот или кислород. Они ускоряют обработку металла и одновременно охлаждают место реза, чтобы нивелировать температурное воздействие на материал.

Лазерная резка отличается от всех остальных способов разделки металлопроката высокой точностью. При ее использовании максимальное отклонение полученных деталей от заданных контуров не превышает 0,05 мм. При этом с ее помощью можно работать только с тонким металлопрокатом: максимальная толщина латунных заготовок – 5 мм, алюминиевых или из нержавеющей стали – 10 мм, из углеродистых сталей – 16 мм.

Резка металла

Лазерная резка отличается максимальной точностью

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector