Для изготовления деталей и комплектующих из меди, применяется технология лазерной резки. Этот способ разделки заготовок обеспечивает прецизионную (высокую) точность геометрии, а также качественный рез без образования брака. Особенностью резки меди является высокий коэффициент отражаемости и теплопроводности этого металла. Работа с медными заготовками выполняется только на оптико-волоконных лазерных установках с мощностью 3-6 кВт.
Технология лазерной резки меди
Обработка меди на лазерном станке выполняется посредством нагрева поверхности заготовки до температуры плавления. При этом тонкостенные (до 1 мм включительно) заготовки испаряются, а толстостенные (от 1мм до 6-8мм) плавятся. Для удаления расплава из места реза применяется газ, который подается под давлением (обеспечивается выдувание).
Выбор типа газа зависит от задачи:
- для разделки толстостенной заготовки применяют кислород, давление подачи составляет 0,15-0,6 МПа;
- для разделки меди средней толщины используется воздух с давлением подачи 1-2 МПа;
- для резки медных заготовок небольшой и средней толщины, если нужно добиться чистоты реза – азот с давлением подачи 1,5-4 МПа.
Кислород применяют для ускорения нагрева меди и ее выдувания. Дело в том, что разделка толстостенных медных заготовок для лазерного станка – задача со «звездочкой». Медь имеет высокий коэффициент теплопроводности, то есть в процессе воздействия на участок реза тепло быстро рассеивается. Кислород ускоряет нагрев.
Воздух также ускоряет нагрев, но в значительно меньшей мере. Поэтому его применяют при работе с деталями средней толщины. И кислород, и воздух являются окислителями для меди. Поэтому после их применения требуется дополнительная механическая обработка. А вот азот используют для получения чистого реза.
Особенности резки меди
Медь – это металл с высокими коэффициентами отражаемости и теплопроводности. При воздействии на медную деталь лазера с «неправильной» длинной волны, можно не получить результата. Поэтому в работе используют только оптоволоконные лазерные станки, которые генерируют луч света с длиной волны не более 1 мкм. Резка меди на газовых СО2-станках невозможна, так как поверхность заготовки будет отражать 95% лазера.
Кроме этого, повышенная теплопроводность меди способствует быстрому распределению тепла. Эта особенность сказывается при работе с толстостенными и деталями средней толщины: место воздействия полностью не плавится, возникают наплывы. При увеличении мощности станка, кромка перегревается и подгорает, деталь бракуется. Для устранения негативных факторов теплопроводности меди, применяют подачу газа под давлением.
Лазерный станок должен оборудоваться автофокусирующимися линзами. Это исключает образование наплывов, грата и прогаров на кромке медной детали, а также защищает оборудование при отражении лучей. Для начального прожига заготовки, станок комплектуется функцией высокоимпульсного прожига (пирсинга).
Оптоволоконные лазерные станки позволяют обрабатывать медные детали, толщиной от 0,5 мм до 8 мм.
Преимущества и недостатки резки меди
Достоинствами разделки меди на лазерном оборудовании являются:
- точность – на лазерном оборудовании достигаются высокие допуски по ГОСТ 25346-2013г, до 0,05мм;
- чистота обработки – применение азота и импульсных режимов оптоволоконного оборудования не требует чистовой обработки детали после резки;
- отсутствие зоны перегрева и механического контакта с заготовкой;
- изготовление технически-сложных деталей по заданному чертежу;
- минимальный остаток материала;
- высокая повторяемость получаемых деталей.
На лазерном оборудовании можно изготавливать партии изделий. Автоматизация процесса, а также комплектация станка ЧПУ и датчиками, позволяют на выходе получать идентичные детали с точностью до 0,03-0,05мм.
Недостатками обработки меди на лазерном станке является высокая себестоимость работы. Если заказчику нужно изготовить партию деталей с ограничениями по качеству, требуется использование чистого азота (до 99,995%). Этот газ является дорогостоящим, поэтому для заказов на партии деталей лучше применять другие способы.
Какие изделия можно обрабатывать
Для работы на оптоволоконных лазерах подойдет листовой и профилированный металл. При комплектовании станка специальными зажимными патронами, можно обрабатывать трубы круглые, квадратные, другого профиля, а также прутки.
Максимальная толщина при работе с медными заготовками зависит от требуемого качества и составляет:
- 1-3 мм – при чистовой резке, не требует дополнительной обработки;
- 3-6 мм – разделка листового металла с последующей финишной обработкой места реза;
- 6-8 мм – резка листовой меди без предъявления требований к качеству шва.
Чем толще металл, тем больше вероятность образования участков перегрева, грата, окалины, а также окисления после воздействия кислорода.
При разделке медных заготовок, станки оборудуются оптическим резонатором. Данная технология выдает импульсный поток света, обеспечивая высокую скорость прохода без перегрева кромки.
От чего зависит цена лазерной резки меди
Стоимость разделки медных заготовок на лазерных станках зависит от длинны детали. Чем длиннее проходка, тем больше времени и ресурсов нужно. Но длина реза – не главный фактор цены. Также на стоимость влияет:
- толщина листа или профиля;
- геометрическая сложность детали;
- количество отверстий и их размер;
- криволинейность реза;
- необходимая точность разделки;
- количество одинаковых деталей в заказе.
Если заготовка имеет геометрически-сложную форму (много кривых линий, мелких отверстий), станку понадобиться больше времени на работу. Кроме этого, влияет качество кромки: если надо получить чистый рез, применяется дорогостоящий азот. Также, для изготовления партии деталей, оператору нужно один раз настроить станок, и далее программа выполнит разделку. А вот если каждая деталь имеет индивидуальные параметры, то за каждую настройку придутся доплатить.
Компания «Аурис 3D» оказывает услуги резки металлов на лазерном оборудовании. Работаем с медью, алюминием, сталью (нержавейкой, углеродистой), латунью. Наше производство оснащено оптоволоконными станками Mitsubishi Electric ML3015eX-F60 и Mazak OPTIPLEX 3015 FIBER. Оборудование имеет автофокус, двухконтурную систему охлаждения, а также технологии высокоимпульсного прожига. На все оказываемые услуги предоставляем гарантии.
