Лазерная резка металла с ЧПУ: обзор технологии и преимуществ

Лазерная резка металла на станках с ЧПУ — это высокоточная и эффективная технология, широко применяемая в промышленности, машиностроении, строительстве и других отраслях. Благодаря автоматизации и высокой скорости обработки данный метод позволяет изготавливать детали сложной геометрии с минимальными допусками. В этой статье рассмотрим конструкцию станков, преимущества и недостатки технологии, виды брака и требования к чертежам.

Станок для лазерной резки металла с ЧПУ состоит из нескольких ключевых компонентов:

Лазерный источник. Генерирует луч высокой мощности. В зависимости от типа резки используются:

• Твердотельные лазеры (волоконные, дисковые) — подходят для тонких металлов.
• Газовые (CO₂-лазеры) — применяются для резки толстых заготовок.

Система ЧПУ (числовое программное управление). Обеспечивает точное позиционирование режущей головки по заданной траектории. Управляющая программа создается на основе CAD-чертежей.

Режущая головка. Фокусирует лазерный луч в точку диаметром 0,1–0,3 мм. Оснащена системой подачи газа (кислород, азот, воздух) для удаления расплава и защиты зоны реза.

Координатный стол. Может быть портального или консольного типа. Обеспечивает перемещение заготовки или режущей головки в трех осях (X, Y, Z).

Система охлаждения. Отводит тепло от лазерного источника, предотвращая перегрев.

Вытяжная система. Удаляет продукты горения и металлическую пыль из рабочей зоны.

Преимущества:

✅ Высокая точность (до ±0,1 мм) и минимальная ширина реза (0,1–0,5 мм).
✅ Минимальные деформации за счет локального нагрева.
✅ Автоматизация процесса — снижение влияния человеческого фактора.
✅ Возможность резки сложных контуров без дополнительной обработки.
✅ Высокая скорость по сравнению с плазменной и механической резкой.
✅ Экономия материала за счет оптимизации раскроя.

Недостатки:

❌ Высокая стоимость оборудования и обслуживания.
❌ Ограничения по толщине (обычно до 20–25 мм для стали).
❌ Зависимость от типа металла (алюминий, медь и латунь требуют более мощных лазеров).
❌ Образование окалины и грата при резке некоторых материалов.

Лазерно-кислородная резка. Используется кислород в качестве вспомогательного газа. Подходит для углеродистых сталей. Обеспечивает высокую скорость, но может оставлять окислы.

Лазерная резка с инертным газом (азот, аргон). Применяется для нержавеющей стали, алюминия и титана. Исключает окисление кромок, но требует большего расхода газа.

Плазменно-лазерная гибридная резка. Сочетает лазерный и плазменный методы, увеличивая скорость обработки толстых металлов.

Импульсная лазерная резка. Используется для тонких материалов (до 1 мм). Обеспечивает чистые кромки без перегрева.

Оплавление кромок. Возникает при слишком высокой мощности лазера или медленной скорости резки.

Образование грата (наплывов). Происходит при недостаточном давлении газа или неправильном выборе его типа.

Непропил. Связан с неправильной фокусировкой луча или износом оптики.

Деформация заготовки. Наблюдается при резке тонколистового металла без должного охлаждения.

Окалина и потемнение кромок. Характерно для кислородной резки нержавеющей стали.

Для корректной обработки чертежи должны соответствовать следующим критериям:

Формат файла:

• DWG, DXF, STEP — стандартные форматы для ЧПУ.
• PDF, AI — допустимы, но могут потребовать доработки.

Масштаб 1:1. Все размеры должны быть указаны в реальных единицах (мм).

Закрытые контуры. Линии реза не должны иметь разрывов.

Указание материала и толщины. Важно для выбора режимов резки.

Допуски и технические требования. Если необходимы особые параметры (чистота кромки, отсутствие грата), это должно быть указано в ТЗ.

Лазерная резка металла на станках с ЧПУ — это передовая технология, сочетающая высокую точность, скорость и гибкость производства. Однако для достижения оптимального результата важно правильно настраивать оборудование, выбирать режимы резки и подготавливать корректные чертежи. При соблюдении всех требований данный метод позволяет изготавливать детали с минимальными отходами и высочайшим качеством.