Cięcie laserem – jak to wygląda w praktyce?

Wycinarka laserowa to narzędzie do wykonywania prototypów i produkcji, używane głównie przez inżynierów, projektantów i artystów do cięcia oraz wytrawiania płaskiego materiału. Na czym polega cięcie laserem? Wycinarki laserowe wykorzystują cienką, skupioną wiązkę lasera do przebijania i przecinania materiałów w celu wycinania wzorów i geometrii określonych w projekcie. Cięcie laserem, to nie wszystko – wycinarki laserowe mogą również rastrować lub wytrawiać projekty na obrabianych przedmiotach poprzez podgrzewanie powierzchni przedmiotu obrabianego, wypalając w ten sposób górną warstwę materiału, aby zmienić jego wygląd w miejscu wykonywania operacji rastrowej. Przecinarki laserowe są naprawdę przydatnymi narzędziami, jeśli chodzi o tworzenie prototypów i produkcję – są:

• używane w warsztatach mechanicznych na skalę przemysłową do cięcia dużych kawałków materiału,
• używane przez firmy sprzętowe do tworzenia tanich, szybkich prototypów,
• narzędziami używanymi przez twórców i artystów jako sprzęt do samodzielnego wytwarzania projektów cyfrowych i przekładania ich na świat fizyczny.

W dalszej części artykułu przybliżone zostaną kwestie – czym są wycinarki laserowe, co potrafią i jak z nich korzystać oraz jak przeprowadza się cięcie laserem.

Co to jest wycinarka laserowa?

Wycinarka laserowa to rodzaj maszyny sterowanej numerycznie CNC (Computer Numerical Controlled), co oznacza, że jest sterowana za pomocą komputera. Projektant może zaprojektować coś w oprogramowaniu do projektowania, a następnie wysłać to do wycinarki laserowej, aby wycięła to automatycznie, za jednym naciśnięciem przycisku. Gdy projekt jest wysyłany do wycinarki laserowej, maszyna używa wiązki lasera do cięcia lub wytrawiania materiału na specjalistycznym stole do cięcia. Zwykłe przecinarki laserowe są używane głównie do cięcia materiałów, takich jak drewno (np. cięcie sklejki laserem), niektóre tworzywa sztuczne, papier i tektura. Istnieją także bardziej wydajne przecinarki laserowe, które mogą przecinać metale i znacznie grubsze materiały. Wycinarki laserowe mogą być bardzo szybkie i mogą wyprodukować zaprojektowane części w ciągu zaledwie kilku minut. Podobnie jak drukarki 3D, wycinarki laserowe są maszynami do szybkiego prototypowania; pozwalają projektantom szybko i tanio iterować swoje projekty, zanim zaczną wytwarzać produkty na większą skalę.

Jak działają wycinarki laserowe?

Istnieje kilka różnych typów wycinarek laserowych, ale wszystkie zasadniczo wykorzystują ten sam proces użycia wykonując cięcie laserem. Laser pochodzi z rezonatora laserowego, który wysyła wiązkę intensywnego światła poprzez odbicia przez system luster do głowicy tnącej. W głowicy tnącej laser jest ogniskowany przez soczewkę i zwężany do niezwykle cienkiej, skoncentrowanej wiązki. Ta wiązka jest rzutowana w dół na materiał i może ciąć lub rastrować surowiec. Głowica tnąca jest zwykle montowana na tak zwanej bramie XY, czyli mechanicznym układzie napędzanym zwykle pasem lub łańcuchem, który pozwala na precyzyjny ruch głowicy tnącej w zadanym prostokątnym obszarze, jakim jest wielkość stołu roboczego. Suwnica pozwala głowicy lasera poruszać się w przód i w tył, do przodu i do tyłu po obrabianym przedmiocie, dzięki czemu może wykonywać precyzyjne cięcie blachy laserem. Aby cięcie laserem było efektywne, ogniskowa soczewki, w której laser jest najdelikatniejszy, musi znajdować się na powierzchni przecinanego materiału. Wszystkie wycinarki laserowe wymagają procedury ogniskowania przed wykonaniem cięcia, aby upewnić się, że cięcie laserem jest skuteczne. Różnica między różnymi typami wycinarek laserowych wynika z tego, jakie typy laserów mają maszyny. Typ lasera określa, jaki rodzaj i grubość materiału może przeciąć, ponieważ różne typy laserów mają różne zakresy mocy. Zwykle lasery o większej mocy są używane na skalę przemysłową i wykonuje się najczęściej cięcie blach laserem lub tworzyw sztucznych, podczas gdy lasery o niższej mocy są używane do szerokiej gamy cieńszych, bardziej potencjalnie łatwopalnych materiałów, takich jak papier i karton, drewno lub wykonuje się cięcie sklejki laserem.

Rodzaje wycinarek laserowych

Istnieją trzy główne typy laserów stosowanych w wycinarkach laserowych:

• lasery CO2,
• lasery światłowodowe,
• lasery neodymowe.

Chociaż wszystkie wycinarki laserowe są zbudowane bardzo podobnie i analogicznie przeprowadzają cięcie laserem, różnią się one tym, że każdy typ lasera ma określony zakres mocy, dzięki czemu każdy może być używany do cięcia materiałów o różnych typach i grubościach.

Lasery CO2

Laser jest generowany ze stymulowanych elektrycznie mieszanin gazów (głównie zawierających dwutlenek węgla). Lasery CO2 są najpowszechniejszymi typami wycinarek laserowych, ponieważ mają małą moc, są stosunkowo niedrogie, wydajne i mogą zarówno przecinać, jak i rastrować szeroką gamę materiałów: drewno, produkty na bazie papieru (cięcie laserem sklejki itp.), skóra, akryl, szkło, niektóre tworzywa sztuczne i niektóre pianki (można rastrować na anodowanych metalach)

Lasery neodymowe

Laser neodymowy jest utworzony z kryształów domieszkowanych neodymem. Lasery te mają znacznie mniejszą długość fali niż lasery CO2, co oznacza, że mają znacznie większą intensywność, dzięki czemu cięcie laserem dedykowane jest w ich przypadku do znacznie grubszych, mocniejszych materiałów (można wykonywać np. cięcie blachy laserem). Jednak ze względu na dużą moc części maszyny zużywają się i wymagają wymiany. Potrafi ciąć materiały: tworzywa sztuczne, ceramika, można także przeprowadzać cięcie metalu laserem.

Lasery światłowodowe

Te lasery są wykonane z „lasera zarodkowego”, a następnie wzmacniane za pomocą specjalnych włókien szklanych. Lasery mają podobną intensywność i długość fali jak lasery neodymowe, ale ze względu na sposób ich budowy wymagają mniej konserwacji. Są one najczęściej używane w procesach znakowania laserowego.

Cięcie laserem skomplikowanych szczegółów

Ponieważ sama wiązka lasera jest bardzo mała podczas cięcia, wycinarki laserowe mogą zwykle tworzyć bardzo drobne szczegóły, nawet podczas rastrowania. Rzaz wycinarki laserowej jest ogólnie znacznie cieńszy niż na przykład nacięcie brzeszczotu lub frezu, więc wycinarki laserowe mogą wykonywać naprawdę ładne detale. Istnieje jednak ograniczenie co do tego, jak można wykonać małe funkcje. To, że wycinarki laserowe mogą wykonywać drobne funkcje, nie oznacza, że materiał dobrze sobie z tym poradzi. Drobne cechy i szczegóły skupione w określonym miejscu sprawiają, że ciepło lasera będzie w nim przebywać przez długi czas. Powoduje to powstanie dużej ilości skoncentrowanego ciepła, które może spowodować zapalenie się lub stopienie części, zwłaszcza jeśli materiał jest łatwopalny. Zwykle dobrą zasadą jest pozostawienie co najmniej jednej ósmej cala między dwiema w przybliżeniu równoległymi liniami, które będziesz wycinać laserem, aby zapobiec uszkodzeniu części przez laser. Ponadto uważaj na tworzenie bardzo cienkich elementów w swoich projektach wykonując cięcie sklejki laserem, drewna, akrylu czy plastiku. Cieńsze elementy mają znacznie większą skłonność do pękania, tylko dlatego, że mają bardzo małe obszary przekroju, a materiały te są kruche, więc mogą łatwo pękać, jeśli zaprojektowane elementy są zbyt cienkie.

Większość materiałów, na których można przeprowadzać cięcie laserem za pomocą wycinarki laserowej, będzie dość krucha. Jednak wycinając sekcje i wzory z materiału, można je faktycznie uczynić poniekąd elastycznymi – nawet jeżeli wykonujesz cięcie metalu laserem. Te zgięcia nazywane są łukami szczelinowymi lub ruchomymi zawiasami. Zwykle wykorzystują szczelinę wycinarki laserowej do tworzenia nacięć w materiale, co zmniejsza napięcie w materiale i umożliwia jego zginanie. Nacięcia są wzorzyste wzdłuż obszaru, w którym materiał ma się zginać, a to rozluźnia materiał na tyle, aby umożliwić mu całkiem skuteczne zginanie. Aby skorzystać z elastyczności, można również zastosować inne techniki projektowania, aby utworzyć zawiasy zatrzaskowe, które utrzymują części razem.

Unihut – cięcie laserem Kraków,

Firma Unihut jest zaangażowana w produkcję wysokiej jakości produktów dla wielu branż i gałęzi przemysłu. Główna działalność firmy Unihut związana jest z komponentami części metalowych, dlatego aktywuje się w następujących branżach: przemysł medyczny, branża motoryzacyjna, przemysł lotniczy, przemysł elektroniczny, przemysł budowlany i metalowy. Oferuje między innymi usługi: cięcie metalu laserem, w tym cięcie blach laserem, a także cięcie laserem sklejki. Firma Unihut gwarantuje swoim klientom produkty wysokiej jakości, wykonane z dbałością o ich potrzeby i wymagania. Ponadto firma Unihut oferując swoje usługi zapewnia, że realizując każde zamówienie i projekt cięcie laserem cennik jest zawsze korzystny i atrakcyjny dla portfela.