Достоинства лазерных технологических установок, сравнение с другими методами обработки металлов

Лазерные технологические установки обладают целым рядом преимуществ перед другими способами обработки материалов, таких как:

1. Высокая производительность и качество обработки.

2. Возможность обработки тугоплавких и высокопрочных материалов с любыми физико-химическими свойствами.

3. Обработка в труднодоступных местах.

4. Возможность обработки крупногабаритных деталей.

5. Легкость управления лучом по обрабатываемой детали.

6. Отсутствие механических усилий при обработке. Локальность
воздействия лазерного луча позволяет избежать нарушения структуры и
свойств материалов.

7. Исключение любых доводочных операций.

8. Возможность производить обработку как вблизи от лазерной установки, так и в удалении от нее за счет малой расходимости лазерного луча.

9. Возможность обработки на воздухе, в вакууме, отсутствие вред­ных отходов.

10. Возможность полной автоматизации технологических процессов и существенного повышения культуры производства.

Совокупность указанных факторов определяет высокую технологич­ность, экологическую безопасность и экономическую целесообразность применения лазерных установок.

В соответствии с режимом работы лазера, условиями фокусировки излучения и возможностями изменения в широких пределах уровня плот­ности мощности излучения в зоне обработки выделяют следующие основ­ные направления применения лазеров- термическая обработка, сварка, резка и размерная обработка, включающая получение отверстий заданного размера.

Каждое из указанных направлений обуславливает определенные тре­бования к параметрам, типу лазера и режимам обработки. Термообработка и сварка осуществляются посредством локального нагрева вещества ла­зерным излучением без заметного его испарения. Наиболее эффективна точечная микросварка при использовании твердотельных лазеров им­пульсного действия. Газовые лазеры непрерывного действия получили широкое применение для шовной сварки изделий, характеризующихся большими размерами зоны обработки. Резка и размерная обработка мате­риалов обуславливает такой режим обработки материалов, при котором происходит разрушение вещества, его интенсивное испарение и удаление из зоны обработки. Размерная обработка, в частности получение отверстий с заданными параметрами, широко применяется в промышленности, на­пример, для получения микроотверстий в рубиновых камнях, в алмазных заготовках, а также в различных деталях приборов и машин.

В России для пробивки отверстий используются в основном твердо­тельные лазеры серии Квант. При скоростной резке преимущественное применение находят лазеры непрерывного действия типа МЛТ. Они также широко используются для резки и раскроя текстильных материалов, бумаги, стекла, керамики и различных пластмасс. Следует отметить, что скоро­сти лазерной резки и сварки существенно выше, чем наиболее распростра­ненной электроразрядной и плазменной резки на порядок и более. Совер­шенствование процессов лазерной резки и сварки различных материалов привело к появлению качественно новых режимов прецизионной техноло­гической обработки, при которой достигается исключительно высокое ка­чество обработанной поверхности.

Лазерная обработка успешно конкурирует с другими традиционными видами обработки такими как плазменная, электроразрядная, алмазная, электролучевая, водоструйная. Алмазная обработка хотя и обеспечивает микронную точность, но по скорости она более чем на два порядка усту­пает лазерной.

Электроннолучевая и лазерная обработка по качеству и скорости вполне сопоставимы, но электроннолучевая обработка осуществляется только в вакууме и полное время обработки значительно больше. Качество водоструйной обработки существенно уступает лазерной резке, так как необходима дополнительная механическая обработка детали. После ла­зерной резки не остается заусенцев, шлаков и окалины, не требуется шли­фовка швов и скорость лазерной резки в десять раз больше, чем водо­струйной.

Наиболее выгодно использовать лазерные установки при выполнении весьма трудоемких операций, например, при высверливании очень боль­шого количества отверстий в объемных заготовках сложной формы, где обычные методы сверления просто неприменимы. В этом случае имеется существенная экономия времени из-за отсутствия операций, связанных со сменой и перенастройкой соответствующего инструмента.