Лазерные технологии в машиностроении

На сегодняшний день лазерные технологии применяются практически во всех сферах человеческой деятельности. Чаще всего лазеры используются в машиностроительной отрасли.

 

 

Резка

Основной процесс, который используется в машиностроении – это резка металла любыми способами. Раньше с этой целью в основном применяли различные пилы, ножницы и фрезерные станки. Но все они были не очень эффективны. На смену старых способов резки пришли новые, такие как плазменная и газовая резка.

Но и у них были недостатки, такие как небольшая точность и сильное термовоздействие на металл. Электроэрозионная резка, наоборот, очень точна и позволяет вырезать деталь любой даже самой сложной формы. Ее недостатком является плохая производительность и сложности в самой технологии.

У лазерной резки все эти недочеты практически отсутствуют. При помощи нее можно сконцентрировать энергию, позволив ей разрезать любой металл, либо сплав, какими бы свойствами он не обладал. Рез получается узкий, а термовлияние очень мало. Отсутствует также механическое воздействие и деформации, которые если и бывают, то незначительные.

Но главное преимущество этого типа резки состоит в возможности полностью контролировать процесс. Если нужно начать производить нечто новое, то не придется изготавливать для этого новую оснастку для наладки линии. Это экономит время и снижает себестоимость готовой продукции.

Лазер часто используется для получения отверстий. Его эффективность проявляется сильнее, если использовать его для получения отверстия под углом.

Резку в основном осуществляют посредством газовых СО2 и твердотельных лазеров, которые могут работать в непрерывном или импульсном режиме. Конечно, такое оборудование стоит очень дорого, но высокая цена компенсируется высокой производительностью, точностью, легкостью изменения параметров резки и возможностью использовать ее там, где не подойдут или будет малоэффективны другие способы.

 

Сварка

Сварка – это еще одно важное направление в машиностроении, при котором применяется лазер. Сварка лазером позволяет получить тонкий шов, как при других ее видах.

Осуществляют ее на воздухе или в среде защитных газов, таких как аргон или СО2. для этого вида сварки не нужен вакуум, поэтому способ отлично подходит для работы над очень крупными объектами.

Лучом лазера очень легко управлять, он хорошо поддается регулировке. Его можно направить в труднодоступные места. На него не оказывают влияние магнитные поля, поэтому шов получается ровным без прерываний.

Так как энергия концентрируется в одном месте, то термическое воздействие оказывается на небольшой участок, нагрев происходит быстро так же, как и остывание. Швы получаются очень прочными, а деформация незначительна. Если применить лазер при сварке карданного вала авто с вилкой, то срок ее службы утроится. Ведь при этом отсутствует деформация, которая приводит к быстрому износу.

 

Обработка поверхности

Лазерные технологии в машиностроении применяются также при обработке поверхностей. Благодаря высокой плотности и мощности излучения поверхность обрабатывается намного лучше, чем во время использования классических методов.

Это локальный метод термообработки, где применяются очень концентрированные источники для нагрева. При этом нагревается только сама поверхность, глубинные слои остаются нетронутыми. Таким образом, удается избежать коробления металла.

Есть возможность выбрать нужный режим, чтобы добиться большей твердости, износостойкости или шероховатости. Лазером можно обрабатывать изделия невысокой прочности с тонкими стенками, и они не повредятся, ведь механическое воздействие при этом отсутствует.

При помощи лазера изделию можно придать нужный цвет. Для этого на поверхность вначале наносят краску, а затем обрабатывают ее лазером, чтобы закрепить пигмент.

 

Плавка

Для такой операции, как плавка, теперь применяют только лазер. Другие методы отошли в сторону.

Также применяется и закалка лазером. Она значительно увеличивает износостойкость изделия, даже если оно постоянно подвергается трению.

 

Гравировка

При гравировке лазером, воздействие оказывается на металлическую поверхность. Так как это очень точный метод, то его используют даже для изображения очень сложных рисунков. При этом функция построчного нанесения гравировки позволит изобразить рисунок с полутонами, заливкой или даже фото. Управление полностью подчинено компьютеру.

Изображения, которые были нанесены при помощи лазера, невозможно смыть или затереть, так как они изготовлены из металла, из которого состоит само изделие.

Гравировку лазером используют не только на металле, но и на прочих материалах, таких как камень, резина или пластик.  

Форма изделий для гравировки также может быть разной. При помощи станков с поворотной осью рисунок можно нанести на елочный шарик или сферу.