Mechanické, laserové a frézovacie rezanie kovov – porovnanie technológií
Mechanické aj laserové rezanie patria medzi najbežnejšie výrobné procesy v modernom priemysle. Každá metóda využíva vlastné vybavenie a má svoje výhody aj nevýhody.
Výber vhodnej technológie závisí od požiadaviek projektu, nákladov a výrobných možností.
Mechanické rezacie stroje, nástroje a proces
Mechanické rezanie využíva nástroj poháňaný motorom, ktorý tvaruje materiál do požadovaného tvaru.
Najčastejšie sa pri tom používajú sústruhy, frézy a vŕtačky. Každý z nich má svoje špecifické vlastnosti a presne určené využitie.
Sústruh
Sústruh je kovoobrábací stroj, ktorý otáča materiálom a pomocou rezných nástrojov odstraňuje prebytočný materiál.
Týmto spôsobom možno vyrábať rotačné súčiastky, vyvŕtavať diery alebo rezať závity.
Často sa používa chladiaca emulzia, ktorá reguluje teplotu, znižuje trenie a pomáha odstraňovať zvyšky triesok.
Fréza
Frézovanie je spôsob mechanického trieskového obrábania.
Rezný pohyb vykonáva rotujúca fréza, zatiaľ čo obrobok sa posúva.
Pomocou ručného alebo počítačového riadenia možno vytvárať aj zložité tvary.
Frézovacie stroje ponúkajú vysokú presnosť, flexibilitu a opakovateľnosť výroby.
Vŕtačka
Vŕtačka pomocou otáčajúceho sa vrtáka vytvára diery alebo závity v materiáli.
Rezná hlava sa pohybuje hore a dole, čo umožňuje opracovať materiál do rôznych hĺbok.
Pohyblivý stôl umožňuje posúvať obrobok v troch osiach, čím sa zvyšuje presnosť.
Laserové rezacie zariadenia a metódy
Na rozdiel od mechanického spôsobu je laserové rezanie bezkontaktné.
Využíva vysoko koncentrovaný lúč svetla, ktorý premieňa energiu na teplo a tým odoberá materiál.
Laserové stroje sú riadené počítačom, čo zaručuje mimoriadnu presnosť a opakovateľnosť.
Podľa zdroja lúča rozlišujeme dva hlavné typy laserov – CO₂ lasery a fiber (vláknové) lasery.
CO₂ laser
CO₂ laser je najbežnejší typ plynového laseru.
Používa zmes CO₂, N₂ a He, pričom vytvára infračervené žiarenie s vlnovou dĺžkou 10,6 mikrometra.
Bežne sa používa na zváranie, rezanie alebo gravírovanie kovov.
Uplatnenie má aj v medicíne a biotechnológiách.
Fiber laser
Vláknový (fiber) laser je najmodernejší typ pevnolátkového laseru.
Aktívnym prostredím je dlhé optické vlákno dopované yterbiom.
Laserový lúč je vedený priamo do reznej hlavy, čo znižuje energetické straty a zvyšuje presnosť.
Spoločnosť TRUMPF vyvíja aj diskové lasery, ktoré pracujú na podobnom princípe.
Fiber lasery sa bežne používajú na rezanie, zváranie a gravírovanie rôznych materiálov.
Okrem priemyslu nachádzajú využitie aj v medicíne.
Mechanické rezanie vs. laserové rezanie
Laserové rezanie má oproti mechanickému viacero výhod.
Je to bezkontaktný proces, ktorý minimalizuje riziko poškodenia alebo kontaminácie materiálu.
Zároveň vytvára menšiu tepelne ovplyvnenú zónu, čo znižuje riziko deformácie.
Laserové zariadenia sú síce energeticky náročnejšie a ich komponenty môžu byť drahé, no výhody jednoznačne prevažujú.
Vyššia presnosť, rýchlosť a kvalita rezu robia z laserového rezania efektívnejšiu voľbu.
Kombinácia technológií
Pri rozhodovaní medzi mechanickým a laserovým rezaním treba myslieť na to, že tieto procesy sa navzájom nevylučujú.
Mnohé moderné dielne ich kombinujú, aby dosiahli optimálny výsledok.
Mechanické rezanie sa používa na hrubé opracovanie, laserové na finálnu presnosť.
Takto sa spája tradícia s inováciou a výroba je efektívnejšia.
