Czy jednak wycinanie laserem tworzyw o grubości sięgającej nawet kilkadziesiąt milimetrów wciąż jest precyzyjne i opłacalne? W dzisiejszym wpisie przyglądamy się temu, jakie czynniki wpływają na maksymalną grubość cięcia, które rodzaje materiałów mogą być cięte za pomocą lasera i w jakich sytuacjach obróbka laserowa przestaje być optymalnym rozwiązaniem.

Od czego zależy maksymalna grubość cięcia laserem?

Maksymalna grubość cięcia laserem uzależniona jest od 6 kluczowych kryteriów, a mianowicie:

• Rodzaju materiału – każdy metal, tworzywo czy inny rodzaj materiału inaczej przewodzi ciepło, wymaga konkretnej mocy i inaczej zachowuje się podczas procesu, takiego jak obróbka laserem.
• Typu lasera – poszczególne rodzaje laserów dedykowane są do obróbki różnych rodzajów materiałów i tak oto, chociażby lasery CO2 są najlepszym wyborem do grubych materiałów niemetalicznych oraz tworzyw.
• Mocy lasera –im większa jest moc lasera, tym grubsze materiały można ciąć (np. laser światłowodowy o mocy 6kW może służyć do cięcia stali konstrukcyjnej o grubości nawet 30 mm).
• Zastosowanego gazu pomocniczego – gaz techniczny wspomaga proces spalania, a także chłodzi materiał i usuwa stopiony metal z linii cięcia. Dobór odpowiedniego rodzaju gazu (azotu, tlenu czy sprężonego powietrza) wpływa więc na maksymalną możliwą grubość cięcia oraz jakość krawędzi.
• Parametrów cięcia oraz jakości skupienia wiązki – na grubość cięcia wpływa też średnica plamki lasera, odległość ogniskowa soczewki, jak i prędkość cięcia. Dzięki precyzyjnej regulacji można skutecznie uniknąć przypaleń czy zniekształceń podczas cięcia grubszych materiałów.
• Oczekiwanych rezultatów – niestety nie w każdym przypadku można otrzymać idealnie gładką i równą krawędź, sytuacja ta dotyczy zwłaszcza grubszych materiałów. Wycinanie laserowe elementów dekoracyjnych (gdzie szczególnie wskazana jest dokładność i wysoka estetyka) również może okazać się nie lada wyzwaniem — tutaj maksymalna grubość praktyczna może być znacznie niższa niżeli ta techniczne możliwa.

Cięcie laserowe stali – jaką grubość da się osiągnąć?

Cięcie laserowe stali jest jedną z najczęściej stosowanych metod obróbki w przemyśle, a wszystko to z uwagi nie tylko na precyzję i jakość, jaką odznacza się ta technologia, ale też wszechstronność zastosowania.

Laser może być stosowany do cięcia:

• stali konstrukcyjnej (a więc stali czarnej oraz węglowej),
• stali nierdzewnej,
• stali narzędziowej,
• stali sprężynowej,
• stali trudnościeralnej,
• stali kwasoodpornej i żaroodpornej.

Co oczywiste, grubość stali, jaką można przeciąć metodą cięcia laserowego, jest inna dla każdego rodzaju, ale możliwości te są naprawdę imponujące. W przypadku stali konstrukcyjnej łatwo osiąga się grubości 25-30 mm, a stali nierdzewnej do 20-25 mm. Zwiększając moc lasera i poprawiając parametry, można osiągnąć wyższe wartości, jednak zazwyczaj wpływa to na jakość krawędzi i wydajność pracy.

Aluminium i metale kolorowe – ograniczenia cięcia laserem

Czy technologia cięcia laserem może być stosowana do aluminium i metali kolorowych? Jest to jak najbardziej możliwe, ale warto podkreślić, że operacja ta wiąże się z mnóstwem wyzwań. Zarówno aluminium, jak i metale kolorowe są bowiem materiałami silnie odbijającymi wiązkę laserową – spora część energii lasera zostaje więc odbita, zamiast zostać pochłonięta przez powierzchnię, a to skutecznie utrudnia precyzyjne i łatwe cięcie laserem.

Szczególnie trudnym przypadkiem jest aluminium, które dodatkowo charakteryzuje się niezwykle wysokim przewodnictwem cieplnym – właściwość ta skutkuje szybkim rozpraszaniem się ciepła i w konsekwencji koniecznością doboru idealnych parametrów pracy oraz zdecydowanie wyższej mocy lasera. Specjalnego traktowania wymaga też miedź i mosiądz, które również odbijają światło oraz ciepło. W ich przypadku konieczne jest zastosowanie powłok antyrefleksyjnych czy też systemów monitorujących odbicie wiązki chroniących optykę lasera.

Tworzywa sztuczne i drewno – granice precyzji i bezpieczeństwa

Cięcie laserem nie bez powodu cieszy się tak dużą popularnością – technika ta pozwala wykonywać nawet najbardziej nietypowe kształty. Wbrew pozorom nie jest ona jednak zawsze najlepszym, możliwym rozwiązaniem. Przykładem może być tutaj drewno oraz tworzywa sztuczne, które owszem mogą być poddane obróbce laserem CO2, jednakże wiąże się to z zagrożeniem dla bezpieczeństwa i zdrowia.

Niektóre tworzywa sztuczne (jak choćby PVC) podczas obróbki wydzielają toksyczne, szkodliwe opary, które dodatkowo mogą trwale uszkodzić optykę urządzenia. Z kolei na jakość cięcia drewna wpływa fakt, że ma ono nierównomierną strukturę, sęki oraz jest ono wilgotne.

Kiedy warto rozważyć alternatywę dla cięcia laserowego?

Usługa wycinania laserem nie zawsze jest najbardziej opłacalnym i efektywnym rozwiązaniem. Na jedną z licznie dostępnych alternatyw warto się zdecydować w przypadku bardzo grubych materiałów (np. stali, której grubość wynosi powyżej 50 mm), tworzyw trudno przewodzących ciepło, czy też bardzo dużych serii produkcyjnych charakteryzujących się niższymi wymaganiami jakościowymi.

Cięcie laserowe można zastąpić cięciem plazmowym, cięciem mechanicznym, termicznym czy cięciem wodą. Efekty są równie imponujące, a całość pozwala zachować bezpieczeństwo oraz wysoką precyzję bez szkody dla optymalizacji procesów produkcyjnych.