Dariusz Binkowski 21M	Laboratorium Laserowych Technolog Metali
Data: 24.03.1997	Temat: Cięcie Laserowe

1. Celem ćwiczenia było zapoznanie się ze sposobami cięcia laserowego różnorodnych materiałów konstrukcyjnych oraz wadami i zaletami wykorzystywanego procesu cięcia.

2. W cięciu laserowym wyróżniamy dwa podstawowe sposoby cięcia. I tak wyróżniamy cięcie:

• - cięcie z wydmuchem

• - cięcie z wypalaniem.

Wybór sposobu cięcia uzależniony jest od własności obrabianego materiału. W przypadku materiałów takich jak np.

• -drewno, stosujemy cięcie przez odparowanie w atmosferze gazów obojętnych,

• -stale nierdzewne tniemy przy zastosowaniu odparowania i wydmuchiwania przez zastosowaniu gazu obojętnego takiego jak argon lub hel,

• -stale węglowe przez wypalanie w obecności tlenu,

• -szkła i inne kruche materiały przez kontrolowane pękanie,

• -możemy wyróżnić także tak zwane ”zimne cięcie” przy zastosowaniu laserów ekscymerowych wykorzystujące fakt iż energia strumienia bliska jest energii wiązania cząsteczkowego ciętego materiału i powoduje ich rozpad.

Cięcie laserowe posiada wiele zalet w porównaniu do klasycznych metod cięcia. Głównymi zaletami jest fakt iz jest to proces:

• -bezdotykowy,

• -nie wywołujący odkształcenia materiału ciętego,

• -nie wymaga mocnego mocowania przedmiotu,

• -szczelina cięcia jest mała (małe straty materiału),

• -dużo lepsza jakość obrobionej powierzchni,

• -szczelina cięcia jest prostopadła do powierzchni materiału,

• -mała strefa wpływu ciepła,

• -brak kosztów związanych ze zużyciem narzędzi,

• -łatwość automatyzacji,

• -duża elastyczność produkcji,

• -praktycznie brak ograniczeń co do ciętych materiałów

Problemy wyniknąć z :

• -cięciem materiałów o dużej refleksyjności,

• -koszt inwestycyjny związany z zakupem lasera jak i jego oprzyrządowania,

• -ograniczenia co do grubości ciętego przedmiotu (zależnie od mocy ) od 10 do 20 mm.

Przeprowadziliśmy próby cięcia dla różnych materiałów, wyniki zestawiliśmy w tabeli poniżej:

Materiał	Moc Lasera [kW]	Częstotliwość impulsu [kHz]	Rodzaj gazu, ciśnienie	Prędkość cięcia [mm/min]
St3 x3	0.9	10	100 kPa 02	2000
St3 x5	1	10	90 kPa 02	1400
St3 x8	1.1	10	80 kPa 02	950
Ceramika	0.9	10	02	2000
1H18N9T x4	0.75	0.2	300 kPa 02	500
Drewno jesion 22 mm	1	10	150 kPa 02	1400

Zaobserwowaliśmy różnice pomiędzy zadanymi a rzeczywistymi wymiarami wycinanego przedmiotu. I tak odpowiednio

	a	h	D
wymiary nominalne	110	70	20
wymiary rzeczywiste	110,1	69,75	20,1

3. Wnioski:

Cięcie wykorzystujące wiązkę lasera w dzisiejszych czasach jest chyba najbardziej doskonałe zarówno pod względem technologicznym jak i otrzymywanego efektu. Wszystko to jednak wymaga dość dużych nakładów ekonomicznych na sprzęt oraz na wykwalifikowaną obsługę, sam proces jest całkowicie zautomatyzowany. Kluczowym pozostaje fakt umiejętnego dobrania samych parametrów cięcia, co ma całkowity wpływ na jakość uzyskanego produktu.

Wynikające różnice pomiędzy teoretycznymi a rzeczywistymi parametrami cięcia mogą być spowodowane niedoskonałościami mechanizmu prowadzącego materiał (istniejące luzy i bezwładność). Zły dobór parametrów skrawania powoduje niepełne usunięcie tlenków (co sprzyja powstawaniu zadziorów tzn. pogarsza jakość powierzchni).

---