Топ-10 материалов, совместимых с лазерной резкой, и предельные значения толщины.

Демонстрация лазерной резки

Материалы для лазерной резки — это все материалы, которые можно разрезать с помощью сфокусированного лазерного луча. Процесс включает в себя сжигание, плавление и испарение тонких участков материала. Наиболее распространенными материалами для лазерной резки являются древесина, но возможности лазерной резки шире, включая органические материалы, такие как кожа, текстиль, а также позволяет получать точные разрезы на таких материалах, как сталь, алюминий и композиты. 

Компания Boda Tech использует передовые технологии лазерной резки, позволяющие получать чистые, без заусенцев, срезы и кромки деталей из листового металла. В нашем распоряжении широкий спектр волоконно-оптических, CO2- и плазменных станков, обеспечивающих крупносерийное производство деталей с помощью лазерной резки.

Что представляют собой материалы для лазерной резки?

Термин «материалы для лазерной резки» описывает материалы, которые можно обрабатывать лазером с помощью точных операций резки или формовки. К материалам для лазерной резки относятся: лазерная резка акрила, лазерная резка PEEKа также металлические материалы для лазерной резки, включая нержавеющую сталь и алюминий. 

Выбор типа лазера для резки зависит от тепловых свойств материала, поскольку для неметаллических материалов требуются CO2-лазеры, тогда как для металлов обычно используются волоконные лазеры. Диодные лазеры редко подходят для резки; они в основном используются для маломощной гравировки на определенных материалах. 

Процесс резки создает чистые кромки за счет испарения или плавления материала, что зависит от мощности лазера и настроек скорости. Для этого процесса необходима надлежащая вентиляция, поскольку некоторые материалы выделяют токсичные пары и хлор, которые могут быть опасны для рабочих. Различные материалы используются в производстве и в проектах для самостоятельного использования из-за своих уникальных характеристик.

Какие материалы можно резать лазером?

Выбор материала для лазерной резки требует оценки толщины и состава, а также планируемого использования, чтобы добиться точных результатов с оптимальной эффективностью. Различные материалы по-разному реагируют на различные типы лазеров, поскольку органические материалы, а также пластмассы, композиты и металлы имеют свои преимущества и ограничения.

Органические материалы

Органические материалы природного происхождения хорошо подходят для лазерная резка Благодаря низкой температуре плавления и гладкой режущей кромке, липа — отличный выбор для лазерной резки, поскольку она сохраняет равномерную плотность, что обеспечивает стабильные результаты. Толщина 3 мм листов липовой фанеры делает их идеальными для детальной гравировки и резки, так как они устойчивы к деформации при использовании низких мощностей. Темный цвет листов ореховой фанеры делает их подходящими для дизайнерских проектов, но пользователям необходимо регулировать скорость резки, чтобы предотвратить пригорание кромки.

Кожа, как органический материал, хорошо поддается лазерной резке, поскольку позволяет создавать точные изображения без повреждения кромок. Сочетание бумаги и картона обеспечивает быстрое прототипирование, так как лазерная резка картона позволяет создавать сложные изображения с высокой скоростью. Процесс резки пеноматериалов низкой плотности остается простым, но требует надлежащей вентиляции для контроля образования дыма. Сочетание массива дерева, фанеры и текстильных материалов, включая хлопок и шелк, позволяет выполнять гравировку и резку, но необходимо соблюдать осторожность из-за опасности возгорания. Наилучшие результаты для этих материалов достигаются при использовании CO2-лазеров вместо диодных, поскольку диодные лазеры не обладают достаточной мощностью для резки толстых материалов.

Пластмассы и композитные материалы для лазерной резки

Благодаря чистым свойствам плавления и испарения пластмасс и композитных материалов, они подходят для лазерной резки, поскольку позволяют создавать гладкие кромки. Требования к мощности лазера для ПММА или плексигласа умеренные, так как он обеспечивает идеально ровные срезы, отполированные пламенем. CO2-лазер позволяет с высокой точностью резать тонкие листы толщиной до 1/4 дюйма.

Процесс резки нейлона, полиэтилена высокой плотности и полипропилена работает хорошо, но для толстых материалов требуется несколько проходов, чтобы предотвратить их деформацию. Структурные свойства МДФ и ацетальных композитов обусловлены их равномерной плотностью, что позволяет выполнять точную гравировку. 

При резке ПВХ-материалов выделяются опасные хлорные газы, которые повреждают оборудование и создают токсичные пары, представляющие опасность для здоровья человека. Резать ПВХ лазерными резаками не следует. В процессе резки пенополистирола образуются пары стирола, поэтому необходимы надлежащие системы вентиляции.

Скорость и мощность лазерных резаков определяют обрабатываемый материал: низкая мощность защищает чувствительные к теплу композиты от плавления, а высокая мощность обеспечивает сквозную резку плотных материалов. Широкий спектр применения пластмасс включает в себя как производство вывесок, так и разработку прототипов.

Металлы как материалы для лазерной резки

Высокая отражательная способность и теплопроводность металлов, особенно в лазерная резка титана) Лазерная резка материалов, требующих лазерной обработки, затрудняет их резку, поэтому для эффективной обработки таких материалов необходимы волоконные лазеры. Сочетание азота в качестве вспомогательного газа с нержавеющей сталью позволяет получать чистые разрезы материалов толщиной до 1 дюйма при высоких уровнях мощности.

Лазерная резка алюминия Для резки латуни и меди необходимы сфокусированные лучи из-за их малого веса и проводящих свойств, предотвращающих образование шлака. Отражательная способность латуни и меди требует специальных параметров резки с использованием волоконных лазеров для точных операций. Процесс резки углеродистой стали ускоряется при использовании кислорода в качестве вспомогательного газа.

В любительских целях тонкие металлические листы иногда можно разрезать с помощью маломощных волоконных или диодных лазеров, но в промышленном применении волоконные лазеры требуются почти всегда. Этот процесс требует безопасного обращения с нагретыми обломками и надлежащей установки вытяжных систем для удаления образующихся испарений.

Какие материалы используются для лазерной резки и какой лазер следует применять?

Список 10 лучших материалов для лазерной резки

1. Акрил (ПММА)

Резка акрилового листа

Акриловый материал, известный как ПММА, позволяет получать идеальные результаты лазерной резки с прозрачными кромками, не требующими дополнительной обработки. Процесс резки акрила с использованием CO2-лазеров осуществляется со скоростью 4-8 мм/с с высокой выходной мощностью для эффективной резки, а также с использованием маломощного (40 Вт диодного) лазера для детальной гравировки изображений толщиной до 15 мм. Температура плавления материала составляет 160°C, что обеспечивает плавную резку листов толщиной до 1 дюйма при использовании литого акрила вместо экструдированного, предотвращая растрескивание. 

Различные варианты плексигласа предоставляют дизайнерам множество возможностей для создания вывесок, моделей и ювелирных изделий. Процесс резки толстых материалов требует многократных проходов при мощности 75-100% с сохранением фокусировки и подачей воздуха для предотвращения образования пузырьков. Материал требует вентиляции для контроля испарений, что обеспечивает идеальные результаты для проектов, требующих высокой оптической прозрачности.

2. Фанера

Лазерная гравировка по дереву

Процесс лазерной резки основан на использовании фанеры в качестве основного материала, поскольку листы липовой фанеры обеспечивают гладкие поверхности для выполнения точных операций. CO2-лазер эффективно режет листы ореховой фанеры при мощности диода 10 Вт, интенсивности 75% и двух проходах для толщины 3 мм. Скорость резки фанеры низкой плотности увеличивается, но она склонна к пригоранию во время работы; поэтому замачивание в воде комнатной температуры помогает минимизировать этот эффект. 

Этот материал хорошо подходит для прототипов мебели и архитектурных моделей, поскольку гравировка со скоростью 1000 мм/с создает текстурные эффекты. Материал необходимо зажимать, чтобы предотвратить деформацию, и при этом поддерживать правильное фокусное расстояние для достижения равномерной глубины до 1/4 дюйма. При выборе материала следует избегать фанеры с высоким содержанием смол, поскольку она производит чрезмерное количество дыма, но при этом обеспечивает гибкость при создании сложных конструкций своими руками.

3. МДФ (древесноволокнистая плита средней плотности).

Лазерный резак в действии

МДФ обеспечивает превосходные условия для лазерной гравировки, поскольку его равномерная плотность позволяет получать однородные тона без помех от текстуры древесины. Для резки МДФ толщиной 3-6 мм за одну операцию CO2-лазерной системе требуется мощность не менее 40 Вт. Однако содержание смолы в материале приводит к образованию дыма, что требует использования вытяжных систем и акриловых решетчатых столов.

Для МДФ-материалов лучше всего использовать материалы премиум-класса или двойной очистки, чтобы предотвратить воздействие токсичных веществ во время работы. Диодный лазер обеспечивает высококонтрастную гравировку, но для резки тонких листов требуется несколько проходов. Материал требует высокой скорости обработки (два прохода при умеренной мощности), чтобы предотвратить обугливание при изготовлении моделей и вывесок. Для работы станка необходима надлежащая вентиляция для удаления паров формальдегида, а пользователи должны регулярно проводить очистку после каждого использования.

4. Нержавеющая сталь

Волоконный лазер для резки металла

Для резки нержавеющей стали необходимы волоконные лазеры, поскольку они обеспечивают точную резку и сохраняют коррозионную стойкость после финишной обработки. Для резки материалов толщиной 4 мм с использованием азота требуется мощность 1 кВт и более, что предотвращает образование шлака и останавливает окисление. Процесс гравировки для нанесения серийных номеров требует регулировки скорости для минимизации зон термического воздействия (ЗТВ), которые остаются незакаленными в стали марки 304.

Для изготовления промышленных деталей необходимо использовать аргон для обеспечения высокого качества кромок, однако CO2-лазеры демонстрируют ограниченные возможности. Процесс включает в себя установку фокусного расстояния для проникновения на 80%, после чего необходимо разрушить оставшийся материал.

5. Алюминий

Лазерная резка алюминия

Скорость обработки волоконными лазерами достигает толщины 1/4 дюйма, поскольку алюминий имеет низкую температуру плавления. Процесс гравировки на анодированных материалах становится более заметным при использовании систем высокого давления и газовой поддержки с азотом или кислородом для удаления расплавленного материала и предотвращения образования шлака. Выбор материала для аэрокосмических деталей требует регулировки мощности и скорости в зависимости от толщины материала, начиная с фокусировки на 80% резания, а затем на разрушение. Короткая длина волны помогает снизить отражательную способность, а поддержание инертной газовой среды защищает от окисления.

6. Кожа

лазерная резка кожи

CO2-лазеры мощностью более 40 Вт для резки натуральной кожи растительного дубления (толщиной 2 мм) требуют 75% мощности, что позволяет резать кожаные материалы без расслоения и создавать детализированную гравировку за один проход. Глубина резки составляет 85%, в то время как диодные лазеры могут резать до 1/4 дюйма, но при этом обугливают кромки.

Для обработки материала требуются низкие значения мощности (3000 мм/с при 90%), чтобы предотвратить его пригорание, а системы вентиляции обеспечивают отвод масла и запахов. Материал необходимо держать ровно и надежно, так как любое движение испортит резку. Этот материал лучше всего подходит для изготовления браслетов на заказ.

7. Картон

Лазерная резка картона

Системы лазерной резки CO2 позволяют легко резать картон для создания прототипов толщиной до 3 мм. Для этого процесса требуются низкие значения мощности и активная подача воздуха для минимизации риска возгорания. Резку картона в помещении без надлежащей вытяжной и противопожарной системы никогда не следует производить. Этот материал хорошо подходит для упаковки, а преобразование STL в SVG позволяет создавать скульптуры, а многослойность помогает конструировать сложные конструкции. Процесс резки диодными лазерами занимает больше времени, чем с CO2-лазерами, и для работы по-прежнему необходимы системы дымоудаления.

8. Текстиль

лазерная резка ткани

CO2-лазеры с высокой точностью разрезают хлопчатобумажные, полиэстеровые и шелковые ткани, одновременно запаивая края, чтобы предотвратить их распускание. Процесс гравировки создает узоры, а настройки скорости определяют степень плавления, что требует предварительного тестирования обрезков материала и отключения подачи воздуха для определенных типов тканей. Материал хорошо подходит для применения в моде, если его закрепить грузами после надлежащей очистки и глажки.

9. Ацеталь

Точная резка ацетала (ПОМ) с помощью CO2-лазеров возможна благодаря тому, что этот материал сохраняет свою форму и обладает низкими фрикционными свойствами. Экструдированные формы этого материала склонны к деформации в процессе обработки, но хорошо подходят для создания механических деталей с гладкими кромками. Предел прочности на растяжение этого материала составляет от 60 до 90 МПа, он пригоден для вторичной переработки и требует термопластичной формы. Для гравировки этого материала требуются специальные настройки маркировки, что делает его подходящим для изготовления корпусов.

10. Стакан

Фрезерный станок с ЧПУ для резки стекла

Гравировка стекла с помощью CO2-лазеров обычно выполняется с использованием низкой мощности и влажной бумаги или маскирующего слоя, часто с установкой в ​​файле проекта значения черного цвета на 70–100%. Процесс резки имеет ограничения, но нанесение краски позволяет использовать диодное травление с последующими настройками мощности от 30 до 100 Вт для создания матовых поверхностей без разрушения, а также для достижения эффектов матричного эффекта в оттенках серого при очистке раствором. Для обработки изогнутых объектов становится необходимым использование вращающихся инструментов, а защитные очки предохраняют пользователей от осколков стекла.

Рекомендации по уходу за лазерным резаком для различных материалов.

• Процесс ухода за деревянными и фанерными поверхностями включает еженедельную очистку изопропиловым спиртом для удаления смолы, а также вакуумную чистку поверхности после использования, ежемесячную смазку направляющих и проверку воздушных фильтров на наличие нагара каждые две недели.
• После каждой сессии необходимо осматривать выхлопные фильтры, чтобы предотвратить попадание паров внутрь, при этом следует избегать использования материалов из ПВХ, поскольку они вызывают коррозию; системы охлаждения необходимо промывать дистиллированной водой каждые несколько недель, а зеркала заднего вида необходимо выравнивать ежемесячно.
• Для обслуживания металлических компонентов из нержавеющей стали и алюминия требуется очистка сопел после резки для удаления брызг, использование деионизированной воды в чиллерах, а также регулярные проверки газовых систем на чистоту азота/кислорода и плановая калибровка фокусировки и выходной мощности.
• Для обслуживания оборудования из кожи и текстиля требуется вакуумная очистка от ворса на станине и частая чистка воздушного фильтра из-за скопления масла, обучение оператора и точная регулировка уровня станины.
• Рабочая среда требует надлежащей вентиляции для удаления дыма и токсичных веществ, пользователям следует ежемесячно заменять фильтры, поддерживать чистоту рабочего места и избегать работы в помещениях без вытяжных систем.
• Для минимизации поломок оборудования необходимо ежедневно проводить осмотр электрических частей, техническое обслуживание газовой системы, проверку уровня деионизированной воды в чиллерах, а также обучение операторов работе с оборудованием по соответствующим темам.

Услуги лазерной резки

Пролеантех Компания предоставляет услуги лазерной гравировки и лазерной резки металлов, композитных материалов и высокоэффективных пластмасс. 

Основные преимущества работы с Boda:

• Более короткие сроки выполнения заказа
• Онлайн-расчет стоимости лазерной резки 24/7
• Дополнительная поддержка DFM
• Поддержка от создания прототипов до крупносерийного производства.

Запросить бесплатная цитата Cегодня!

Заключение 

Правильный выбор материалов для лазерной резки в сочетании с надлежащими настройками лазера позволяет инженерам добиваться оптимальных результатов при работе с материалами, пригодными для лазерной резки. Выбор подходящих типов лазеров и настроек с учетом совместимости материалов приводит к превосходным результатам в инженерных и проектных задачах. Использование протоколов безопасности помогает защитить пользователей от воздействия токсичных газов во время операций лазерной резки.

FAQ

Какие материалы может резать лазер?

Лазеры используются для резки древесины и акрила, а также металлов, кожи, бумаги, пенопласта и текстиля, в зависимости от типа лазера и выходной мощности.

Какие материалы может резать лазерный резак?

Процесс лазерной резки подходит для обработки массива древесины и фанеры, а также акриловых пластиков и композитных материалов МДФ, и некоторых металлических материалов при использовании соответствующих лазеров.

Какие материалы можно резать лазером?

К материалам, хорошо подходящим для лазерной резки, относятся акрил для получения гладких кромок, фанера для изготовления конструктивных элементов, кожа для создания гибких конструкций и нержавеющая сталь для изготовления долговечных деталей.

Какие материалы режет лазерный резак?

Лазерный резак работает с листами липовой фанеры, фанерой, пластиком без ПВХ, металлами с использованием волоконных лазеров, а также с тканевыми материалами с герметичными кромками.

Какие материалы используются для лазерной резки?

В качестве стандартных материалов для лазерной резки используются листы ореховой фанеры для улучшения внешнего вида, картон для тестирования, стекло для гравировки и алюминий для операций с малым весом.