Лазерно рязане

Дефиниция на процеса и принцип на работа

Лазерното рязане е термичен безконтактен процес за разкрой на материали, при който източник на енергия е висококонцентриран кохерентен, монохроматичен и колимиран светлинен лъч. Самият термин „ЛАЗЕР“ (LASER) е акроним от Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (Усилване на светлината чрез стимулирано излъчване на радиация). Физическият принцип на процеса се базира на фокусирането на лазерния лъч върху повърхността на обработвания материал, което води до локално повишаване на температурата над точката на топене, кипене или възпламеняване на материала.

Светлинният лъч взаимодейства с повърхността на материала, при което част от фотоните се поглъщат от свободните електрони в кристалната решетка на метала (процес, известен като инверсно спирачно излъчване или inverse bremsstrahlung). Това поглъщане води до мигновено увеличаване на кинетичната енергия на електроните и съответно на топлинната енергия на решетката. Процесът на топлопредаване се описва чрез класическото уравнение на топлопроводността при подвижен линеен източник на топлина (модел на Розентал):

Кинематика, оси и конфигурация на машината

Кинематиката на ЦПУ машините за лазерно рязане се определя от международния стандарт ISO 841, който въвежда правоъгълна Декартова координатна система. Трите основни линейни оси са организирани по следния начин:

• Ос Z: Дефинира движението по посока на оптичната ос на режещата глава (перпендикулярно на листа). Положителната посока (+Z) е нагоре, отдалечавайки главата от материала.
• Ос X: Най-дългата хоризонтална ос, описваща надлъжното движение на портала.
• Ос Y: Хоризонталната ос, описваща напречното движение на режещата глава по портала.

Конфигурациите на машините се разделят на три основни кинематични схеми: