Лазерная резка и гибка металла разных видов

Лазерная резка и гибка металла являются разновидностями металлообработки, применяемыми при изготовлении разных деталей и конструктивных элементов, используемых в промышленном производстве и строительстве. Выполнение данных процессов требует профессиональных навыков и наличия специального оборудования, поэтому подобные услуги оказывают в специализированных фирмах, располагающих данными ресурсами.

Описание процессов и их особенности

При изготовлении продукции из металла используют разные виды металлообработки. Для быстрой и более точной обработки целесообразно применение современных технологий. При этом наиболее востребованными услугами являются резка и гибка листового металла.

Лазерная резка

Резка металла лазером, осуществляемая при помощи мощного излучения с минимизацией механического воздействия, необходима в случаях, когда требуется максимальная точность выполнения работ. Процесс предполагает локальный нагрев обрабатываемой поверхности лазерным лучом, в результате которого достигается плавление и испарение. Подобные работы полностью исключают непосредственный контакт инструмента с материалом.

Важно! Технология предполагает создание концентрированной энергии, при помощи которой удается получить узкие резы и отверстия с мизерной зоной термического влияния. Может использоваться для гравировки деталей.

Для разных материалов применяют различные типы лазерного оборудования, среди которых установки функционирующие в непрерывном и импульсно-периодическом режимах. Обработкой металла занимаются специализированные предприятия, имеющие в арсенале все необходимое оборудование и располагающее квалифицированными кадрами.

Гибка металла

Гибка металла является способом изменения и придания заготовке необходимой формы за счет пластичной деформации. Изгибание приводит к растяжению и сжатию элементов исходной детали, в результате чего устраняются различные дефекты — выпуклости, вогнутости и волнистость.

Важно! Метод является достойной альтернативой другим способам металлообработки, таким как сварка, плавка, резка, клепка. Он позволяет экономить исходный материал, сохранять его механическую прочность и структуру.

Существует несколько способов гибки, каждый из которых определяется типом заготовки. Самыми распространенными из них являются листовой материал, трубы и металлопрокат.

По способу обработки выделяют:

• продольную, при которой выполняется только изгибание;
• поперечную, предполагающую предварительное осаждение и вытягивание.

Для обработки металлического профиля и титановых сплавов используют профилегибочные валковые станки, позволяющие получить деталь любой конфигурации. Работу выполняют на специальных станках — прессовых, поворотных и ротационных листогибах, а металлических труб при помощи рычажных, арбалетных, роликовых или валковых трубогибов. В частности, с высокой мощностью и точностью выполняется гибка металла laser processing. Машины, используемые в компании, способны гнуть листы длиной до 4000 мм.

Преимущества и недостатки

Технологии лазерной резки и гибки имеют свои плюсы и минусы. Среди преимуществ лазерной резки можно выделить:

• высокую производительность и скорость;
• отсутствие шума и вибрации при работе;
• минимизацию непроизводительных потерь, достигаемую за счет небольшой площади сечения лазерного луча;
• хорошее качество и точность работы при изготовлении сложных деталей и декоративных элементов;
• возможность обрабатывать сплавы с разными механическими характеристиками без риска нанесения повреждений;
• способность обрабатывать хрупкий и тонкий материал;
• отсутствие потребности в дополнительной обработке полученных деталей, поскольку технология исключает вероятность неконтролируемого плавления.

Недостатками резки лазером по металлу являются:

• высокая стоимость услуги;
• невозможность выполнить обработку тонких изделий с высокой теплопроводностью;
• выделение газов при резке, обуславливающее необходимость обустраивать отдельные зоны для работы.

Основными достоинствами гибки металлических изделий и заготовок являются:

• получение высокопрочных деталей;
• возможность формировать конструкции без использования сварки и резки;
• снижение вероятности проявления коррозии;
• способность создавать цельные конструкции с наличием разносторонних гибов и углов.

Недостатками метода являются трудоемкость и сложность процесса, необходимость использования специального инструмента и высокая стоимость услуги.

Обрабатываемые материалы

Для обработки посредством лазерной резки подходит любой черный и цветной металл и сплавы, находящиеся в любом состоянии. В большинстве случаев используют:

• обычную углеродистую сталь и нержавейку;
• алюминий;
• медь;
• латунь;
• различные сплавы.

Лучше всего поддаются обработке материалы, имеющие низкую теплопроводность, так как лазерная энергия обладает способностью концентрироваться на небольшом участке.

Для обработки посредством гибки подходят стальные листы и полосы, прутки из нержавейки, медные и латунные трубы, алюминиевые и стальные профили и другие изделия из пластичного материала и его сплавов.

Способы гибки металла

Данный метод используется в случаях, когда требуется качественная обработка или изготовление изделия, которое невозможно правильно согнуть используя обычные тиски. Технология позволяет полностью исключить вероятность деформации и повреждений материала с сохранением необходимого радиуса кривизны. Существует ручная и механическая гибка металлических изделий. Выбор способа зависит от типа заготовки и особенностей технического задания, которые необходимо учитывать в процессе работы.

Ручная

Ручная гибка, производимая посредством проглаживания кромки металлической заготовки, применяется предпринимателями в кустарных мастерских и частными лицами для хозяйственных нужд.

Способы отличаются в зависимости от обрабатываемого материала:

• листового материала;
• труб;
• металлопроката.

Обработка листов небольшой ширины с маленьким сечением производится при помощи слесарных тисков. Ударная техника при этом практически не используется, что полностью исключает повреждение изделия.

Важно! В виде исключения в процессе работы могут использоваться легкие молотки и киянки. Однако такой инструмент больше подходит для рихтовочных работ, чем для гибки.

Для изгибания полнотелого металлопроката небольшого сечения могут применяться молотки весом до 1 кг с квадратным основанием и специальные оправки для придания нужной формы в местах изгиба.

Внимание! Холодный метод обработки требует соблюдения технологических норм, что предотвращает формирование трещин и излома деталей. Горячий метод больше подходит для заготовок с большим сечением при выполнении ковки.

Выполнение ручной гибки пустотелых труб является довольно сложной задачей, так как во время сгибания существует вероятность формирования складок в месте изгиба. Такое коробление недопустимо при монтаже систем водоснабжения и канализации. В неровностях со временем будут откладываться соли, находящиеся в воде.

Важно! Для правильного сгибания труб применяются специальные приемы и используются наполнители, такие как песок и канифоль.

Однако для труб диаметром до 10 мм при радиусе сгибания 50 мм и более, применение наполнителя нецелесообразно. Для нагревания обрабатываемых участков используется высокочастотный ток, газ, кузнечные горны и паяльные лампы, а также ручные листогибы, трубогибы, перфорированные плиты и приспособления для выгибания дуг и колец.

Механическая

Механическая работа осуществляется в заводских условиях и предполагает использование специального оборудования — прессовочных станков с гидравлическим или механическим приводом, кузнечного бульдозера, ротационных машин и листогибов. Обработка материала с использованием передовых технологий обеспечивает угол изгиба в пределах 0-180⁰.

На данный момент существует два способа механической гибки:

• свободный, при котором между деталью и матрицей остается пространство;
• калибровка, когда заготовка располагается к матрице вплотную.

На современном оборудовании можно работать с толстым и тонким листовым материалом, обрабатывать разные детали, получая качественные изделия нужной конфигурации.

Этапы технологических процессов

Технологический процесс лазерной резки включает несколько этапов:

• изначально пучок лазера направляется на заднюю точку обрабатываемого материала;
• достигается нагрев металла до нужной температуры, после чего начинается процесс плавления, который сопровождается формированием углубления на границе;
• следующим этапом является кипение и испарение сплава под действием лазерного излучения.

Для управления процессом, его автоматизации и упрощения, используются компьютерные технологии. Резка листового металла при помощи лазера позволяет изготавливать детали без необходимости в дальнейшей механической обработке.

Важно! Выполнение лазерной резки осуществляется методом плавления или испарения по линии реза.

Во втором случае требуется более мощное и дорогостоящее оборудование, а детали имеют ограничения по толщине. Поэтому технология испарения применяется редко.

Техпроцесс гибки металлических деталей состоит из следующих этапов:

• анализ и оценка физикохимических характеристик материала, предназначенного для обработки;
• расчет технологического процесса;
• подбор производственного оборудования;
• разработка чертежа заготовки;
• расчет переходов деформирования;
• составление проекта технологической оснастки.

На первом этапе проверяется пластичность металла и возможность получения изгиба с определенным радиусом без образования трещин и деформаций. Для заготовок с низкой пластичностью требуется выполнение отжига и дробление процесса. При необходимости исходную деталь можно заменить на заготовку с большей пластичностью или определить необходимость в проведении предварительной термообработки.

Важно! Разработка технологического процесса включает в себя расчет минимально допустимого угла гиба, радиуса гибки и угла пружинения.

Радиус гибки определяется с учетом пластичности и толщины металла и расположения его волокон. При небольшом радиусе повышается риск разрыва волокон материала и нарушения целостности готового изделия.

Обработка деталей из черных и цветных металлов может выполняться холодным и горячим способом. Для повышения пластичности видов стали, плохо подвергающихся деформации, требуется нагрев материала до красного каления. При ковке металл нагревают до белого каления, а сплавы из цветных металлов подвергаются гибке в несколько приемов.