TPT January 2011

The situation is different for thin sheet metal, which is processed at a generally higher feed rate and develops a flat cutting front. "But with increasing sheet thickness, the maximum achievable cutting speed drops, resulting in a steeper cutting front," explained Mr Szelagowski. Conversely, this cutting front feature, in conjunction with the high melting temperature, produces a constant high absorption rate in the CO2 laser beam in thick sheet metal. The molten material is homogenously low-viscosity across the sheet to the bottom edge and ─ despite its high volume ─ it can be driven out of the groove, improving the cutting quality. This explains the different areas of application for these two laser technologies. "Solid-state lasers show considerable advantages for stainless steel sheet thicknesses up to 4mm. Compared to the CO2 laser, they cut faster and are therefore more efficient and productive with the same high cutting quality," concluded Mr Szelagowski. With the CO2 laser, in contrast, a broad material and sheet thickness range can be processed with very high quality cutting results. In order to obtain optimum benefit from the high productivity of the solid-state laser, the machine dynamics have to be in line with the laser's performance capacity. "On top of that, users should be aware that a 700 hp engine does not turn a compact car into a Formula 1 race car," said Mr Szelagowski. TRUMPF offers a broad range of systems with fiber-guided solid-state lasers for 2D and 3D laser cutting ranging from combination punching and laser cutting machines to welding cells with robot technology. The laser beam in the solid-state laser is directed to the machine through a laser light cable and can be used for multiple machines. This laser network makes it possible to make the best use of the laser source and thereby keep investment costs down. This year, TRUMPF has introduced two new machines with solid-state laser technology. The new flatbed cutting machine, the TruLaser 5030 fiber, utilizes the advantages of the fiber-guided solid-state laser, and thanks to its high dynamics, reaches very high cutting speeds in the thin sheet range. For fusion cutting, the machine achieves a feed speed up to three times faster than the CO2 model, depending on the material thickness to be processed. The new TruLaser Cell 7040 fiber provides a system for 3D sheet processing with a TruDisk disk laser. The TruLaser Cell 7040 fiber with a working range of 4 x 1.5m is the largest model in the TruLaser Cell Series 7000. Лазерная резка Лазер на CO 2 или твердотельный лазер? Многие задают этот вопрос, когда принимают решение о переходе на резку лазером. «Выбор источника лазера зависит от области его применения», - объясняет д- р Арнд Желяговски из компании TRUMPF Laser- und Systemtechnik, Дитцинген, Германия. Он выступал недавно на конгрессе Германского общества инженеров-сварщиков в Нюрнберге. В своей презентации «Лазерная резка сегодня и завтра. Современные разработки и тенденции в технологии лазерной резки» д-р Желяговски, касаясь этого вопроса, отметил, что в зависимости от толщины материала лазер на СО 2 лучше в одних случаях, а твердотельный лазер – в других случаях. Если необходимо резать листовой материал любой толщины и получать хорошее качество резки, нужно выбирать лазер на СО 2 несмотря на его несколько меньшую эффективность по сравнению с твердотельным лазером. Если нужно резать тонколистовой материал, то реальные преимущества у твердотельного лазера. Г-н Желяговски объясняет, почему это так, приводя диапазоны абсорбции обоих лазерных технологий на примере резки железа. При длине волны 1 мкм твердотельный лазер имеет очень широкий, почти постоянный уровень абсорбции при угле падения луча от 0 до 60 градусов. В диапазоне около 78 градусов отмечается четкий уровень с последующим резким снижением. С другой стороны, при длине волны 10 мкм лазер на СО 2 показывает значительный рост уровня абсорбции при более крутом угле падения (свыше 80 градусов), а поэтому и лучшее сопряжение луча с материалом. Эти эффекты оказывают непосредственное влияние на лазерную резку оплавлением (но не на пламенную резку). «В этом случае лазер играет лишь подчиненную роль. Вот почему качество и скорость резки при пламенной резке мягкой стали лазером на СО 2 и твердотельным лазером одинаковое» - добавил он. Совсем другая ситуация в случае резки тонколистового металла, которая в основном производится при большей скорости подачи с образованием плоского фронта реза. «Но с увеличением толщины листа максимально возможная скорость падает, в результате чего получается более крутой фронт реза – объясняет г-н Желяговски. – И наоборот, эта особенность фронта реза в сочетании с высокой температурой плавления при резке толстолистового металла создает постоянно высокую скорость абсорбции в луче лазера на СО 2 . Расплавленный материал имеет однородную, низкую вязкость по толщине листа до нижней кромки и (несмотря на большой объем) он может удаляться из канавки, что улучшает качество резки». Это объясняет, почему у этих лазеров разные области применения. «Твердотельный лазер имеет значительные преимущества при резке листовой нержавеющей стали толщиной до 4 мм. По сравнению с лазером на СО 2 он режет быстрее и поэтому более эффективен при том же качестве резки, - говорит в заключение г-н Желяговски. - И наоборот, с помощью лазера на СО 2 можно обрабатывать широкий ассортимент материалов различной толщины при очень высоком качестве резки.