Благодаря высокой энергии и воздействию на материал, лазер обеспечивает наиболее эффективную обработку, что делает его наиболее простым в применении для металлических материалов. Он также является наиболее зрелым на рынке методом лазерной обработки, в основном для таких материалов, как листовой металл, углеродистая сталь, нержавеющая сталь, медь, алюминиевые сплавы и т.д. Листовой металл и углеродистая сталь чаще используются в качестве металлических каркасных деталей, например, в автомобилях, компонентах строительной техники, транспортных трубах и т.д., где требуется резка и сварка с высокой мощностью. Нержавеющая сталь широко используется в сантехнике, кухонной утвари, режущих инструментах, где требования к толщине невысоки, и для её обработки достаточно лазера средней мощности.
В Китае стремительно развивается жилищное строительство и различные инфраструктурные проекты, в которых используется большое количество строительных материалов. Например, Китай потребляет половину мирового объема цемента и является страной с самым большим потреблением стали. Строительные материалы можно считать одной из ключевых отраслей китайской экономики. Строительные материалы требуют значительной обработки, поэтому каковы области применения лазерных технологий в строительстве? В настоящее время гидравлические ножницы или шлифовальные станки в основном используются для обработки арматуры и стержней фундаментов и конструкций зданий. В настоящее время лазерные технологии чаще применяются для обработки труб, дверей и окон.
Лазерная обработка металлических труб, используемых в строительстве для водопровода, газопровода, канализации, ограждений, а также труб из оцинкованной и нержавеющей стали. В связи с требованиями к прочности и эстетичности труб в строительстве, требования к их резке также возросли. Как правило, на заводе по производству труб длина заготовки составляет 10 или даже 20 метров. В зависимости от сферы применения, трубы необходимо обрабатывать для получения деталей различной формы и размера, чтобы удовлетворить потребности различных отраслей.
Технология лазерной резки труб быстро вошла в трубную промышленность, идеально подходящая для резки всех видов металлических труб, и отличается высокой степенью автоматизации, высокой эффективностью и производительностью. Толщина металлических труб, используемых в строительстве, обычно составляет менее 3 мм, и для резки достаточно мощности лазера в 1000 Вт, а использование мощности более 3000 Вт позволяет достичь высокой скорости резки. Раньше на резку трубы из нержавеющей стали с помощью шлифовального круга уходило около 20 секунд, а лазерная резка занимает всего 2 секунды, что значительно повышает эффективность. Поэтому за последние четыре-пять лет оборудование для лазерной резки заменило множество традиционных методов механической резки ножом.
Появление технологии лазерной резки труб позволяет автоматизировать традиционные процессы распиловки, пробивки отверстий, сверления и другие операции на станке, обеспечивая резку труб, отверстий, контурную резку и резку узорчатых деталей. Для лазерной резки труб достаточно ввести необходимые параметры в компьютер, и оборудование автоматически, быстро и эффективно выполнит задачу резки. Автоматическая подача, зажим, вращение, нарезка канавок – технология подходит для круглых, квадратных, плоских труб и т.д. Лазерная резка практически полностью удовлетворяет всем требованиям к резке труб, обеспечивая эффективный режим обработки.
Двери и окна являются важной частью китайской строительной отрасли, в каждом доме необходимы двери и окна. Из-за огромного спроса на продукцию этой отрасли, а также ежегодного роста себестоимости производства, к эффективности обработки и качеству дверей и окон предъявляются более высокие требования. В производстве дверей и окон, противовзломных сеток, перил и других изделий широко используется нержавеющая сталь, в основном это стальные листы и круглые заготовки толщиной менее 2 мм. Высококачественная резка, выемка и фигурная резка листов и круглых заготовок из нержавеющей стали может быть достигнута с помощью лазерной технологии на торце изделия. В настоящее время очень удобна ручная лазерная сварка. Она используется для бесшовной сварки металлических деталей дверей и окон. При этом больше не образуются зазоры и паяные соединения, как при точечной сварке, что обеспечивает лучшее и более эстетичное качество дверей и окон.
Ежегодное потребление лазерной обработки для изготовления дверей и окон, противовзломных сеток и ограждений очень велико, и для их резки и сварки можно использовать лазеры малой и средней мощности. Однако, поскольку большинство этих изделий изготавливаются на заказ в соответствии с размерами дома и обрабатываются небольшими магазинами по установке дверей и окон или отделочными компаниями, основным методом по-прежнему остается наиболее традиционная резка шлифовальным кругом, дуговая сварка, газовая сварка и т.д. Возможности для замены традиционных технологий лазерной обработкой очень велики.
Возможности лазерной обработки неметаллических строительных материалов: неметаллические строительные материалы, в основном керамика, камень, стекло, обрабатываются в основном шлифовальными кругами и механическими ножами, полностью полагаясь на ручную работу и позиционирование. При резке образуется много пыли, мусора и шума, что представляет большой потенциальный вред для здоровья человека. В настоящее время все меньше молодых людей готовы этим заниматься. Эти три вида строительных материалов подвержены разрушению и растрескиванию. Лазерная обработка стекла получила развитие, поскольку силикатный и кварцевый состав стекла легко вступают в реакцию с лазерным лучом для достижения эффекта резки, поэтому обработка стекла является предметом многочисленных дискуссий. В то же время лазерная резка керамики и камня в настоящее время рассматривается редко и требует дальнейших исследований. Поиск оптимальной полосы пропускания и мощности лазера позволит также попробовать резать керамику и камень, добиваясь при этом меньшего количества пыли и бесшумной резки. Надеюсь, в будущем отечественные предприятия попытаются совершить прорыв в этой области.
Исследование обработки деталей с помощью лазера на строительных площадках: на строительных площадках жилых домов, автомагистралей, мостов, железных дорог и других инфраструктурных проектах необходимо укладывать большое количество материалов, и обработка заготовок с помощью лазерного оборудования часто ограничивается цехом, после чего заготовки транспортируются на место применения. Поэтому изучение возможности обработки деталей в режиме реального времени непосредственно на строительной площадке может стать важным направлением развития лазерных технологий в будущем.
Дата публикации: 14 марта 2023 г.
