Pierwsza maszyna do cięcia laserowego została zaprojektowana przez Western Electric Research Center do wykonywania otworów w matrycach diamentowych. Jest to technika cięcia termicznego, która wykorzystuje promieniowanie wiązki laserowej do podgrzewania części i jej cięcia.
Ta technologia nie ma sobie równych pod względem szybkości i precyzji. Nic dziwnego, że niekiedy jest metaforycznie nazywana szwajcarskim scyzorykiem. Jego stopień precyzji sprawia, że laser jest bardzo przydatny w przypadku części o skomplikowanych konturach i generuje przy tym niewiele odpadów. Stosuje się go do cienkich materiałów o grubości do 25 mm, czy to plastiku, tkaniny ceramicznej czy metalu. Cięcie można wykonywać szybko i w dowolnym kierunku.
Istnieją dwa typy maszyn do cięcia laserowego, CO2 i światłowodowy, wskazany dla grubości poniżej 5 mm, ale stopniowo wygrywający ze swoim poprzednikiem.
Jeśli chodzi o maszyny do cięcia laserem światłowodowym, kluczowe jest podkreślenie skalowalności systemów generowania lasera diodowego, jednak maszyny laserowe CO2 są trudne do skalowania przy większej mocy. Maszyny światłowodowe mają zdolność wydajnego przesyłania bardzo dużych mocy bez degeneracji, podczas gdy maszyny CO2 wykorzystują lustra, które mogą spalać się z dużą mocą. To powoduje, że maszyny do cięcia laserem światłowodowym mogą wykorzystywać znacznie wyższe moce. Obecnie maszyny światłowodowe są w stanie w wielu przypadkach ciąć grubości zbliżone do grubości obsługiwanych przez technologię CO2.
Laser światłowodowy jest bardziej energooszczędny niż CO2, pochłania do 70% mniej energii elektrycznej i mniej się zużywa.
Chociaż początkowo inwestycja związana z jego nabyciem była wysoka, w ostatnich latach bardzo się to zmieniło. Istnieją producenci generatorów laserów światłowodowych, które są niemal typu „plug & play” (łatwe w instalacji), co spowodowało, że wielu producentów, którzy współpracują z innymi technologiami, zaczęło sprzedawać tanie lasery światłowodowe.
Dla klientów nabywających tę technologię jej amortyzacja jest dość szybka, gdyż na poziomie efektywności również nie ma sobie równych. Wysoka prędkość cięcia, krótki czas obróbki i precyzyjne wyniki sprawiają, że cięcie laserowe jest jednym z procesów o najniższych kosztach produkcji. Laser nie generuje również kosztów zużycia materiału czy wymiany narzędzi, a jego konserwacja nie jest wysoka.
Bardziej ekonomiczne niż poprzednie na początkowym poziomie inwestycji, cięcie strumieniem wody zostało opracowane przez profesora Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej w Kanadzie, Normana Franza, który odkrył moc cięcia strumieniem wody pod wysokim ciśnieniem.
Ta technologia jest bardziej wszechstronna niż poprzednia, gdyż może być wykorzystana w wielu różnych materiałach ze względu na fakt, że odbywa się na zimno. Jest to metoda cięcia, która nie powoduje uszkodzeń termicznych części, dzięki czemu może być stosowana w przemyśle o wysokich wymaganiach, takim jak lotnictwo czy wojsko. Może być stosowana do cięcia kamieni, materiałów budowlanych, metali, gumy, plastiku, a także żywności. Chociaż jej wykorzystanie nie jest zalecane w przypadku materiałów chłonnych, takich jak drewno, lub tam, gdzie wnikanie wilgoci może spowodować korozję.
Jest to zrównoważony i ekologiczny proces cięcia odpowiedni dla materiałów wrażliwych na ciepło. Ta technika cięcia jest stosowana w sektorach, w których zasadnicze jest, aby materiał nie podlegał jakimkolwiek modyfikacjom, np. w sektorze lotniczym lub morskim.
Kolejną jej zaletą jest to, że można ją stosować w cięciu 3D, ponieważ cięcie można wykonywać w dowolnym kierunku. Strumień wody pod bardzo wysokim ciśnieniem uderza przez dyszę w materiał w określonym obszarze z ogromną siłą, powodując erozję powierzchni. Do cięcia miękkich materiałów używa się tylko wody, natomiast w przypadku materiałów twardych konieczne jest zastosowanie roztworu ściernego, najczęściej zawierającego sproszkowany granat, który po zmieszaniu z wodą ułatwia cięcie w metalach i blachach. Rozmiar otworu dyszy będzie większy lub mniejszy w zależności od grubości. W ten sposób najmniejsze otwory są wykorzystywane do wycinania cienkich materiałów, a duże, do grubych. Jednak w przypadku materiałów o dużej grubości i dużej twardości czas konieczny do wykonania cięcia jest wysoki, co również zwiększa koszt operacji.
Chociaż jak zauważyliśmy ta technika jest tańsza, jeśli chodzi o inwestycję, pod względem konserwacji jest droższa, ponieważ wykorzystuje zużywające się części, takie jak pompy i głowice tnące. Ta technologia jest wykorzystywana w wielu sektorach, takich jak przemysł lotniczy, morski, samochodowy, tekstylny i obuwniczy, ceramiczny czy maszynowy.
Bardzo interesującą zaletą obu technologii jest to, że mają bardzo małe szerokości cięcia w porównaniu do innych (plazmy czy cięcia tlenowego), dzięki czemu mogą być stosowane do cięcia małych elementów, co jest niemożliwe dla innych maszyn.
W każdym razie nie chodzi o wybór jednej lub drugiej technologii cięcia, ale o komplementarne wykorzystanie lasera i strumienia wody oraz właściwe zdecydowanie, kiedy wskazane jest zastosowanie jednej, a kiedy drugiej. Niewątpliwie, gdy fabryka posiada obie maszyny do cięcia, ma większą przewagę konkurencyjną, ponieważ jej oferta jest bardziej elastyczna i kompletna, nie tylko pod względem grubości, ale także różnorodności ciętych materiałów.
.png)
