Ko je govora o razrezu kovin ali drugih materialov, osrednji pripomoček tako med uveljavljenimi strokovnjaki kot tudi domačimi mojstri že nekaj časa predstavljajo laserji. Beseda “laser” je pravzaprav kratica za angleško frazo “light amplification by stimulated emission of radiation”, kar bi lahko prevedli kot”ojačitev svetlobe s spodbujanimi emisijami sevanja”. To pomeni, da je laser intenzivna svetloba, ki se ojača skozi ogledala in leče, da proizvede dovolj moči za rezanje skorajda katerega koli materiala. 

Žarek, ki zareže skozi površino kovine, proizvede laserski resonator. Gre za nepropustno stekleno cev, v kateri sta drugo proti drugemu obrnjeni dve ogledali, obenem pa se v njej nahaja mešanica CO2 in drugih plinov, kot so helij, dušik in vodik. Ko se žarek ustvari, potuje skozi napravo in se s pomočjo drugih ogledal, ki so strateško razporejena v ta namen, prebije do glave laserskega rezalnika. Ko žarek doseže lasersko rezalno glavo, potuje skozi ukrivljeno lečo, ki poveča njegovo moč in ga usmeri v eno samo točko. Glede na prilagajanje intenzivnosti in hitrosti žarka je mogoče prilagoditi tudi sam učinek laserja, tako da se lahko izvaja lasersko rezanje ali graviranje. 

V zadnjem času pa se vse bolj širi tudi uporaba najnaprednejših fiber laserjev. Te naprave trenutno predstavljajo vrhunec laserske tehnologije, pri katerih se laserski žarki generirajo v optičnih vlaknih, zato ne potrebujejo resonatorja. Fiber laser omogoča obdelavo večjega števila materialov, poleg jekla in železa denimo tudi medenino ali baker. Tudi laserski razrez aluminija, ki je precej zahteven za rezanje, je s to tehnologijo veliko lažji. Obenem so hitrejši in še natančnejši od klasičnih CO2 laserjev, zato omogočajo še učinkovitejši delovni proces in naprednejše operacije.

Zakaj se uporablja laserski razrez pločevine?

Laserji se uporabljajo v številne namene. Eden od načinov njihove uporabe je za rezanje kovinskih plošč. Na blagih jeklenih, nerjavnih jeklenih in aluminijastih ploščah je postopek laserskega rezanja izjemno natančen, hkrati pa zagotavlja odlično kakovost reza in omogoča reze v zapletenih oblikah. 

Da je beseda “LASER” pravzaprav angleška kratica za ojačanje svetlobe s spodbujanjem emisij sevanja, smo že zapisali. Toda kako luč seka skozi jekleno ploščo? Odgovor najdete v naslednjem odstavku. 

Kako deluje fiber laser?

Laserski žarek predstavlja snop svetlobe zelo visoke intenzivnosti, ene same valovne dolžine ali barve. V primeru tipičnega CO2 laserja je ta valovna dolžina v infrardečem delu svetlobnega spektra, zato je človeškemu očesu nevidna. Premer žarka je le približno 3/4 palca. Ta potuje od laserskega resonatorja, ki ustvarja žarek, skozi cev, preden se usmeri na ploščo, pa ga lahko v različnih smereh odbijejo številna ogledala ali “ovinki”. Usmerjen laserski žarek preide skozi izvrtino šobe, tik preden zadene ploščo. Skozi izvrtino šobe teče tudi stisnjen plin, na primer kisik ali dušik.

Za fokusiranje laserskega žarka lahko poskrbi posebna leča ali ukrivljeno ogledalo, sam postopek pa poteka v laserski rezalni glavi. 

Žarek mora biti natančno usmerjen, tako da sta oblika žarišča in gostota energije na tem mestu popolnoma okrogli in enakomerni ter osredotočeni v šobi. S fokusiranjem velikega žarka navzdol na eno samo točko pride do izjemno visokih temperatur. Za primerjavo si predstavljajte uporabo 

povečevalnega stekla, da bi energijo sončnih žarkov zbrali na določeni točki in zanetili ogenj. Če sedaj pomislite, da v eno samo mesto usmerite moč laserja (6kW moči), imate odgovor na uvodno vprašanje. 

Visoka gostota moči povzroči hitro segrevanje, taljenje ter delno ali popolno uparjanje materiala. Pri rezanju blagega jekla je toplota laserskega žarka dovolj, da začnemo tipičen postopek gorenja oksi-goriva, laserski plin za rezanje pa bo čistil kisik – tako kot bakla z oksi gorivom. Pri rezanju nerjavečega jekla ali aluminija laserski žarek material preprosto stopi, dušik pod visokim pritiskom pa se uporablja za pihanje staljene kovine.

Pri uporabi CNC laserskega rezalnika se laserska rezalna glava v vnaprej določeni smeri pomika čez kovinsko plošč, pri čemer odstranjuje delce te plošče. Kapacitivni sistem za nadzor višine obenem skrbi za zelo natančno razdaljo med koncem šobe in obdelovano ploščo. Ta razdalja ima pri rezanju prav poseben pomen, saj določa kraj žarišča glede na površino plošče. Kakovost reza lahko vpliva na dvig ali spuščanje žarišča tik nad površino plošče, naravnost na njeno površino ali tik pod slednjo.

Obstajajo številni parametri, ki vplivajo na kakovost reza, a če je postopek pod pravilnim in skrbnim nadzorom izkušene osebe, gre za izjemno natančen in zanesljiv postopek. 

Laserski razrez pločevine ima številne prednosti

Obstajajo tudi druge tehnologije, s katerimi se je mogoče po učinku približati laserskim rezalnikom, denimo CNC rezkanje. Zato se je smiselno vprašati, kakšne so v primerjavi z njimi laserski razrez pločevine. 

Laser je izjemno uporaben pri obdelavi materialov, ki zahtevajo rezanje z visoko natančnostjo. Takšen razrez je dobra izbira tudi zato, ker se pri razrezu uporablja laserska svetloba, ta pa ne vzpostavlja fizičnega stika z materialom, zato ni pritiska, vlečenja ali delovanja s silo, ki bi lahko deformirala material in otežila nadzor postopka. 

Laserski razrez pločevine obenem omogoča obdelovanje materiala z minimalnim vnosom toplote ter z natančnim nadzorom temperature delovne površine. To je še posebej pomembno, kadar obdelujemo majhne površine, saj se majhni deli hitro segrejejo in se sicer lahko pregrejejo, to pa lahko povzroči deformacijo obdelovanca. 

Lasersko rezanje je izredno natančno. Režemo lahko na približno 25 mikronov, kar je približno ¼ širine pramena človeških las. Zaradi izjemne natančnosti je moč močno zmanjšati minimalno količino odpadnega materiala, nastalega pri razrezu, zato je postopek tudi ekološki. 

Tehnologija laserskega rezanja omogoča izjemno natančen nadzor nad širino rezanja in močjo, s katero režemo kovino. Ker se orodje za laserski razrez ne zanaša na dotikanje orodja z obdelovancem, lahko lasersko rezanje uporabimo za izdelavo edinstvenih in zapletenih oblik, ki jih ne moremo izdelati z klasičnem CNC orodjem.

Prednosti laserskega razreza kovin:

• Uporaba laserja zagotavlja izjemno natančnost. To je ena izmed poglavitnih prednosti, saj je z laserjem mogoče izdelati tudi kose, ki zahtevajo najvišjo stopnjo natančnosti. 
• Izjemna vsestranskost – rezati je mogoče veliko različnih materialom
• Z močnejšim laserjem je moč rezati na zelo ozkem odseku materiala
• Ni tveganja za poškodbe ali upogibanje materialov
• Nizka poraba energije
• Hitrost proizvodnje je višja, saj uporaba laserja ne zahteva nobenega tradicionalnega orodja, ki bi ga bilo potrebno prilagoditi v primeru ročnega dela.
• Zaradi višje hitrosti proizvodnje se poveča tudi produktivnost
• Cena laserskega razreza je nižja v primerjavi z ceno izdelave na CNC stroju
• Združljiv je s katero koli vektorsko programsko opremo, kot je AutoCAD (DWG), Catia, SolidWorks ali Adobe Illustrator (AI).
• Ne ustvarja odvečnih odpadkov – ekologija
• Pripomore k večji varnosti pri delu – manj delavcev je izpostavljenih tveganim situacijam, saj delo prevzame stroj

Slabosti

• Debelejše materiale je težje rezati ali pa zahtevajo zelo majhne hitrosti dela.
• Materialov z večjo gostoto, kot je steklo, ni mogoče lasersko razrezati.
• Robovi katerega koli materiala, ki ga želite rezati, so zažgani. 
• Nekateri materiali, denimo plastika, lahko med postopkom ustvarjajo strupene emisije.
• Hitrost izdelave ni vedno enaka, saj je odvisna od debeline in gostote materiala.
• Nekateri laserski rezalniki porabijo veliko energije, kar povečuje proizvodne stroške.