Фигурная резка металла своими руками

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 04.10.2024

Как резать металл

Ручную резку металла можно выполнять со снятием стружки либо без неё. В зависимости от того, какого результата вы хотите добиться, можно использовать ножовку, ножницы, труборезы, кусачки, сабельные пилы и даже болгарку.

Чем можно резать металл — ножницы

Это, наверное, самый распространённый домашний инструмент для резки металла. Применяется для работы с листовой сталью в толщину до 1,2 мм. Вытянутые ручки и укороченные лезвия позволяют быстро и без особых усилий вырезать необходимые фрагменты. Существуют левые и правые ножницы. Первые используются для правшей, вторые — для левшей.

Инструменты имеют скос режущей части нижнего лезвия, бывают с прямыми и криволинейными лезвиями. Первые применяются для вырезания ровных линий. Последние нужны для вырезания отверстий и изделий сложной формы.

Ножницы обязательно должны быть хорошо заточены для работы и должны прилегать друг к другу с небольшим зазором по всей длине. Слишком маленькое расстояние приведёт к тому, что ножницы быстро выйдут из строя, а слишком большой приведёт к смятию заготовки.

Как разрезать метал в домашних условиях — ножовка

Ручная ножовка — конструкция, состоящая из рамки и ножовочного полотна. Применять такой инструмент можно для работы с различными материалами, при изготовлении почти любых заготовок. Ножовочное полотно — это закалённая тонкая пластинка с зубчиками из стали.

Чем больше заготовка, с которой вы работаете, тем массивней должны быть зубчики у ножовки.

Как резать металл

Чем можно резать металл — ножницы

Как разрезать метал в домашних условиях — ножовка

Чем больше заготовка, с которой вы работаете, тем массивней должны быть зубчики у ножовки.

Художественная или фигурная резка металла способна создавать уникальные предметы интерьера и экстерьера. Мы рассмотрим плазменную и лазерную резку.

Художественная резка металла (другое часто встречающееся название — фигурная) — это создание или нанесение на листы материала оригинальных рисунков, надписей или других изобразительных элементов. Она может быть выполнена при помощи специального оборудования, чаще всего станков, позволяющего обрабатывать прочный и твердый материал как сталь и другие металлы и сплавы. Для работы на подобном оборудовании, как правило, не требуются профессиональные навыки, достаточно внимательно изучить инструкцию и приемы обработки.

Виды художественной резки металла

Фигурная резка металла выполняется одним из четырех основных способов, в основе которых лежат следующие технологии:

лазерная;
плазменная;
гидроабразивная;
гильотинная.

Каждая из технологий имеет достоинства и недостатки. Наиболее современными и потому прогрессивными и широко используемыми считаются первые две.

Лазерная резка

При лазерной резке по металлу для обработки и раскроя материала используется мощный лазер. Чаще данная технология используется в промышленных масштабах, где лазерный луч управляется специальной компьютерной программой. В результате узконаправленного воздействия происходит быстрое нагревание, плавление, а затем испарение или выдувание материала на участке, подвергаемом резке. При этом технология позволяет получать узкий рез с крайне малой зоной воздействия на обрабатываемую поверхность.

Лазерная резка имеет ряд преимуществ:

относительно невысокий уровень затрат (по сравнению с большинством альтернативных технологий, за исключением плазменной резки) при обработке твердых сплавов;
возможность работы с хрупкими сплавами, которые легко деформируются;
безопасность технологических процессов (при использовании исправного оборудования);
отсутствие или крайне малая деформация материала, которая достигается за счет узконаправленной обработки;
возможность создания самых разнообразных и сложных контуров;
отсутствие необходимости последующей отделки или обработки поверхности.

Благодаря особенностям технологии, с использованием лазерной резки можно выполнять рисунки любой сложности, не требующие при этом дополнительной обработки, так как кромки и края сразу получаются гладкие и ровные.

К недостаткам лазерной резки относится невозможность работы с алюминием и его сплавами с нержавеющей сталью. Это вызвано отражающими свойствами материала. Он может быть обработан только с использованием особо мощного лазерного оборудования.

Художественная лазерная резка металла является качественным способом создать узор с наименьшими затратами материала и времени.

Плазменная резка

Художественная резка металла плазмой выполняется плазменной струей, которая используется как режущий инструмент. Она создается следующим образом:

образуется электрическая дуга (между соплом и электродом или между металлом и электродом), зажигание которой происходит за счет импульса или короткого замыкания;
из сопла подается газ, находящийся под давлением;
под действием электрической дуги он превращается в плазменную струю, температура которой достигает 30 тыс. градусов, а скорость — 1,5 тыс. м/с.

Плазменная резка металла обладает следующими достоинствами:

возможность создания рисунков и фигур любой сложности;
качественный, чистый и гладкий разрез;
возможность обработки всех видов металлов;
скорость и производительность используемого оборудования;
отсутствие деформации материала;
безопасность технологических процессов (если используемое оборудование исправно).

Художественная плазменная резка может применяться к материалам с ржавчиной или загрязнением, что не приводит к ухудшению качества обработки. По сравнению с резкой при помощи лазерного оборудования, плазменное обладает большей производительностью и диапазоном материалов, которые возможно обработать.

К недостаткам данного способа резки относятся:

образуемый на кромке конус, вызванный особенностью технологии;
несколько большая, по сравнению с резкой лазером, ширина реза.

Учитывая достоинства и недостатки каждого из описанных методов обработки, практикующие специалисты склоняются к тому, что плазменная резка наиболее востребована, так как имеет лучшее соотношение цена-качество.

Оборудование для художественной резки

Для каждой применяемой при обработке технологии, разработано значительное количество различного оборудования.

Лазерная резка

Станки для обработки металлов лазером достаточно дороги. Их выпускает множество зарубежных компаний, самыми известные из которых: Trumpf (Германия), ESAB (Швеция), MultiCam (США), Mazak (Япония), Bystronic (Швейцария) и т.д. Несмотря на то, что технология используется два десятка лет, приобрести новое оборудование перечисленных компаний могут позволить себе только относительно крупные промышленные производства.

Тем не менее, необходимо учитывать, что на рынке широко представлено предложение оборудования данной категории, уже бывшее в употреблении, но находящееся в рабочем состоянии. Даже в таком виде, оно практически всегда превосходит многочисленные аналоги китайского производства, которые даже новые не отличаются ни качеством обработки, ни надежностью при эксплуатации.

Плазменная резка

инвенторная плазморезка. Компактная, отличается экономным расходованием энергии, но боле требовательная к стабильности напряжения;
транформаторная плазморезка. Более надежная, но требующая значительного расхода энергии, имеет большие размеры.

При выборе оборудования для плазменной резки металла учитывают следующие критерии:

мощность;
производительность работы;
материал, из которого выполнена горелка;
внешний вид и дизайн агрегата.

Оборудование для плазменной резки крайне широко представлено на современном рынке, поэтому каждый желающий без труда найдет модель, подходящую именно ему.

Заключение

Применение лазерной или плазменной резки металла позволяет получить качественный продукт с относительно небольшими затратами, благодаря использованию современных технологий и последних достижений в области обработки материалов.

Интересно узнать опыт людей, использовавших различные технологии художественной резки металла на практике. Его можно изложить в комментариях под статьей.

В свое время я очень сильно хотел заиметь ЧПУ лазер, не то чтобы он был очень нужен для работы или хобби, но тем не менее вещь полезная в подсобной мастерской, да и круто же!

В интернетах изобилуют статьи о том, как разломать старый дэвэдэ писюк, и достав диодик, вставить его в каретку например старого 5" флоппи дисковода. Это конечно классно, развивающие и просто. Но скучно и к тому же абсолютно бесполезно. Я решил собрать что-то такое, что можно было бы использовать для работы, ну или хотя бы это было весело. И уложившись максимум в 150 баксов.

И так, коль уж всем известные политические события привели к тому, что пользоваться алиэкспрессом стало не выгодно, то пришлось кинуть клич по знакомым служителям науки и просто странным личностям. И не зря, через некоторое время, в результате бартерной сделки, от одной странной личности мне досталось вот это:

ЛГН-703, CO2 лазер с примерно 60 ваттами выходной мощности, здоровая дура с водяным охлаждением и длиной почти два метра. На меня, как на человека, державшего в руках на тот момент максимум китайские зеленые лазерные указки, он произвел впечатление уже своими размерами.
К сожалению, какой либо внятной документации на него в сети не нашлось в принципе, так что пришлось импровизировать. Примерно сопоставляя по размерам с его китайскими собратьями, было вынесено предположение, что труба эта обладает выходной мощностью около 60 ватт, для работы ему требуется 25 кВ как минимум, для поджига — около 35. А исходя из среднего КПД углекислотных лазеров в 10 процентов, для выхода на расчетную мощность ему нужно кушать что-то около 25-30 мА.

2)СолидСтейт. Из минусов — он может влететь в копеечку, особенно если вы покупаете все детали в ЧипДипе и у вас нет даже дедушкиного осциллографа. Дыа, были кирпичи полумостовые — стали силановые. Ну еще после N комплектов убитых драйверов и mosfet\igbt транзисторов вы будете читать таки датшиты и прочую умную литературу (хотя это скорее плюс) Из явных плюсов — это компактно, мощно и интересно.

Ворнинг! Алярм! Аттеншн! По цепям гуляют большие токи, присутствует высокое напряжение (десятки киловольт). Следи за собой, будь осторожен! Ответственности за невинно убиенных домашних животных, пробитые летающими конденсаторами головы и оторванные пальцы автор не несет

С охлаждением все вышло гораздо проще — в закромах родины была найдена здоровая колба аппарата Кипа, в ближайшем зоомагазине за 300 рублей были куплены силиконовые шланги для аквариума, а в магазине автозапчастей — насос омывателя от ТАЗика, вроде-бы нивы.

Первое, что сгорело, это самопальный умножитель (составные диоды всегда обвязывайте шунтирующими резисторами). Но, лазер вполне себе завелся от обычного телевизионного УН9-27, которых у меня оставалось еще штуки две-три.

Хоть он и потребляет от силы 1\4 от нужной мощности и разряд еле виден, он ЖЖЕТ! Не сфокусированным лучом воспламеняет ДСП и жжет фанеру (о бумаге я просто умолчу),

Как собрать станок для лазерной резки металла самостоятельно

Умельцы изготавливают лазерные резаки своими руками из-за их высокой стоимости. В быту можно создать только твердотельный резак, обладающий мощностью, позволяющей врезаться в металл всего на 1-3 см. Этого достаточно для изготовления декоративных элементов. Лазер работает за счет кристаллов, используемых в светодиодном оборудовании, и специальных стекол.

Необходимые материалы

Главный элемент – лазер пишущего дисковода для компьютера, обладающего высокой скоростью записи (чем она выше, тем больше мощность). Кроме него требуется:

фонарик на батарейках;
лазерная указка;
паяльник;
слесарные инструменты.

Если нужен более мощный инструмент, потребуются дополнительные элементы для изготовления драйвера:

резисторы 2-5 Ом;
два конденсатора (емкость 100 пФ и 100 мФ);
коллиматор (сборщик лучей света в пучок);
светодиодный фонарик (корпус должен быть металлический);
мультиметр.

Если нет драйвера между батареями и лампочкой, она может сгореть.

Еще большую мощность можно получить, если использовать приобретенный в магазине лазерный диод на 60 Вт.

Такой станок лазерной резки металла своими руками лучше всего установить на раму, для контроля использовать компьютер, оснащенный специальной программой. Поэтому кроме лазера потребуется:

корпус, вмещающий все элементы;
шаговые электромоторы (из DVD-плееров или принтеров);
платы и транзисторы, управляющие электромоторами;
регулятор, контролирующий напряжение на излучателе;
зубчатые ремни и шкивы для них;
листовая сталь для изготовления кронштейнов;
шарикоподшипники, стяжки, гайки, болты, винты, хомуты;
выключатели кольцевые;
контроллер и USB-кабель, соединяющий его с компьютером, и плата с дисплеем;
система охлаждения;
доски и стержни из металла.

Из досок изготавливается рама, металлические стержни выполняют роль направляющих.

Важно! Существует возможность купить комплект для лазерных резаков для электронной начинки.

Процесс изготовления

Первый шаг – разборка дисковода, чтобы извлечь из него лампочку. Она установлена в каретке и укреплена. Крепления распаиваются паяльником. Во время работы не следует подвергать лампочку сильным механическим воздействиям, способным повредить ее.

Какой лазер нужен для резки фанеры

Выбор лазера для резки фанеры непосредственно зависит от задач, которые предстоит решать с помощью аппарата.

В первом приближении можно считать, что необходимая мощность оптической установки находится в прямой зависимости от толщины обрабатываемых фанерных листов. На практике существуют и другие условия, влияющие на выбор определенных параметров станка для резки. Например, на предприятии, где используются большие циркулярки для резки крупных листов фанеры, оптимальным вариантом может стать лазерный станок малой мощности: чтобы резать небольшие листы.

Лазерные аппараты для резки фанеры обладают рядом преимуществ, которые отличают их от станков для механической обработки:

Высокая точность резки;
Возможность создания объектов сложной формы;
Удобство в работе;
Отсутствие шума и опилок в процессе.

К условным недостаткам можно отнести стоимость лазерного станка. Этот недостаток относится только к мощным устройствам с большой рабочей поверхностью. Цена базовых моделей сравнима с фрезерными станками аналогичной площади. Если вы обладаете достаточной компетенцией, то можете собрать лазерный станок любой мощности своими руками. Работа потребует немало времени, но и экономия финансов будет существенной.

В зависимости от мощности и функционала, станки делятся на типы. Поскольку в настоящее время даже бюджетные модели оснащаются ЧПУ, мы не будем рассматривать в качестве опции станки с ручным управлением.

Резательно-гравировальный станок — маломощный аппарат, предназначенный для гравировки по фанере и для резки тонких листов;
Промышленный аппарат — универсальный станок, который подходит для раскроя листов фанеры любой толщины.

По мощности лазерной головки:

До 50 Вт — маломощные устройства;
От 50 до 90 Вт — универсальные устройства;
От 100 Вт — аппараты промышленного класса.

Распространена зависимость между мощностью лазерного станка и размерами рабочей области. Выше мощность — больше площадь обрабатываемой поверхности. Исключения случаются очень редко.

Конечная стоимость

Размер затрат зависит от того, какая мощность у готового изделия.

Цены на материалы

Материал и инструмент	Цена (рубли)
Самый дешевый вариант
Фонарик на батарейках	От 250
Лазерная указка	700-10000
Паяльник	230-500
Усиленный дешевый вариант
Резистор	От 100
Конденсатор	копейки
Коллиматор	200-600
Светодиодный фонарик	190-700
Мультиметр	56-120
Мощный на раме
Светодиод 60 Вт	От 3000
Транзисторы	От 290
Регулятор напряжения	140-500
Шкив	250-550
Зубчатый ремень	70-149
Контроллер	От 2000
USB-кабель	3,5-13

Самый простой резак можно сделать почти бесплатно, если дома есть фонарик, лазерная указка и паяльник. Чтобы усилить его, придется потратить 546-1520 рублей. Лазерная установка для резки металла своими руками на раме самая дорогая. Даже, если дома есть подручные материалы для изготовления корпуса и системы охлаждения, электромоторы, доски, куски стали, винты, гайки, выключатели, придется потратить около 5000 рублей.

Что такое лазерный модуль для резки фанеры

Лазерный модуль — это узел, который состоит из лазерной головки и других необходимых для эксплуатации элементов: оптической системы, блока питания, системы охлаждения и управляющей электроники. Реализация определенной схемы модуля зависит от мощности и типа излучателя, а также от предназначения станка.

По предназначению станка лазерные модули подразделяются на:

Коллимированные — для создания лазерным лучом решетки или окружности;
Сфокусированные — для последовательного формирования линии.

На практике, как правило, все лазерные модули для резки фанеры фокусируют излучение в одной точке. Во-первых, такая система гораздо дешевле и проще в обслуживании. Во-вторых, так ЧПУ-станок может формировать любые линии. Поэтому сфокусированные модули позволяют вырезать не только прямоугольники и круги, но и объекты произвольной формы.

Также лазерные модули подразделяют на типы, в зависимости от длины испускаемой излучателем световой волны. В случае со станками для резки фанеры — и диодные, и CO2-лазеры принадлежат к устройствам, работающим в инфракрасном диапазоне.

Гидроабразивная технология

Гидроабразивная резка – это технология обработки тонкой высокоскоростной струей воды с добавлением частиц абразивного материала – абразива.

Оборудование для такой резки позволяет работать не только с металлом, но и с пластмассой, деревом, керамикой.

Следует отметить, что данным способом можно работать с любым металлом, не подверженным коррозии.

На станке есть возможность настроить глубину резки, что особенно актуально, когда требуется резка до определенной толщины, а не насквозь.

Процесс гидроабразивной резки происходит следующим образом: вода под давлением подается в смесительную камеру, в которой вода смешивается с абразивом.

Затем через твердосплавное сопло смесь подается на место среза. После чего струя гасится водой из специального резервуара.

Температура во время резки не превышает 90°.

Достоинствами данной технологии являются:

отсутствие деформации материала из-за низких температур резки;

возможность разрезания металлов толщиной до 3 см, иных материалов – толщиной до 10 см;

универсальность оборудования, подходящего для резки большого количества материалов;

наличие оборудования, способного работать автономно, без человека.

ВАЖНО ЗНАТЬ: Технология резки металла резаком

Однако резка гидроабразивом имеет и недостатки, которые касаются не самой технологии, а оборудования:

Появление конусности. Срез металла вырезается неровно, а в виде воронки. Устранить конусность можно специальным оборудованием:
Неизменная скорость. Скорость является одинаковой и для тонкого, и для толстого металла, что влечет за собой большие энергозатраты.

Плазменная технология

Фигурная плазменная резка листового металла дает возможность обрабатывать плазмой материал толщиной до 10 см.

Различные покрытия, ржавчина, загрязнения не снижают качество резки. Принцип работы следующий: в сопло плазмотрона подается газ под давлением.

Под действием электроимпульсов газ становится плазмой и образуется электрическая дуга между режущей головкой и стальным листом.

Резка осуществляется за счет струи плазмы. Основой метода является воздушно-плазменная дуга постоянного тока прямого действия.

В процессе резки плазмой металл раскаляется до 30000°.

К достоинствам плазменной резки можно отнести:

высококачественный и чистый разрез;

отсутствие высокотемпературного воздействия, приводящего к деформации материала;

По сравнению с резкой лазером, плазменная технология более производительная, менее затратная, имеет больший диапазон обрабатываемых материалов. Плазмой можно резать металл толщиной до 150 мм.

К недостаткам плазменной резки можно отнести большую ширину резки, которая способна увеличиваться пропорционально силе тока плазменной дуги, а также конусность кромки, которая образуется из-за формы плазменной струи.

ВАЖНО ЗНАТЬ: Технология фрезеровки металла

Плазменная резка является самой востребованной для вырезания фигур, так как сочетает в себе основные критерии по соотношению цена-качество.

Лазерная технология

Лазерная технология является универсальной, так как дает возможность обрабатывать любые металлические сплавы, ведь на станке устанавливаются определенные параметры для каждого металла.

Главной особенностью лазерной резки является отсутствие контакта металла и режущего устройства.

Лазерная резка материала осуществляется тонким сфокусированным световым лучом, благодаря которому металлический лист нагревается и проплавляется насквозь.

Преимуществами лазерной резки являются:

отсутствие деформации материала;

возможность вырезания сложных контуров;

отсутствие последующей обработки.

Оборудование бывает твердотелым и газовым. Твердотелый инструмент довольно простой в управлении и использовании.

Лазерный стержень производится из неодимового стекла, обладающего способностью пропускать импульсный лучевой поток мощностью 6кВт.

В газовом станке установлена газоразрядная трубка вместо стеклянного стержня.

Трубка заполняется углекислым газом, азотом, гелием. Электроимпульсы активизируют молекулы газа, которые начинают излучать энергию, превращающуюся в направленный пучок.

Мощность некоторых моделей оборудования составляет 20 кВт. Такое оборудование отличается дороговизной.

Лазерная технология обработки листового металла дает возможность формировать любые сложные фигуры с минимумом отходов.

ВАЖНО ЗНАТЬ: Технология гидроабразивной резки металла

Благодаря точечному лучевому воздействию получаются гладкие и ровные кромки без неровностей не требующие дополнительной обработки.

Исключением для лазерной обработки является алюминий и сплавы алюминия с нержавейкой. Алюминий плохо поддается лазерной резке в связи с его отражающей способностью.

Особенности производственных лазерных резаков

Не каждому по карману цена лазерного резака по металлу производственного типа.

Такое оборудование применяют для обработки и разделки металлических материалов.

Принцип действия лазерного резака строится на выработке инструментом мощного излучения, наделенного свойством испарять или выдувать металлический расплавленный слой.

Такая производственная технология при работе с разными типами металла способна обеспечить высокое качество среза.

Глубина обработки материалов зависит от вида лазерной установки и характеристик обрабатываемых материалов.

На сегодняшний день используется три вида лазеров: твердотельные, волоконные и газовые.

Устройство твердотельных излучателей основывается на использовании в качестве рабочей среды конкретных сортов стекла или кристаллов.

ВАЖНО ЗНАТЬ: Выбираем болгарку для дома и дачи

Здесь в пример можно привести недорогие установки, эксплуатируемые на полупроводниковых лазерах.

Волоконные – их активная среда функционирует за счет применения оптических волокон.

Данный тип устройства является модификацией твердотельных излучателей, но как утверждают специалисты, волоконный лазер успешно вытесняет свои аналоги с области металлообработки.

При этом оптические волокна являются основой не только резака, но и гравировального станка.

Газовые – рабочая среда лазерного устройства сочетает углекислый, азотный и гелиевый газы.

Так как КПД рассматриваемых излучателей не выше 20%, их используют для резки и сварки полимерных, резиновых и стеклянных материалов, а также металла с высокой степенью теплопроводности.

Здесь в пример можно взять резак по металлу выпускаемый компанией Ханса, применение лазерного устройства позволяет резать медь, латунь и алюминий, в данном случае минимальная мощность станков только выигрывает у своих аналогов.

Читайте также: