Ученые Новосибирска придумали технологию водно-лазерной резки

Фото: НГТУ

Магистрант кафедры самолето- и вертолетостроения факультета летательных аппаратов Новосибирского государственного технического университета НЭТИ разработал прототип новой технологии водно-лазерной резки.

С ее помощью можно раскраивать листовые материалы, не подвергая их излишнему тепловому воздействию. Для России данная технология является уникальной и востребованной, в частности, авиационной промышленностью.

— Наиболее дешевым методом раскроя листовых материалов является лазерная резка — ее применение дешевле классического фрезерного раскроя или резки гидроабразивным методом. Однако значительный недостаток такого метода — тепловое воздействие.  В зоне термического влияния (ЗТВ) происходит как изменение структуры материала, так и возникновение различных дефектов. Все это приводит к значительному снижению ресурса деталей, полученных путем лазерного раскроя. Чтобы нивелировать эту проблему, было принято решение об использовании технологии помещения лазерного луча в ламинарную струю воды. Таким образом мы получаем подачу охлаждающей жидкости в зону резания и снижаем тепловое воздействие на материал. Дополнительно данная технология позволяет снизить уровень расфокусировки лазерного луча за счет отражения от границы раздела вода-воздух и увеличить толщину обрабатываемого материала», — рассказал разработчик технологии, магистрант второго курса НГТУ НЭТИ по направлению «Самолето- и вертолетостроение» Илья Бадин.

Помимо воды, изучаются варианты использования раствора глицерина в воде с различной концентрацией в качестве рабочей среды. Подобные составы обладают большей плотностью и вязкостью, что делает ламинарную струю более устойчивой и позволяет увеличить ее скорость истечения и, соответственно, скорость охлаждения материала. Такие растворы глицерина должны позволить уменьшить коррозионный эффект при обработке сплавов железа.

— Для отработки технологии была создана опытная установка, и в сентябре прошли стендовые испытания, показавшие возможность помещения лазерного луча в струю воды, а также резки легковоспламеняющихся материалов (пластиков). Безусловно, наши усилия по доведению данной технологии сосредоточенны вокруг авиационной промышленности и конкретно вокруг раскроя алюминиевых листов, однако потенциал данной технологии этим не ограничивается. С ее помощью можно производить резку магнитопроводов без опасности расслоения, обработку керамических материалов, раскрой композиционных материалов, огранку драгоценных камней, резку высокопрочных материалов и закаленных сталей без опасности образования трещин, заточку рабочих кромок режущего инструмента», — добавляет Илья Бадин.

В ближайших планах разработчика создание прототипа повышенной мощности и поиск заинтересованных инвесторов для создания промышленного образца.