Jako recenzent s dlouholetou praxí v oblasti výroby a opracování kovů jsem v uplynulých dvou letech pravidelně zadával zakázky laserového řezání u několika lokálních dílen i u větších služeb poskytujících rychlé prototypy. V tomto textu popisuji konkrétní produkty, které jsem nechal zpracovat, hodnotím technickou kvalitu řezů, dodržení rozměrů, komunikaci se subjekty a cenové aspekty. Snažím se dávat reálné příklady a doporučení, která využijete při vlastních zakázkách.
První kontakt, příprava dat a komunikace
Při prvním kontaktu jsem firmě zasílal podklady ve formátu DXF a DWG, občas i vektorový PDF. Vždy jsem předem ověřil verzi souboru a jednotky, aby se při importu do CAM programu neobjevily posuny nebo chybné měřítko. Dodavatelé reagovali odlišně: menší dílny preferovaly přímé DXF bez zaplněných ploch, větší provozy akceptovaly i STEP pro následné 3D operace. V několika případech jsem musel opravovat překryvy čar a zajistit uzavřené polyliny; firmy mi s tím často pomohly, ale účtovaly čas CAD úprav. Doporučuji předem konzultovat pravidla pro soubory, konkrétně jak nakreslit výřezy, díry a švy, protože špatně připravený výkres prodraží a prodlouží realizaci.
Kalkulace cen většinou vycházela z kombinace času stroje a délky řezu. Malé série do několika desítek kusů vycházejí výrazně dráž za kus, zatímco hromadné dávky těží z optimalizace nestingu. U rychlých prototypů jsem ocenil možnost online kalkulaček, ale reálnou cenu ovlivnila i dostupnost materiálu a potřeba doplňkových operací, například odstraňování otřepů, zakalení hran nebo povrchové úpravy.
Technické parametry, materiály a kvalita řezu
Testoval jsem díly z běžné konstrukční oceli (S235) v tloušťkách 1,5; 3; 8 mm, nerez o tloušťce 2; 5 mm a hliník 3 a 4 mm. U oceli 1,5 až 3 mm se laser choval nejlépe. Okraje byly hladké, kerf jsem naměřil v rozmezí 0,1 až 0,2 mm, přesnost výsledného rozměru se pohybovala kolem +/‑0,1 mm, pokud dodavatel použil kvalitní nestovací algoritmus. Řez 8 mm oceli vyžadoval výrazně pomalejší posuv, podpora inertním plynem redukovala oxidaci, ale na spodní straně se vyskytoval dross, který jsem musel mechanicky odstranit. U nerezové oceli jsem zaznamenal tenké černé oxidační stopy na hraně, které se daly snadno odstranit kartáčem nebo pískováním, finální tolerance držela v rozmezí +/‑0,15 až +/‑0,2 mm.
Hliník potrápil nejvíce. Kvalitu řezu ovlivnila jak výkon zdroje, tak povrchová úprava vstupního plechu. U standardních vláknových laserů bez speciálních nastavení vznikaly rozmazané hrany a výrazná bimetalová textura. Nejlepší výsledky jsem dostal u dodavatele, který nastavil nižší výkon a vyšší frekvenci pulzů, což omezilo tavné změny. U měděných součástí jsem raději volil jiné technologie nebo speciální laserové zdroje určené na měď, protože obecné stroje často neodváděly energii efektivně.
Přesnost závisela i na fixaci a upnutí dílu. U větších plátů se na okrajích projevily drobné deformace kvůli teplotním změnám. Firmy, které nabízejí následné vyrovnání nebo pálení do pevných rámů, omezily tyto posuny. Při kritických tolerancích jsem doporučil nechat několik kontrolních otvorů a zadat výrobci kontrolní měření s protokolem, který mi poslali v elektronické podobě.
Kerf, tepelné ovlivnění a následné opracování
Kerf jsem pravidelně měřil mikrometrem; u tenkých plechů se ve většině případů držel okolo 0,12 mm, u silnějších materiálů dosahoval 0,25 až 0,35 mm. Tepelně ovlivněná zóna (HAZ) u tenkých plechů nepřesahovala 0,2 mm, u silných řezů se zvýšila na 0,5 mm a více. Tam, kde byla kritická hladkost hrany, jsem zajišťoval dodatečné broušení nebo frézování. Nerezové díly jsem nechal pasivovat, pokud měly mít delší životnost v korozivním prostředí.
Významný rozdíl vnímám mezi konvenčním CO2 laserem a vláknovým zdrojem. Vláknové stroje zvládají tenčí plechy rychleji a s menšími tepelnými deformacemi, ale u některých slitin hliníku nefungovaly ideálně bez finálního doladění parametrů. Tam, kde šlo o tisk na zakázku více kusů s přesností opakování, volím provozy, které pravidelně kalibrují optiku a měří výkon laseru.
Praktické zkušenosti s dodáním a balením
Dodavatelé mi posílali díly třemi způsoby. Menší firmy dodaly přes kurýra v krabicích s separátory, takže se plechy nepoškodily při přepravě. Větší provozy balily do dřevěných palet a používaly antikorozní papír. Jeden z dodavatelů přidal na výrazné hrany ochrannou fólii, což zamezilo poškození povrchu povrchových úprav. Při expedičních kontrolách jsem vždy kontroloval obal, zápis do dodacího listu a přiložený protokol měření. Pokud jste na místě s malým skladovacím prostorem, domluvte se na dodání ve vícero menších balících místo jedné velké palety.
Cena, rychlost a výpočet ekonomiky zakázky
Cena se u každého dodavatele odvíjela od kombinace délky řezu, času stroje a požadavků na následné operace. U běžných dílů z oceli do 3 mm jsem dosahoval ceny za kus přijatelně nízké při dávkách nad 100 kusů. U prototypů do 10 kusů jsem platil několikanásobně více. Doporučuji vždy vyžádat porovnání ceny při ručním a automatickém nestingu, protože automatický nesting redukuje plýtvání materiálem a snižuje cenu za kus, ale někdy přeplánování dílů může mít vliv na pořadí dodávky.
Rychlost dodání se pohybovala od 24 hodin pro velmi jednoduché kusy u rychlých provozů až po týden u specializovaných úprav. Pokud jsem měl termín, poslal jsem jasný harmonogram a dodavatelé většinou potvrdili, že dokážou urgentní zakázky upřednostnit za příplatek.
Konkrétní doporučení pro zadání zakázky
Před odesláním souboru zkontrolujte jednotky a vyznačte referenční body. Zajistěte uzavřené polyliny bez duplicitních segmentů. U dír menších než 2 mm požádejte dodavatele o kontrolu, protože někteří lasery mají limit minimální průměr realizované díry. Doporučuji zadávat minimální vzdálenost mezi dírami a hranami ve vztahu k tloušťce plechu, aby nedošlo k vytržení při řezu. Pokud očekáváte složité tvary s jemnými výběhy, raději navrhněte přechodové oblouky místo ostrých rohů.
Pro získání rychlé kalkulace pošlete výrobci i variantu s návrhem optimálního nestrukturovaného nestingu, aby mohli porovnat reálné úspory materiálu.
Odkazy a další čtení
Když potřebujete základní technické vysvětlení principů laserového řezu nebo chcete ověřit obecné informace o technologiích, pomůže stručný přehled na Wikipedii: Laserové řezání na Wikipedii. Užitečné technické listy a doporučení pro přípravu CAD podkladů najdete přímo u některých výrobců optiky nebo u lokálních dodavatelů, kteří často publikují krátké návody pro inkrementální úpravy souborů.
Silné stránky služeb, které jsem používal, zahrnovaly rychlost zpracování jednoduchých dílů a schopnost dodat kvalitní opakovatelné série. Slabiny se projevily u exotických materiálů a při nedostatečné komunikaci ohledně přípravy dat. Pokud chcete spolehlivý výsledek, spolupracujte s provozem, který nabízí kontrolu CAD dat v ceně nebo za nominální poplatek a který poskytuje protokol měření.
V rámci průmyslových aplikací vnímám laserové řezání jako velmi flexibilní řešení pro výrobu montážních dílů, krytů, přípravků a prototypů. Při dodržení doporučených postupů pro kreslení a při spolupráci s dodavatelem dostanete přesné komponenty s přijatelnými náklady a kratšími dodacími lhůtami, než při klasickém obrábění.
