Чертёж для лазерной резки металла: требования к файлу и допуски

Чем чертёж для лазерной резки отличается от обычного

Обычный чертёж детали читает человек: на нём виды, размеры, допуски, шероховатость, технические требования. Чертёж для лазерной резки — это прежде всего файл, который читает программа раскроя станка с ЧПУ. Ей не нужны размерные линии и рамка: она берёт из файла замкнутые контуры, раскладывает детали на листе и строит путь лазерной головки. Поэтому на заказ обычно уходят два документа: файл контура в векторном формате и чертёж с размерами, допусками, маркой и толщиной металла.

В интернете под словами «чертежи для лазерной резки» чаще ищут готовые макеты — декор, таблички, мангалы, изделия из фанеры. Для производства деталей из металла макет «на глаз» не годится: контур должен быть построен в натуральную величину с нужной точностью, а размеры, от которых зависит сборка, — проставлены на чертеже. Ниже — требования, которые технолог проверяет в каждом файле перед резкой.

Форматы файлов для лазерной резки

Станок режет по векторным линиям — отрезкам, дугам, окружностям, полилиниям. Поэтому подходят векторные форматы, а растровая картинка годится только как эскиз, по которому контур придётся построить заново.

Самый удобный вариант — DXF: его сохраняет любая система проектирования, в том числе отечественные, и открывает любая программа раскроя. Файл в формате графического редактора (CDR, AI) подходит для простых плоских изделий, но перед отправкой текст и объекты нужно перевести в кривые, а масштаб — проверить по одному известному размеру.

Требования к DXF-файлу: чек-лист

Перед отправкой файла на лазерную резку пройдите по списку. Каждый пункт — причина, по которой файл возвращают на доработку или деталь режут не так.

• Масштаб 1:1, единицы — миллиметры. Деталь начерчена в натуральную величину, без масштабирования вида.
• Контуры замкнуты. Наружный контур и каждое отверстие — замкнутая линия без разрывов.
• Нет двойных и наложенных линий. Одна линия — один проход лазера.
• На слое резки только геометрия. Размеры, оси, штриховка, рамка и штамп — на других слоях или в PDF.
• Текст переведён в кривые. Надписи под гравировку — на отдельном слое.
• Сплайны заменены дугами и отрезками. Так контур одинаково читается в любой программе раскроя.
• Одна деталь — один вид. В файле плоская деталь «сверху», без проекций и разрезов.
• У гнутой детали — развёртка. Линии гиба на отдельном слое или 3D-модель, по которой развёртку снимет технолог.

Проверить файл можно в той же программе, где он начерчен: включить отображение только слоя резки, найти незамкнутые контуры и наложения встроенной командой проверки, измерить один известный размер. Если после экспорта в DXF размер «уплыл» в 25,4 раза, файл сохранён в дюймах.

Отверстия, перемычки, ширина реза и линии гиба

Даже правильно начерченный файл может содержать элементы, которые трудно вырезать в выбранной толщине. Технолог проверяет их при расчёте, но знать эти правила полезно ещё на этапе проектирования:

• Мелкие отверстия. Отверстие диаметром меньше толщины листа лазер вырезает плохо: кромка выходит конусной, отверстие «затекает» расплавом. Для толстого листа такие отверстия часто сверлят после резки, а в файле оставляют метку центра.
• Узкие перемычки и близкие контуры. Если между отверстиями или между отверстием и краем меньше толщины листа, металл в этом месте перегревается, перемычку ведёт или она прогорает.
• Ширина реза. Лазер снимает полоску металла шириной в десятые доли миллиметра. В чертеже её не учитывают: программа раскроя смещает траекторию на половину ширины реза наружу или внутрь контура. Нарисуйте номинальный размер детали.
• Острые внутренние углы. В углу лазер замедляется, и тонкий металл может подгореть. Если угол не важен для сборки, небольшой радиус скругления делает кромку ровнее.
• Линии гиба. Деталь, которую после резки будут гнуть, рисуют развёрткой. Развёртка зависит от толщины, радиуса гиба и марки, поэтому её проще поручить технологу участка гибки листового металла — он рассчитает её под свой инструмент.
• Микроперемычки. Мелкие детали иногда оставляют связанными с листом короткими перемычками, чтобы они не проваливались под решётку стола. Их добавляет технолог в программе раскроя, в файле их рисовать не нужно.

Частые ошибки в файлах для лазерной резки

Большинство файлов, которые возвращают на доработку, ломаются на одних и тех же местах.

Если исправить файл самому некогда, пришлите его как есть вместе с PDF-чертежом: технолог проверит контур, найдёт ошибки и согласует исправления до резки.

Допуски лазерной резки по ГОСТ Р ИСО 9013-2022

Точность термической резки — кислородной, плазменной и лазерной — описывает ГОСТ Р ИСО 9013-2022, идентичный международному ISO 9013:2017. Для лазерной резки он действует на толщинах от 0,5 до 32 мм. Стандарт оценивает рез по трём показателям: предельные отклонения размеров, допуск перпендикулярности кромки и шероховатость поверхности реза Rz5.

Предельные отклонения размеров. Размеры на чертеже стандарт считает номинальными, а отклонения из его таблиц применяет к размерам без указанного допуска — если на чертеже есть ссылка на стандарт. Классов два; лазерной резке по справочному приложению стандарта соответствует класс 1, кислородной и плазменной — класс 2.

Читается так: пластину 120 × 80 мм из листа 5 мм режут с отклонением ±0,25 мм по обоим размерам, межосевое расстояние отверстий 80 мм — тоже ±0,25 мм. Если сборке нужно точнее, допуск ставят на чертеже, и технолог решает, выдержит ли его резка или поверхность придётся доработать. Для поверхностей под механическую обработку стандарт даёт припуск: 2 мм на сторону для толщины 2–20 мм, 3 мм — для 20–50 мм. О системе допусков в целом — в статье о допусках и посадках.

Перпендикулярность кромки. Кромка после термической резки немного отклоняется от прямого угла. Стандарт делит допуск перпендикулярности u на пять диапазонов и задаёт каждый формулой от толщины листа a: диапазон 1 — 0,05 + 0,003a мм, диапазон 2 — 0,15 + 0,007a, диапазон 3 — 0,4 + 0,01a, диапазоны 4 и 5 — грубее.

Шероховатость кромки. Средняя высота профиля Rz5 разбита на четыре диапазона: от 10 + 0,6a мкм в диапазоне 1 до 110 + 1,8a мкм в диапазоне 4. Как связаны Rz и привычный параметр Ra — в статье о шероховатости поверхности.

Как записать требования на чертеже. Стандарт предлагает обозначение из трёх цифр после номера: диапазон перпендикулярности, диапазон шероховатости и класс отклонений размеров. Запись «ИСО 9013-342» в основной надписи означает диапазон 3 по перпендикулярности, диапазон 4 по шероховатости и класс 2 по размерам. Если требований к кромке нет, их не указывают, и деталь режут по обычному режиму для этой толщины.

Готовые макеты для лазерной резки металла

Многие проекты начинаются не с чертежа, а с готового макета: файлы для лазерной резки металла выкладывают каталоги и сайты с бесплатными макетами — декор, таблички, мангалы, кронштейны, элементы ограждений. Использовать такой макет на производстве можно, но перед заказом его стоит проверить так же, как свой файл.

• Под какой материал и толщину создан макет. Макет, созданный для фанеры 4 мм, не подойдёт для стали 3 мм: пазы под соединение «шип — паз» рассчитаны на другую толщину, а мелкие детали узора в металле прогорят.
• Масштаб и единицы. Бесплатные макеты нередко сохранены в дюймах или в произвольном масштабе — сверьте один размер.
• Чистота контуров. В макетах из графических редакторов часто встречаются двойные линии, незамкнутые кривые и тысячи мелких отрезков вместо дуги — всё то, что увеличивает время резки и цену.
• Права на макет. Если изделие пойдёт в продажу, проверьте условия использования файла на сайте, где вы его взяли.

Тот же DXF-файл подходит не только для лазерной резки: по нему режут на плазменном, гидроабразивном и фрезерных станках с ЧПУ. Разница — в ширине реза и минимальных размерах элементов, которые технолог учитывает в программе под конкретный станок и инструмент.

Образцы DXF-файлов для лазерной резки

Два образца показывают, как выглядит файл, который можно сразу запускать в работу: контуры замкнуты, масштаб 1:1, единицы — миллиметры, на слое резки только геометрия. Файлы бесплатные, их можно открыть в любой системе проектирования, взять за основу своей детали или сравнить со своим файлом.

• Фланец Ø160 мм Наружный контур Ø160, центральное отверстие Ø60, четыре отверстия Ø14 на окружности Ø125. Все контуры — окружности на слое REZ. DXF, 17 КБ
• Пластина 120 × 80 мм Наружный контур со скруглениями R10 одной замкнутой полилинией, два отверстия Ø11, паз 11 × 30. Метка под гравировку — на отдельном слое GRAVIROVKA. DXF, 18 КБ

Обратите внимание на пластину: скругления углов входят в наружный контур одной полилинией, паз — тоже замкнутая полилиния, а метка под гравировку лежит на своём слое, чтобы её не вырезали насквозь. Размеры в такой файл не ставят — их показывают на PDF-чертеже.

Что прислать вместе с файлом

Файл контура отвечает на вопрос «что резать». Чтобы технолог сразу назвал цену и срок, к нему нужны ещё несколько сведений:

1. Марка и толщина металла. Например, «сталь 09Г2С, лист 6 мм» или «AISI 304, 2 мм». От этого зависят комплекс, режим резки и цена.
2. Количество деталей. Подготовка программы распределяется на всю партию, поэтому в серии одна деталь дешевле, чем единичная.
3. Чертёж с размерами и допусками — PDF или бумажный в скане, если какие-то размеры важны для сборки.
4. Что дальше с деталью. Гибка, сварка, покраска, гальваническое покрытие — тогда технолог сразу учтёт развёртку, припуски и порядок операций.
5. Чей металл. Резка из металла подрядчика или из вашего листа.

Лазерная резка по вашему файлу в технопарке ЗЭМ

Участок лазерной резки технопарка работает по файлам и чертежам заказчика. Принимаем DXF и DWG с контуром 1:1, PDF и 3D-модели; если есть только бумажный чертёж или эскиз, технолог построит контур сам.

• Конструкционная и чёрная сталь — до 16 мм на комплексе с CO₂-лазером.
• Нержавеющая сталь и алюминий — до 10 мм на волоконном комплексе.
• Медь и латунь — до 4 мм, только на волоконном лазере.
• Лист 3000 × 1500 мм, точность позиционирования ±0,05 мм на метр, повторяемость ±0,02–0,025 мм.
• Дальше — на той же площадке: гибка, сварка и покраска, весь цикл обработки листового металла. Для толстого листа, где лазер не нужен по точности, — плазменная резка.