Медь и латунь плохо режутся волоконным лазером не из-за твёрдости — они обе мягче стали, а из-за оптики: медь отражает до 90% излучения с длиной волны 1064 нм обратно в резонатор, латунь чуть меньше, около 60-70%. Для сравнения, у чёрного металла и нержавейки коэффициент отражения на этой длине волны не превышает 10-15%. Отражённое излучение греет оптику головки и в худшем случае повреждает выходное окно, поэтому многие станки просто ограничивают мощность или толщину при резке меди и латуни программно.
Волоконные лазеры работают на длине волны около 1 мкм, и именно в этом диапазоне медь ведёт себя как зеркало, а не как поглощающий материал. Часть луча, которая должна прожигать металл, возвращается по оптическому тракту назад — в изолятор и коллиматор. У большинства промышленных станков стоит обратная защита (back reflection protection), которая при превышении порога отражённой мощности снижает выходную мощность или полностью останавливает рез. На практике это значит, что паспортная мощность станка, скажем 6 кВт, для меди толщиной больше 2-3 мм часто оказывается недостижимой без риска аварийного останова.
С латунью ситуация мягче: за счёт цинка в сплаве отражение ниже, чем у чистой меди, и латунь толщиной до 4-5 мм режется на большинстве современных лазеров без экзотики — просто на меньшей скорости и с более высоким давлением азота, чем аналогичная по толщине сталь.
| Параметр | Сталь 3 мм | Медь 3 мм | Латунь 3 мм |
| Мощность лазера | ~2 кВт достаточно | нужен запас по мощности, часто от 4-6 кВт | от 3 кВт |
| Газ | кислород или азот | азот, кислород почти не применяют | азот |
| Скорость реза | базовая, 100% | на 30-50% ниже базовой | на 15-25% ниже базовой |
| Риск для оптики | минимальный | высокий без защиты от обратного отражения | умеренный |
Медь и латунь дороже стали не только по цене листа. Сниженная скорость реза увеличивает машинное время, а на части заказов приходится резать на пониженной мощности несколькими проходами вместо одного — это тоже время. Плюс не каждый станок вообще берётся за медь толще 3 мм: у части моделей резонатор просто не рассчитан на такую отражающую нагрузку, и заказ уходит либо на фрезеровку, либо на гидроабразивную резку, если геометрия детали это допускает.
Отдельно стоит вопрос кромки. На меди из-за высокой теплопроводности зона термического влияния шире, чем на стали той же толщины — тепло быстро уходит в массив металла, а не концентрируется в резе. Это увеличивает вероятность натёков и требует более точного подбора давления газа под конкретную партию листа.
Если деталь тонкая, до 2-3 мм, и станок с азотной резкой и защитой от обратного отражения — лазер обычно оптимален по себестоимости. На толщинах свыше 4-5 мм для меди стоит сразу уточнять у подрядчика, работает ли его станок с этим материалом на такой толщине в принципе, а не только теоретически по паспорту мощности.
На этапе проектирования детали из меди или латуни стоит сразу закладывать чуть больший допуск по кромке и уточнять у подрядчика реальные возможности станка, а не ориентироваться на паспортную мощность лазера. В «Эль Металл» резку цветных металлов выполняют на оборудовании с защитой от обратного отражения, что снимает часть рисков по остановке процесса на середине партии — подробнее о технологии и доступных толщинах можно узнать на странице лазерной резки металла.