Il taglio laser è una delle pratiche più comuni nella produzione. Originariamente concepito per eseguire fori negli stampi diamantati, il taglio laser ha fatto molta strada ed è ora considerato uno dei modi più efficienti per tagliare un pezzo di materiale e creare prodotti finiti. È una tecnologia ampiamente utilizzata per diverse applicazioni, dai grandi produttori industriali alle scuole e agli hobbisti.
Questo articolo approfondisce l'intero spettro del taglio laser, compreso cos'è e come funziona, i diversi tipi, caratteristiche e applicazioni del taglio laser e le tendenze future nelle macchine per il taglio laser.
Cos'è
Il taglio laser è il processo di utilizzo di un raggio laser ad alta potenza per irradiare il materiale. In genere, il laser viene utilizzato insieme a un sistema di controllo del movimento, che determina il modo in cui il laser si sposta sul materiale. Il taglio laser viene utilizzato non solo per applicazioni industriali come la fabbricazione di metalli, ma talvolta anche per effetti artistici come incisioni e incisioni.
Come funziona
I laser utilizzano l'energia degli elettroni per generare una luce intensa e ad alta temperatura, altrimenti chiamata raggio laser. Al contatto con il materiale, il raggio laser fonde rapidamente la superficie per formare un foro. Dal punto di contatto iniziale, il laser si muove in una direzione programmata che taglia completamente il materiale o crea l'effetto desiderato. Allo stesso tempo, il materiale fuso viene soffiato via da un flusso d'aria ad alta velocità.
Il taglio laser è un metodo di taglio termico che generalmente produce tagli lisci con qualità eccellente, elevata precisione e minimo spreco di materiale. Rispetto ai metodi di taglio tradizionali, il taglio laser crea fessure più strette, consentendo di risparmiare più porzioni di materiale.
Tipi di taglio laser
Il taglio laser può essere classificato in quattro categorie: vaporizzazione laser, fusione laser, O2 taglio laser e incisione laser con frattura controllata.
1. Vaporizzazione laser
La vaporizzazione laser utilizza un raggio laser ad alta densità di energia per riscaldare il materiale. Al contatto, la temperatura del materiale sale rapidamente al punto di ebollizione e il materiale inizia a vaporizzare in vapore. Poiché questi vapori vengono espulsi rapidamente, si forma un taglio nel materiale.
Questo tipo di taglio laser richiede una grande quantità di potenza e densità di potenza ed è utilizzato principalmente per tagliare materiali metallici estremamente sottili e materiali non metallici come carta, stoffa, legno, plastica e gomma.
2. Fusione laser
La fusione laser utilizza un raggio laser per riscaldare rapidamente il materiale e gas non ossidanti (come Ar, He, N, ecc.) Per scaricare il materiale fuso. Il gas non ossidante viene spruzzato attraverso l'ugello ad alta pressione insieme alla trave, che consente al materiale di scaricarsi istantaneamente al contatto con la trave.
La fusione laser non vaporizza completamente il metallo e richiede solo 1/10 dell'energia necessaria per la vaporizzazione laser. Questo tipo di taglio laser viene utilizzato principalmente per tagliare materiali non facilmente ossidabili o metalli attivi come acciaio inossidabile, titanio, alluminio e loro leghe.
3. Il2 taglio laser
O2 il taglio laser utilizza un raggio laser per riscaldare rapidamente il materiale e O2, un gas ossidante, per scaricare il materiale fuso. Io no2 taglio laser, il gas ossidante interagisce con il materiale provocando una reazione di ossidazione, che emette una grande quantità di calore. Quindi, l'ossido fuso e il materiale fuso vengono espulsi dalla zona di reazione, provocando un taglio nel materiale. A questo proposito, l'O2 il taglio laser è simile al taglio ossiacetilenico.
Poiché la reazione di ossidazione nel processo di taglio genera molto calore, l'energia richiesta per il taglio laser con ossigeno è solo la metà dell'energia richiesta per la fusione laser e la velocità di taglio è significativamente superiore a quella della vaporizzazione laser e della fusione laser.
O2 il taglio laser viene utilizzato principalmente per materiali metallici che possono essere facilmente ossidati come acciaio al carbonio, acciaio al titanio e acciaio trattato termicamente.
4. Incisione laser con frattura controllata
La scrittura laser utilizza un raggio laser ad alta densità di energia per scansionare la superficie di un materiale metallico per produrre una serie di piccole scanalature, altrimenti chiamate "linee di scrittura". Quindi, una certa quantità di pressione controllata viene applicata alla superficie, provocando la rottura del materiale lungo le linee di incisione.
La scrittura laser viene utilizzata principalmente per produrre wafer semiconduttori, luci a LED e altri prodotti che richiedono un controllo accurato e una precisione microscopica. In quanto tali, i laser utilizzati per la scrittura laser sono generalmente laser Q-switched e CO2
Caratteristiche
Rispetto ad altri metodi di taglio termico, il taglio laser è un processo complessivamente più rapido e offre una qualità di taglio superiore. Il taglio laser ha i seguenti vantaggi:
1. Qualità di taglio superiore: Grazie all'elevata densità di energia e alla precisione del punto di contatto laser, il taglio laser produce risultati migliori.
un. Il taglio laser crea un'incisione estremamente stretta. La larghezza di taglio prodotta dal taglio laser è inferiore a 0.001 pollici e l'accuratezza dimensionale è eccezionalmente precisa a circa ± 0.0005 pollici.
b. Il taglio laser crea bordi estremamente lisci, il che significa che può essere utilizzato come ultima fase della produzione senza bisogno di ulteriori lavorazioni meccaniche.
c. Il taglio laser crea una deformazione minima sul pezzo e intacca poco il materiale vicino al taglio. Anche la forma della fessura è costantemente rettangolare.
2. Alta efficienza di taglio: L'intero processo di taglio laser può essere completamente controllato da CNC senza la necessità di alcun lavoro manuale. Durante un'operazione di taglio laser, gli utenti devono solo configurare il sistema di controllo del movimento. Le configurazioni possono essere applicate per diverse forme. Inoltre, le macchine per il taglio laser possono essere dotate di più piani di lavoro CNC, il che migliora notevolmente l'efficienza quando si lavora con pezzi grandi o multipli.
3. Velocità di taglio veloce: Un laser con una potenza di 1200 W può raggiungere una velocità di taglio di 600 cm/min quando si taglia una lastra di acciaio a basso tenore di carbonio di 2 mm di spessore. Un laser della stessa potenza può raggiungere una velocità di taglio di 1200 cm/min quando si taglia un pannello in resina di polipropilene di 5 mm di spessore. Il materiale non ha bisogno di essere bloccato e fissato durante il processo di taglio laser, che può prevenire danni agli strumenti utilizzati e ridurre i tempi di carico e scarico dei pezzi.
4. Taglio laser senza contatto: La torcia da taglio non ha alcun contatto con il pezzo, il che garantisce un'usura da zero a minima sugli utensili utilizzati. Inoltre, non è necessario modificare alcun utensile per la lavorazione di parti e forme diverse. Gli utenti devono semplicemente modificare i parametri di uscita del laser. Il processo di taglio laser produce anche basso rumore, piccole vibrazioni e nessun inquinamento.
5. Ampio campo di applicazione: Rispetto al taglio ossiacetilenico e al taglio al plasma, il taglio laser è adatto per una più ampia gamma di materiali, inclusi materiali metallici e non metallici, nonché materiali compositi a base metallica e non metallica. Diversi materiali hanno diversi livelli di idoneità al taglio laser a causa delle loro diverse proprietà termofisiche.
Applicazioni
La maggior parte delle macchine da taglio laser oggi sono controllate da programmi CNC o trasformate in robot automatizzati. In quanto tale, il taglio laser è adatto a quasi tutti i materiali per creare tutti i tipi di forme, sia bidimensionali che tridimensionali.
Nel campo della produzione automobilistica, il taglio laser è ampiamente utilizzato per il taglio di curve complesse come lamiere, cofani, tetti, finestrini delle automobili, tubi, componenti dell'airbag e varie altre parti. Nel campo aerospaziale, la tecnologia di taglio laser viene utilizzata per il taglio di parti speciali dell'aviazione come tubi di fiamma di motori, telai di aeromobili, pannelli dell'ala di coda, rotori di elicotteri e molti altri.
La tecnologia di taglio laser è ampiamente utilizzata anche per i materiali non metallici. Il taglio laser può essere utilizzato non solo per materiali con elevata durezza e fragilità come nitruro di silicio, ceramica e quarzo, ma anche per materiali flessibili come stoffa, carta, lastre di plastica e gomma.
Tendenze future
1. Il taglio laser continuerà a portare avanti la rivoluzione industriale.
Il taglio laser ha portato numerosi vantaggi economici a produttori vecchi e nuovi. Il suo componente principale, la sorgente di luce laser, è un componente importante che determina la capacità di taglio di un laser cutter.
Negli ultimi 40 anni dal nascita del laser cutter, lo sviluppo tecnologico più importante con le sorgenti di luce laser è la sostituzione delle macchine da taglio laser CO2 con taglio laser fibra.
Se chiedi se ci sarà una nuova sorgente di luce laser che sia più economica dei laser a fibra, abbia prestazioni migliori e fornisca un raggio più fine, la risposta è senza dubbio sì. Ma se chiedessi che tipo di laser sarebbe, ora sarebbe impossibile dare una risposta precisa. Inutile dire che le sorgenti di luce laser sono destinate a vedere numerosi sviluppi in futuro.
2. I laser a fibra ad alta potenza diventeranno una forza predominante nel mercato delle macchine da taglio laser.
Le macchine per il taglio di fibre ottiche di varie gamme di potenza hanno inaugurato una grande era per la produzione. Queste macchine per il taglio laser sono disponibili in diverse forme e dimensioni, ognuna con i propri casi d'uso. Tuttavia, se si pensa a quale tipo di macchina da taglio laser sarebbe la più utilizzata in tutti i settori in futuro, il laser a fibra ad alta potenza è senza dubbio la scommessa più sicura.
Queste macchine stanno apportando maggiore potenza, maggiore precisione e maggiore capacità di taglio alla tecnologia di taglio laser e avranno un enorme impatto sul mercato del taglio laser, secondo esperti del settore, studiosi e utenti.
Pertanto, un gran numero di produttori di macchine da taglio laser in fibra ad alta potenza è destinato a inaugurare una forte concorrenza di mercato, in definitiva a vantaggio dei consumatori. Ciò spingerà in avanti la busta in termini di controllo della qualità e standard di produzione nel prossimo futuro, dove solo le aziende con un'eccellente qualità dei prodotti, un'attenzione continua alla ricerca e sviluppo e la padronanza delle principali tecnologie competitive possono rimanere al top.
3. L'era dell'intelligenza sta arrivando.
Gli sviluppi tecnologici in tutto il mondo come l'"Industria 4.0" tedesca e la crescente adozione da parte della Cina di fabbriche intelligenti sono chiare indicazioni di una cosa: la quarta rivoluzione industriale sta arrivando. E con ciò, nell'industria del taglio laser arriverà un'era di produzione intelligente. Ciò include l'integrazione di massa di tecnologia di rete, tecnologia di comunicazione e software per computer con macchine da taglio laser CNC ad alta precisione.
In linea con questo, lo sviluppo di macchine automatiche per il taglio laser ha notevolmente migliorato la capacità produttiva e l'automazione delle officine di lamiera. Come mezzo di precisione, le macchine per il taglio laser utilizzeranno inevitabilmente capacità di comunicazione di rete fatte in casa per comunicare con varie macchine nelle fabbriche di lamiera, comprese linee di svolgitura lamiera, piegatrici, punzonatrici CNC, unità di saldatura (rivettatura), granigliatrici e linee di rivestimento.
Altre apparecchiature integrate in un piano di produzione unificato, attività e sistema di gestione della valutazione diventeranno cruciali anche per la gestione di un'officina di lamiera. Di conseguenza, un gran numero di macchina di taglio laser i produttori si trasformeranno gradualmente in appaltatori di fabbricazione di lamiere in futuro.
Fonte da stylecnc.com
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