O que é um cortador a laser?

O princípio do corte a laser

Como acontece o processo de corte a laser?

O feixe de laser de alta densidade focalizado irradia a peça de trabalho, fazendo com que o material irradiado derreta, vaporize, ablate ou atinja o ponto de ignição rapidamente e, ao mesmo tempo, sopre o material fundido com a ajuda de um fluxo de ar de alta velocidade, desse modo realizando o corte da peça de trabalho.O corte a laser é um dos métodos de corte térmico.

Componentes de um cortador a laser

A parte principal da máquina-ferramenta

A máquina-ferramenta, incluindo a plataforma de trabalho de corte, é a parte mecânica que realiza o movimento dos eixos X, Y e Z.

gerador de laser

Um dispositivo que gera uma fonte de luz laser.

Caminho óptico externo

É usado para refletir o feixe de laser na direção desejada.

Sistema de controle numérico

Controle a máquina-ferramenta para realizar o movimento dos eixos X, Y e Z e a potência de saída da fonte de laser.

Fonte de alimentação estabilizada

Ele é conectado entre uma fonte de laser, máquina-ferramenta CNC e sistema de fonte de alimentação.

cabeça de corte

Inclui principalmente cavidade, assento de lente de foco, espelho de foco, sensor capacitivo, bocal de gás auxiliar e outros objetos.A cabeça do laser é um componente importante da máquina de corte de metal de fibra óptica, que é usada para gerar energia de feixe de laser para corte e é semelhante a um coração humano.

Mesa de operação

É usado para controlar o processo de trabalho de todo o dispositivo de corte.

refrigerador

É usado para resfriar o gerador de laser.

Cilindro de gás

Inclui cilindro de gás médio e cilindro de gás auxiliar, e são usados ​​para complementar gás industrial para oscilação do laser e gás auxiliar para cabeçotes de corte.

Compressor de ar e tanque de armazenamento de ar

Eles fornecem e armazenam ar comprimido.

Secador e filtro de resfriamento de ar

Ele é usado para fornecer ar limpo e seco ao gerador de laser e ao caminho do feixe para manter o caminho e o refletor funcionando normalmente.

Ventilação e máquina de remoção de poeira

Ele esgota a fumaça e a poeira causadas durante o processamento e os filtra para fazer com que o gás de exaustão atenda aos padrões de proteção ambiental.

máquina de escória

Remove as sobras e desperdícios causados ​​durante o processamento.

Quais são os tipos de cortadores a laser?

Depende de como você o classifica.

1. Se classificados por fonte de laser, podem ser divididos em

(1) Fonte de laser de estado sólido.

As fontes de laser de estado sólido são divididas em lasers de rubi, YAG, etc.

(2) Fonte laser semicondutora.

(3) Fonte de laser líquida.

(4) Fonte laser a gás e fonte laser CO2.

2. De acordo com a estrutura do cortador a laser, ele pode ser dividido em

(1) Cortador a laser de mesa

Este tipo de cortador a laser é o mais comum.Ele coloca o laser de lado e o transmite para o cabeçote de corte a laser através do caminho óptico externo.A faixa de processamento é geralmente 1, 53M e 24M.

De acordo com a estrutura integral, pode ser dividido em tipo cantilever, tipo pórtico e tipo híbrido.

Muitas marcas de cortadoras a laser, como TRUMPF, Bystronic, Prima, MAZAK, etc., são principalmente máquinas de corte a laser de mesa.

O modo de área de trabalho é usado principalmente para processamento de chapas metálicas.Muitas indústrias, como fabricação de elevadores, aparelhagem elétrica, máquinas de alimentos e outras indústrias que processam principalmente placas finas, aplicam cortadores a laser de mesa.

3. Se dividido de acordo com a peça de trabalho de corte.os tipos são

(1) Cortadores a laser de metal.A potência da fonte de laser é geralmente relativamente alta.

(2) Cortadores a laser não metálicos.A potência do laser é geralmente muito baixa.

(3) Há também cortadores a laser que processam chapas e tubos.

Processo de corte a laser

1. Corte por vaporização

Durante este processo de corte a laser, a temperatura da superfície do material sobe até o ponto de ebulição tão rápido que é suficiente para evitar o derretimento causado pela condução de calor, então uma parte do material é vaporizada em vapor e desaparece, e a outra parte do o material é ejetado do fundo da fenda pelo gás auxiliar.Potências de laser muito altas são necessárias neste caso.

Para evitar que o vapor do material se condense na parede da fenda, a espessura do material não deve exceder muito o diâmetro do feixe de laser.Este processo não pode ser usado para alguns materiais, como madeira e certas cerâmicas, que não derretem e, portanto, são menos propensos a permitir que o vapor do material volte a condensar.

Além disso, esses materiais geralmente precisam de cortes mais grossos.No corte a vapor a laser, o foco ideal do feixe depende da espessura do material e da qualidade do feixe.A potência do laser e o calor de vaporização têm uma influência limitada na posição de foco ideal.Quando a espessura da chapa é constante, a velocidade máxima de corte é inversamente proporcional à temperatura de gaseificação do material.A densidade de potência do laser necessária é superior a 108 W/cm2 e depende do material, da profundidade de corte e da posição do foco do feixe.

2. Corte por fusão a laser

Neste processo de corte a laser, a peça de trabalho é parcialmente fundida e o material fundido é ejetado por meio de fluxo de ar.Como a transferência do material ocorre apenas quando ele está no estado líquido, o processo é chamado de corte por fusão a laser.

O feixe de laser acoplado ao gás de corte inerte de alta pureza conduz o material fundido para fora do corte, mas o próprio gás não participa do corte.O corte por fusão a laser pode atingir uma velocidade de corte mais alta do que o corte por gaseificação.A energia necessária para a gaseificação é geralmente maior do que a necessária para fundir o material.

No corte por fusão a laser, o feixe de laser é apenas parcialmente absorvido.A velocidade máxima de corte aumenta com o aumento da potência do laser e diminui quase inversamente proporcional ao aumento da espessura da chapa e da temperatura de fusão do material.No caso de certa potência do laser, o fator limitante é a pressão do ar no corte e a condutividade térmica do material.O corte por fusão a laser pode obter cortes sem oxidação em materiais de ferro e metais de titânio.A densidade de potência do laser que produz fusão, mas não até a gaseificação, está entre 104 W/cm2 e 105 W/cm2 para materiais de aço.

3. Corte por fusão por oxidação (corte por chama a laser)

O corte por fusão geralmente usa gás inerte.Se for substituído por oxigênio ou outro gás ativo, o material é inflamado sob a irradiação do feixe de laser, e ocorre uma reação química violenta com o oxigênio para gerar outra fonte de calor, que aquece ainda mais o material.

Devido a esse efeito, taxas de corte mais altas podem ser obtidas com esse método do que com corte por fusão para a mesma espessura de aço estrutural.Por outro lado, este método pode ter uma qualidade de corte inferior à do corte por fusão.Produz cortes mais largos, rugosidade perceptível, aumento da zona afetada pelo calor e pior qualidade da aresta.O corte por chama a laser é ruim para modelos de precisão e cantos afiados (perigo de queimar cantos afiados).Lasers em modo pulsado podem ser usados ​​para limitar os efeitos térmicos, e a potência do laser determina a velocidade de corte.No caso de determinada potência do laser, os fatores limitantes são o fornecimento de oxigênio e a condutividade térmica do material.

4. Corte de fratura controlada

Para materiais frágeis que são facilmente danificados pelo calor, é necessário um corte de alta velocidade e controlável, o que é chamado de corte de fratura controlada.O principal conteúdo deste processo de corte é que o feixe de laser aquece uma pequena área do material frágil, causando um grande gradiente térmico e uma deformação mecânica severa nesta área, resultando na formação de trincas no material.Desde que um gradiente de aquecimento uniforme seja mantido, o feixe de laser pode direcionar as rachaduras em qualquer direção desejada.

O texto acima é uma breve introdução aos cortadores a laser, se precisar de mais informações, entre em contato conosco.