Devido aos avanços técnicos, as pessoas estão cada vez mais desenvolvendo uma variedade de métodos de corte. Eles exigem benefícios e produtividade em seus negócios. Ninguém o impedirá de se tornar um próspero empresário se puder economizar tempo e dinheiro em sua linha de produção. No início de 2021, muitos dispositivos de corte especializados, como máquinas CNC (furação, fresagem, laser, fresagem), retificação, lixamento e assim por diante, chegaram ao nosso mercado. Dentre essas opções, a tecnologia de corte a laser é um dos serviços mais exigentes do mundo atualmente. Com base na potência de saída, essas máquinas a laser são capazes de cortar quase qualquer material. Além disso, o corte a laser é comparativamente mais rápido e econômico do que outras máquinas de gravação. E assim, trouxemos para você este artigo sobre a incrível tecnologia de corte a laser para estabelecer melhores pesquisas.
Introdução à tecnologia de corte a laser
O LASER ou amplificação de luz pela emissão estimulada de radiação é um dispositivo que libera luz amplificando-a por meio de um processo óptico na descarga estimulada de radiação eletromagnética. Usando esses processos, os industriais estão fabricando muitas ferramentas a laser para diferentes instalações. Consequentemente, uma máquina de gravação a laser amplifica o feixe de laser de alta potência em uma faixa que é capaz de cortar, derreter ou queimar uma folha de material. De acordo com a especificação do projeto, um processo de corte a laser concentra o feixe de luz no ponto específico para cortar e gravar o material da folha. Uma máquina de gravação a laser pode cortar vários materiais sólidos usando esta tecnologia, como metal, madeira, acrílico, plásticos, etc. Portanto, os dispositivos de corte a laser são capazes de fazer peças e mecanismos complicados.
Por outro lado, o processo de corte a laser não é para operação humana. Um dispositivo de controle numérico de computador opera a arma laser em uma direção específica. Na câmara interna, há entrada de gás laser e lentes de amplificação de luz. O feixe de laser amplificado estimulado cai na superfície do metal, queima o ponto específico que atinge. Desta forma, o feixe estimulado derrete gradualmente a espessura do material em folha.
A manipulação CNC é semelhante às outras máquinas operadas por computador. Esses dispositivos usam uma linguagem de máquina chamada de programa CNC que controla a velocidade do motor de passo. Normalmente, a maioria das máquinas CNC são bidimensionais. Portanto, a pistola de corte precisa de dois eixos diferentes para as direções X e Y. Em dispositivos de corte a laser CNC, a pistola a laser não precisa se mover no eixo Z porque o feixe projetado atinge igualmente a superfície dos materiais. Neste caso, existem alguns casos excepcionais que possuem um movimento a laser tridimensional.
Métodos populares de corte a laser
Os dispositivos de corte a laser podem diferir com base na fonte do laser, mantendo o mesmo princípio de funcionamento. O primeiro é o cortador CNC a laser CO2, que usa gás CO2 que se mistura com o feixe de laser. Nesse caso, existem outros gases disponíveis, como nitrogênio, hélio, xenônio e hidrogênio. O segundo é o cortador a laser de cristal CNC. Este tipo de cortador a laser usa cristais para descarga elétrica a laser. O terceiro é o cortador a laser de fibra CNC. Este tipo de cortador a laser usa cabo de fibra óptica para transferir o feixe de laser para a arma de laser.
No entanto, dependendo desses dispositivos de corte a laser, os industriais classificaram diferentes métodos de corte a laser. Continue lendo; vamos mencioná-los como um resumo.
Corte de fusão
Normalmente, a mesa de corte a laser possui dois estágios diferentes, o estágio superior e o inferior. A pistola a laser derrete parcialmente o local específico durante o método de corte por fusão e o fluxo de ar ejeta o material fundido para a parte inferior do palco. Este fenômeno ocorre no estado líquido, por isso o processo é conhecido como método de corte por fusão. No entanto, durante este processo, os gases inertes de alta pureza acompanham o feixe de laser fazendo com que o material derretido saia do palco. Aqui, o gás inerte não participa do corte. Neste caso, a potência do laser sob um nível específico onde a pressão do ar é o fator limitante no estágio e a condutividade térmica.
Positivo e Desvantagem
- O corte por fusão é mais rápido do que o método de gaseificação.
- Neste método, o material absorve apenas determinados feixes de laser.
- O corte a laser por fusão precisa de alta potência para gravar metais, como o aço precisa de 104-105 W / cm2. Nesse caso, a velocidade máxima de corte depende da potência final do laser; se a potência do laser aumenta, a velocidade de corte aumenta e vice-versa.
- Não recebe incisão de oxidação para ferro, aço e titânio.
Corte por vaporização
Durante esse processo de gaseificação, a temperatura na superfície sobe até o ponto de ebulição tão rápido que pode evitar o estado de fusão do material. Alguns materiais vaporizam em vapor neste momento, e o gás auxiliar é expelido por alguns dos gases inertes usados para o cortador a laser a gás. Este processo de vaporização é conhecido como processo de corte por vaporização. No entanto, a matéria-prima não deve exceder a espessura exigida mais do que o diâmetro do feixe de laser.
Vantagens e desvantagens
- O corte por vaporização requer maior potência do laser do que o corte por fusão para atingir o ponto de ebulição instantaneamente. A potência do laser deste processo deve exceder 18 W / cm2, dependendo do material, profundidade de corte e posição do foco.
- Este método não é adequado para quem não tem pontos de fusão, como madeira e certas cerâmicas. O processo de vaporização é apenas para pequenas áreas, como ligas ferrosas.
- Os materiais usados para o processo de vaporização devem atingir uma incisão mais espessa.
- A potência do laser e a vaporização têm um efeito particular na posição focal.
Corte controlado por fratura
Se você seguir o mesmo processo de corte a laser, o corte de materiais quebradiços pode não funcionar perfeitamente. Nesse caso, esses tipos de materiais precisam de dano por calor em alta velocidade com corte de fratura controlável através do feixe de laser conhecido como corte controlado de fratura. Nesse processo, a energia do laser emitida cria estresse mecânico fazendo com que o material se separe ao longo do caminho do feixe de laser. Essa separação de materiais é controlável para o crescimento da fratura e semelhante a uma trinca estendida.
No entanto, durante o método de corte controlado por fratura, o feixe laser atingindo a minúscula área do material frágil causa um grande gradiente térmico e deformação mecânica significativa naquela região resultante da rachadura do material.
Vantagens e desvantagens
- Usando o software ANSYS ou outra versão, pode-se obter rapidamente a distribuição de tensões e temperatura.
- Este processo requer alta potência do laser, dependendo dos tipos de materiais frágeis.
- Um gradiente de aquecimento equilibrado pode guiar as rachaduras em qualquer direção desejada.
Vaporização de fusão por oxidação
O gás oxigênio ou outro gás reativo é adequado para este método de corte. Após a câmara eletromagnética, o feixe amplificado atinge a superfície do material por meio de um ambiente de gases reativos. Nesse momento, o feixe amplificado reage quimicamente com o oxigênio ou outro gás reativo, produzindo furiosamente uma fonte superior de calor. Este processo de resposta e método de corte é conhecido como fusão-vaporização por oxidação. O modo de pulso limita o efeito do calor e a potência do laser determina a velocidade de corte.
Vantagens e desvantagens
- A velocidade de corte da mesma espessura do aço estrutural mais rápida do que o corte por fusão devido ao método de vaporização por fusão por oxidação.
- A vaporização por fusão por oxidação fornecerá corte amplo, rugosidade patente, zonas de impacto térmico rasas e pior qualidade de borda.
- Este método de corte não é adequado para modelos de precisão de usinagem porque os cantos afiados podem causar queimaduras.
Estes são os métodos de corte a laser mais comuns usados recentemente. O operador pode decidir o plano de corte com base na potência do equipamento de corte, capacidade de análise, requisito de processamento e composição do material. Nesse caso, a qualidade do material é o fator mais crítico a ser considerado. Se o material tiver impurezas diferentes, pode ter um ponto de fusão ou ebulição mais alto. Nesse caso, o cortador a laser requer feixe de laser de alta potência para penetrar nesses materiais.
Materiais de corte a laser
Pronto para começar a experimentar seu gravador a laser? Primeiro, você precisará reunir todo o equipamento necessário para usar. Normalmente, o feixe de laser pode penetrar em quase todos os tipos de materiais, mas você precisa saber melhor sobre a potência nominal. No entanto, experimente a sua máquina de gravação a laser com vários tipos diferentes de materiais mencionados abaixo para ver como eles funcionam. Nesse caso, você deve verificar as especificações da máquina. Como já dissemos, dependendo da potência do laser, você deve determinar os materiais do laser. Outra coisa importante que você deve considerar é que diferentes materiais podem emitir vários vapores, por isso é melhor garantir uma boa área de ventilação para ser segura.
- Madeira: Um dos materiais de corte a laser mais comuns é a madeira. Iniciantes e até mesmo profissionais costumam usar um cortador a laser para madeira para cortar peças a serem montadas, gravar presentes e esculpir designs complexos em um pedaço de madeira.
- Plástico e acrílico: Sinais, joias, enfeites, arte de parede e muito mais podem ser uma excelente escolha para criar a partir de materiais plásticos e acrílicos. Você também pode usar plexiglass, plexiglass colorido selvagem, um acrílico padrão, para produzir belas obras de arte no estilo vitral. Ele vem em uma variedade de espessuras, bem como a madeira.
- Espuma: Criar inserções e vedações de espuma é o melhor para projetos infantis. Para criar quebra-cabeças divertidos e personalizados, você pode usar um cortador a laser para cortar pedaços grossos de espuma. Embora não seja tão comum quanto outros materiais para projetos domésticos, ainda é uma escolha viável a ser considerada.
- Chapa de metal: É um pouco complicado cortar chapas na máquina de gravação a laser. A força de atração molecular dentro do metal é muito maior do que a da madeira ou do acrílico. Portanto, para derreter bordas de chapa de metal, precisamos obter uma fonte de laser de alta potência.
- Couro: Depois de ter praticado um bom tempo com sua máquina de corte a laser, você pode experimentar o couro, embora seja um material caro. No entanto, você pode criar carteiras, cintos, bolsas, pulseiras de joias e obras de arte.
- Cartão: Um dos materiais de corte a laser mais econômicos é o papelão. É também um dos mais fáceis de usar. Você pode fazer qualquer coisa, desde cartões de visita atraentes a peças de construção de modelos.
Não existem muitos materiais que você não possa usar em geral. Se estiver gravando, você deve ficar longe do vidro. Qualquer conteúdo que contenha cloro, como vinil ou PVC, também não é recomendado.
Vantagens e desvantagens da tecnologia de corte a laser
Os engenheiros preferem serviços de gravação a laser devido às vantagens que oferece. Os benefícios significativos da tecnologia de corte a laser: flexibilidade, corte de precisão, repetibilidade, velocidade, custo-benefício, sem contato, versatilidade, possibilidades de automação, excelente qualidade, etc.
- Na linha de produção, o corte a laser é fácil de integrar.
- A tecnologia de corte a laser oferece uma variedade de materiais de corte.
- Possui design livre de peças de 1.5 x 1.5 cm a 94 x 94 cm.
- A tecnologia de corte a laser é um processo confiável e sempre fornece o mesmo resultado.
- Ele oferece uma opção de gravação diferente
- É capaz de cortar designs altamente complicados.
As desvantagens da tecnologia de corte a laser são as seguintes:
- A máquina de corte a laser de alta potência precisa de um operador experiente.
- Um cortador a laser específico não pode cortar todos os tipos de espessuras de metal. Neste caso, diferentes espessuras de metal requerem outros cortadores elétricos a laser.
- O método de corte térmico criou vapores perigosos, portanto, garanta uma melhor ventilação na sala.
A tecnologia de corte a laser é prejudicial ao corpo humano?
A tecnologia de corte a laser pode ser prejudicial se você se esquecer de tomar as precauções necessárias durante e após a operação. Certamente existem alguns riscos correspondentes aos cortadores a laser, como gases tóxicos, incêndios e lesões corporais. Felizmente, existem algumas maneiras rápidas e fáceis de escapar desses perigos e cortar projetos de forma limpa e segura.
Aplicação de tecnologia de corte a laser
Todos os países do mundo estão usando tecnologia de corte a laser em diferentes áreas da engenharia. Mencionaremos algumas das aplicações em que os engenheiros costumam usar a tecnologia de corte a laser.
- Aeroespacial: a aviação e as viagens espaciais precisam alcançar o motor de alto desempenho e reduzir o consumo de combustível. A tecnologia de corte a laser provou ser a maneira mais eficiente de obter o projeto mais preciso da história.
- Painéis fotovoltaicos: a fabricação de painéis fotovoltaicos precisa de várias camadas finas de materiais condutores e fotoativos. A tecnologia de corte a laser elimina a borda das células solares de película fina.
- Moda: a tecnologia de corte a laser é mais comum na coleção de seda e couro cortada a laser para passarela ou em varejistas. O corte a laser funciona melhor em tecidos sintéticos.
- Robótica: a tecnologia a laser oferece uma maneira eficiente para todos os materiais usados na indústria de robôs. Drones e robôs geralmente requerem o uso de tecnologia de corte a laser para componentes eletrônicos.
- Outras: a tecnologia de corte a laser também é famosa em cirurgia a laser, corte a laser para marcação e gravação, embalagem, cerâmica e não metais de corte.
Resumo
Uma máquina de corte a laser é uma tecnologia de corte que usa energia focalizada fornecida por especialidades de laser e lentes focalizadas para derreter e gaseificar o material da superfície. Possui alta qualidade de corte, alta velocidade de corte, ampla gama de materiais de corte e alto desempenho.