Definizione
Taglio laser è un metodo di taglio termico che utilizza un raggio laser concentrato ad alta densità di potenza per irradiare il materiale da tagliare, facendo sì che il materiale si riscaldi rapidamente e raggiunga il punto di accensione, quindi si fonda, si abla, si vaporizzi e si evapori formando dei fori. Mentre il raggio si muove attraverso il materiale, i fori si allargano formando fessure più strette e, allo stesso tempo, il materiale fuso viene soffiato via dal gas di lavoro ad alta pressione per completare un taglio liscio e pulito.
Principio
Il laser utilizza l'eccitazione della sostanza per generare un raggio. Questo raggio ha una temperatura elevata. Quando entra in contatto con il materiale, può rapidamente fondersi sulla superficie del materiale per formare un foro. In base al movimento del punto di registrazione, viene formato il taglio. Rispetto al metodo di taglio tradizionale, il metodo di taglio ha uno spazio più piccolo e può salvare la maggior parte del materiale. Tuttavia, l'analisi è definita in base all'effetto di taglio. Il materiale tagliato in base al laser ha un effetto di taglio soddisfacente e un'elevata precisione. Questo è ereditato Oltre ai vantaggi del laser, è anche ineguagliato dai normali metodi di taglio.
Tipi
Il taglio laser si divide in 4 categorie: taglio per vaporizzazione, taglio per fusione, taglio con ossigeno, incisione e frattura controllata.
1. Taglio di vaporizzazione laser
Utilizzando un raggio laser ad alta densità di energia per riscaldare il pezzo in lavorazione, la temperatura aumenta rapidamente, raggiunge il punto di ebollizione del materiale in un tempo molto breve e il materiale inizia a vaporizzare per formare vapore. La velocità di espulsione di questi vapori è molto elevata e, allo stesso tempo in cui i vapori vengono espulsi, si forma un taglio nel materiale. Il calore di vaporizzazione dei materiali è generalmente molto elevato, quindi la vaporizzazione e il taglio laser richiedono molta potenza e densità di potenza.
Il taglio per vaporizzazione viene utilizzato principalmente per materiali metallici estremamente sottili e materiali non metallici (come carta, stoffa, legno, plastica e gomma, ecc.).
2. Taglio laser a fusione
Nel taglio a fusione, il materiale metallico viene fuso tramite riscaldamento laser, quindi il gas non ossidante (Ar, He, N, ecc.) viene spruzzato attraverso l'ugello coassiale al raggio e il metallo liquido viene scaricato dalla forte pressione del gas per formare un taglio. Il taglio a fusione laser non ha bisogno di vaporizzare completamente il metallo e l'energia richiesta è solo 1/10 del taglio a vaporizzazione.
Il taglio tramite fusione viene utilizzato principalmente per materiali che non si ossidano facilmente o metalli attivi, come acciaio inossidabile, titanio, alluminio e le loro leghe.
3. Taglio laser all'ossigeno
Il principio del taglio laser a ossigeno è simile al taglio ossiacetilenico. Utilizza un raggio laser come fonte di calore di preriscaldamento e un gas attivo come l'ossigeno come gas di taglio. Da un lato, il gas soffiato interagisce con il metallo da taglio per causare una reazione di ossidazione ed emettere una grande quantità di calore di ossidazione; dall'altro lato, l'ossido fuso e la massa fusa vengono soffiati fuori dalla zona di reazione per formare un taglio nel metallo. Poiché la reazione di ossidazione nel processo di taglio genera molto calore, l'energia richiesta per il taglio laser a ossigeno è solo 1/2 del taglio di fusione, e la velocità di taglio è molto più rapida del taglio di vaporizzazione e del taglio di fusione. Il taglio laser all'ossigeno è utilizzato principalmente per materiali metallici facilmente ossidabili come acciaio al carbonio, acciaio al titanio e acciaio trattato termicamente.
4. Incisione laser e frattura controllata
La incisione laser utilizza un laser ad alta densità di energia per scansionare la superficie del materiale fragile, in modo che il materiale venga riscaldato per far evaporare una piccola scanalatura, quindi applicare una certa pressione, il materiale fragile si spezzerà lungo la piccola scanalatura. I laser per la incisione sono generalmente Q-switched e CO2
Il controllo della frattura si basa sull'utilizzo della distribuzione della temperatura elevata generata dalla scanalatura laser, che genera uno stress termico locale nel materiale fragile e rompe il materiale lungo la piccola scanalatura.
Caratteristiche
Rispetto ad altri metodi di taglio termico, il taglio laser presenta caratteristiche di velocità di taglio elevata e alta qualità. Riassunte specificamente nei seguenti aspetti.
1. Buona qualità di taglio
Grazie al piccolo punto di taglio, all'elevata densità di energia e alla rapida velocità di taglio, è possibile ottenere un'elevata qualità di taglio.
a. L'incisione di taglio è stretta, entrambi i lati della fessura sono paralleli e perpendicolari alla superficie e la precisione dimensionale delle parti tagliate può raggiungere ±0.05mm.
b. La superficie di taglio è liscia e pulita, la rugosità superficiale è di sole decine di micron, senza lavorazione meccanica, e le parti possono essere utilizzate direttamente.
c. Dopo che il materiale è stato tagliato al laser, la larghezza della zona interessata dal calore è molto piccola, le prestazioni del materiale vicino alla fessura non sono quasi influenzate e la deformazione del pezzo è piccola, la precisione di taglio è elevata, la geometria della fessura è buona e la forma della sezione trasversale della fessura è un rettangolo più regolare.
2. Alta efficienza di taglio
Grazie alle caratteristiche di trasmissione, il laser cutter è generalmente dotato di più tavoli di lavoro CNC e l'intero processo di taglio può essere completamente controllato da CNC. Durante il funzionamento, è necessario solo modificare il programma di controllo numerico, può essere applicato al taglio di parti di forme diverse, sia taglio bidimensionale che taglio tridimensionale.
3. Velocità di taglio veloce
Utilizzando un laser con potenza 1200W tagliare un 2mm piastra di acciaio a basso tenore di carbonio spessa, la velocità di taglio può raggiungere 600 cm/min; taglio di un 5mm pannello in resina di polipropilene spesso, la velocità di taglio può raggiungere 1200 cm/min. Il materiale non deve essere bloccato e fissato durante il taglio, il che può non solo risparmiare attrezzature per utensili, ma anche risparmiare tempo ausiliario per il carico e lo scarico.
4. Taglio senza contatto
La torcia da taglio non ha alcun contatto con il pezzo in lavorazione e non c'è usura dell'utensile. Per la lavorazione di parti di forme diverse, non c'è bisogno di cambiare "utensile", basta cambiare i parametri di output del laser. Il processo di taglio ha basso rumore, piccole vibrazioni e nessun inquinamento.
5. Esistono molti tipi di materiali da taglio
Rispetto al taglio ossiacetilenico e al taglio al plasma, ci sono molti tipi di materiali tagliabili al laser, tra cui metallo, non metallo, materiali compositi a base di metallo e non metallo, pelle, legno e fibre. Ma per materiali diversi, a causa delle loro diverse proprietà termofisiche e dei diversi tassi di assorbimento per i laser, mostrano una diversa adattabilità per il taglio laser.
Applicazioni
La maggior parte dei laser cutter sono controllati da programmi CNC o trasformati in robot di taglio. Come metodo di lavorazione preciso, il laser può tagliare quasi tutti i materiali, incluso il taglio bidimensionale o tridimensionale di sottili piastre metalliche.
Nel campo della produzione automobilistica, la tecnologia di taglio delle curve spaziali come i finestrini delle auto è stata ampiamente utilizzata. La società tedesca Volkswagen utilizza un laser con una potenza di 500W per tagliare lamiere di carrozzeria di forma complessa e varie parti curve. Nel campo aerospaziale, la tecnologia laser viene utilizzata per tagliare materiali aeronautici speciali, come leghe di titanio, leghe di alluminio, leghe di nichel, leghe di cromo, acciaio inossidabile, ossido di berillio, materiali compositi, materie plastiche, ceramiche e quarzo. Le parti aerospaziali tagliate al laser includono tubo di fiamma del motore, involucro a parete sottile in lega di titanio, telaio dell'aeromobile, rivestimento in lega di titanio, capriata alare, pannello dell'ala di coda, rotore principale dell'elicottero, piastrelle di isolamento termico in ceramica dello space shuttle, ecc.
La tecnologia di taglio laser è utilizzata anche nel campo dei materiali non metallici. Non solo può tagliare materiali con elevata durezza e fragilità, come nitruro di silicio, ceramica, quarzo, ecc.; ma può anche tagliare e lavorare materiali flessibili, come stoffa, carta, lastre di plastica, gomma, ecc., come il taglio di indumenti con il laser, può far risparmiare indumenti del 10%～12%, migliorare l'efficienza di oltre 3 volte.
tendenze
1. La macchina per il taglio laser continuerà la rivoluzione epocale dei prodotti.
La sorgente laser è il componente principale del cutter, e anche un indicatore importante che determina il tipo e la capacità di taglio di un laser cutter. Inutile dire che i futuri cambiamenti nei laser cutter si verificheranno anche nelle sorgenti laser. Come accennato in precedenza, la sostituzione di CO2 macchina di taglio laser dal laser cutter in fibra è la rivoluzione tecnologica più importante nei 40 anni da quando è nato il laser cutter, che ha portato vantaggi economici epocali ai produttori e ai nuovi e vecchi utenti in questo campo. Quindi, in futuro, ci sarà una nuova sorgente luminosa che è più economica dei laser in fibra, ha prestazioni migliori, una modalità di fascio più eccellente, un tasso di conversione elettro-ottica più elevato o un costo complessivo inferiore? La risposta è ovviamente sì. Quindi chiediti, che tipo di laser? Naturalmente, è impossibile dare una risposta precisa ora. La scienza e la tecnologia a volte vacillano, a volte migliaia di miglia al giorno.
2. Il laser a fibra ad alta potenza diventerà la forza trainante nel mercato del taglio laser.
Al giorno d'oggi, le macchine per il taglio della fibra ottica di varie gamme di potenza hanno inaugurato un grande sviluppo. Tuttavia, dov'è la potenza principale delle macchine per il taglio laser in futuro? Sebbene le macchine in ogni gamma di potenza abbiano il loro uso, ma la famiglia di laser che è iniziata con i laser a fibra ad alta potenza e ha innescato la rivoluzione della tecnologia laser globale, considera una potenza maggiore, una precisione maggiore e una maggiore capacità di taglio come una delle importanti direzioni di sviluppo del taglio laser a fibra. STYLECNC ha lanciato di recente un 15KW altissima velocità macchina di taglio laser in fibra, che ha raggiunto una svolta senza precedenti nella velocità di taglio e nello spessore di taglio, che ha attirato l'attenzione del settore. Questo contiene la futura tendenza allo sviluppo dei laser cutter? Vale la pena di guardare avanti agli esperti del settore, agli studiosi e agli amici utenti. Inoltre, possiamo essere certi che nel prossimo futuro, molti produttori nazionali ed esteri di laser cutter in fibra inaugureranno una feroce concorrenza di mercato. Solo le aziende con un'eccellente qualità del prodotto, un'attenzione continua agli investimenti in R&S e la padronanza delle principali tecnologie competitive possono farlo ed essere invincibili.
3. L'era dell'intelligenza sta arrivando.
Che si tratti di Industria 4.0 in Germania o di produzione intelligente in Cina, la quarta rivoluzione industriale nel campo industriale sta arrivando. Come un'alta precisione Macchina da taglio laser CNC, il laser cutter sicuramente terrà il passo con i tempi e volerà con la tecnologia. Lo sviluppo dell'automazione del laser cutter ha notevolmente migliorato la capacità produttiva e il livello di automazione dell'officina di lamiere.
In futuro, su questa base, si sta sviluppando un'era di produzione intelligente di tagliatrici laser nei campi della tecnologia di rete, della tecnologia delle comunicazioni, della tecnologia dei software per computer e altri campi. È prevedibile che come mezzo di tranciatura di precisione della lamiera, utilizzerà inevitabilmente le proprie capacità di comunicazione di rete per comunicare con la linea di svolgimento della lamiera, la piegatrice, la punzonatrice CNC, l'unità di giunzione per saldatura (rivettatura), la linea di sabbiatura e rivestimento della fabbrica. Altre apparecchiature, integrate in un piano di produzione unificato, un sistema di gestione delle attività e delle valutazioni, sono diventate una parte importante del sistema di gestione dell'officina di lamiere. Di conseguenza, i produttori di laser si trasformeranno gradualmente in appaltatori di fabbricazione di lamiere.
