Care este procesul de tăiere cu laser a metalului?

Tăiere cu lasereste o metodă precisă și eficientă utilizată pentru tăierea metalului și a altor materiale cu ajutorul unui laser de mare putere. Procesul este utilizat pe scară largă în diverse industrii, inclusiv în industria prelucrătoare, auto, aerospațială și prelucrarea metalelor, datorită preciziei, vitezei și capacității sale de a crea modele complexe. În acest ghid, vom detalia modul în care funcționează tăierea cu laser, componentele cheie implicate și tipurile de tăiere cu laser.

1. Ce este tăierea cu laser?

Tăierea cu laser este un proces care utilizează un fascicul de lumină focalizat (laser) pentru a tăia sau a grava materiale precum metalele, materialele plastice și lemnul. Raza laser topește, arde sau vaporizează materialul, lăsând în urmă o tăietură curată, de înaltă calitate, cu deșeuri minime.

2. Componentele cheie ale tăierii cu laser

- Sursa laser: Raza laser provine de la un generator laser (laserele cu CO2, fibră sau Nd:YAG sunt utilizate în mod obișnuit pentru tăierea metalelor). Laserul este amplificat și îndreptat către materialul de tăiat.

- Lentila de focalizare: O lentila sau o serie de lentile focalizeaza fasciculul laser intr-un punct mic, crescand intensitatea acestuia in punctul de contact cu materialul.

- Cap de tăiere: Capul de tăiere direcționează fasciculul laser pe material. Se deplasează pe traseul programat, controlat de CNC (Computer Numerical Control) sau alte sisteme de ghidare.

- Gaz de asistență: gaz precum oxigenul, azotul sau aerul este adesea suflat prin duză pentru a ajuta procesul de tăiere, ajutând la îndepărtarea materialului topit și la îmbunătățirea calității tăierii.

- Patul de material: Metalul este așezat pe un pat sau o masă stabilă care susține materialul în timpul procesului de tăiere.

3. Procesul de tăiere cu laser

Procesul de tăiere cu laser poate fi împărțit în următorii pași:

Pasul 1: Proiectare și programare

- Design CAD: Primul pas este crearea unui design pentru piesa sau componenta care trebuie tăiată. Acest lucru se face folosind software-ul CAD (Computer-Aided Design). Designul este convertit într-un format care poate fi citit de mașina de tăiat cu laser, de obicei un fișier vectorial.

- Programare CNC: Designul este încărcat în sistemul CNC, care controlează mașina de tăiat cu laser. Acesta traduce designul în instrucțiuni de tăiere, ghidând laserul asupra modului și unde să taie.

Pasul 2: Pregătirea materialului

- Tabla metalică sau materialul de tăiat se așează pe patul mașinii. Metalele obișnuite utilizate în tăierea cu laser includ oțel, oțel inoxidabil, aluminiu, alamă și cupru.

Pasul 3: Tăiere cu laser

- Generare fascicul: sursa laser generează un fascicul de lumină cu energie mare, care este apoi focalizat prin lentile pentru a crea un punct de căldură intens.

- Încălzirea materialului: Când raza laser focalizată lovește metalul, energia este absorbită, ceea ce face ca materialul să se încălzească rapid și să se topească, să ardă sau să se vaporizeze.

- Gaz de asistență: Un gaz de asistență (cum ar fi oxigenul sau azotul) este direcționat către zona de tăiere printr-o duză. Ajută la îndepărtarea metalului topit și a resturilor, precum și la răcirea materialului și îmbunătățește viteza și precizia de tăiere.

 - Oxigenul este adesea folosit pentru tăierea oțelului moale, deoarece reacționează cu metalul pentru a produce căldură și accelerează procesul de tăiere.

 - Azotul este folosit pentru materiale precum oțelul inoxidabil pentru a preveni oxidarea și pentru a asigura o margine curată.

- Mișcare cu laser: Capul de tăiere cu laser controlat de CNC se mișcă de-a lungul traseului programat, urmând proiectul. Viteza, puterea și punctul focal al laserului sunt ajustate în funcție de materialul și grosimea metalului tăiat.

Pasul 4: Răcire și finisare

- Pe măsură ce laserul taie materialul, metalul topit sau vaporizat este suflat de gazul de asistență, lăsând o tăietură curată și netedă.

- Dupa terminarea taierii, marginile pot fi netezite sau debavurate, in functie de finisajul dorit.

- Orice resturi de resturi de metal sau deșeuri sunt minime datorită preciziei laserului.

4. Tipuri de tăiere cu laser pentru metal

Există mai multe metode de tăiere cu laser în funcție de material și aplicație:

A. Tăiere prin vaporizare

- Raza laser încălzește materialul până la punctul său de fierbere, determinându-l să se vaporizeze. Această metodă este potrivită pentru materiale precum lemnul sau materialele plastice, dar poate fi folosită și pentru metale subțiri.

B. Tăiere prin topire și suflare (tăiere prin fuziune)

- Materialul este încălzit până se topește, iar un gaz de înaltă presiune (adesea azot) elimină metalul topit din tăietură. Această metodă este comună pentru tăierea metalelor precum oțelul inoxidabil și aluminiul.

C. Tăiere reactivă (Tăiere cu flacără)

- Cunoscută și sub denumirea de tăiere cu laser asistată de oxigen, această metodă este similară cu tăierea cu oxicombustibil. Oxigenul este suflat în zona de tăiere, iar metalul reacţionează cu oxigenul, producând căldură suplimentară şi accelerând procesul de tăiere. Acesta este adesea folosit pentru tăierea oțelului gros.

D. Fisurarea prin efort termic

- Unele materiale fragile, cum ar fi sticla, pot fi tăiate folosind stres termic controlat. Laserul induce încălzire localizată și, pe măsură ce materialul se răcește, se crăpă de-a lungul traseului de tăiere.

5. Avantajele tăierii cu laser a metalului

- Precizie ridicată: Tăierea cu laser poate produce tăieturi extrem de precise, cu toleranțe strânse, făcându-l ideal pentru modele complexe.

- Tăieri curate: Laserul produce margini netede și curate, eliminând adesea nevoia de finisare secundară.

- Versatil: Tăierea cu laser lucrează pe o gamă largă de metale și grosimi, de la foi subțiri la plăci mai groase.

- Deșeuri reduse: Tăierea cu laser este foarte eficientă, reducând risipa de material în comparație cu alte metode de tăiere.

- Viteză: Oferă viteze de tăiere mai mari, în special atunci când tăiați metale mai subțiri, în comparație cu metodele tradiționale precum tăierea mecanică.

6. Aplicații ale tăierii cu laser în metal

Tăierea cu laser este utilizată în diverse industrii, inclusiv:

- Automobile: Pentru tăierea pieselor metalice, cum ar fi componentele șasiului și componentele motorului.

- Aerospațial: Pentru a crea componente de precizie pentru avioane și nave spațiale.

- Fabricare: pentru fabricarea metalelor la comandă, inclusiv suporturi, carcase și piese din tablă.

- Fabricarea de bijuterii: pentru modele și modele metalice detaliate.

- Construcție: tăierea grinzilor de oțel, a panourilor și a placajului.

Concluzie

Tăierea cu laser a metalului este un proces extrem de eficient și precis, care oferă precizie, viteză și flexibilitate superioare într-o gamă largă de industrii. Indiferent dacă tăiați tablă subțire sau plăci groase de oțel, metoda și echipamentul potrivit de tăiere cu laser pot îmbunătăți semnificativ productivitatea și pot reduce risipa de material. Înțelegerea procesului asigură un control mai bun al calității și ajută la selectarea celui mai potrivit tip de tăiere cu laser pentru nevoile specifice de prelucrare a metalelor.

Dongguan Fu Cheng Xin Communication Technology Co., Ltd. este dedicat dezvoltării, producției, asamblarii, furnizorilor de hardware de servicii unice ODM. Bine ați venit să ne întrebați la Lei.wang@dgfcd.com.cn.