Grazie ai progressi tecnici, le persone stanno sviluppando sempre più una varietà di metodi di taglio. Richiedono vantaggi e produttività nella loro attività. Nessuno ti impedirà di diventare un prospero uomo d'affari se puoi risparmiare tempo e denaro nella tua linea di produzione. All'inizio del 2021 sono arrivati sul nostro mercato molti dispositivi di taglio specializzati, come macchine CNC (foratura, fresatura, laser, fresatura), rettifica, levigatura e così via. Tra queste scelte, la tecnologia del taglio laser è oggi uno dei servizi più esigenti al mondo. In base alla potenza di uscita, queste macchine laser sono in grado di tagliare quasi tutti i materiali. Inoltre, il taglio laser è relativamente più veloce ed economico rispetto ad altre macchine per incisione. E così, ti abbiamo portato questo articolo sull'incredibile tecnologia di taglio laser per stabilire una ricerca migliore.
Introduzione alla tecnologia di taglio laser
Il LASER o amplificazione luminosa per emissione stimolata di radiazione è un dispositivo che rilascia luce amplificandola attraverso un processo ottico sulla scarica stimolata di radiazione elettromagnetica. Utilizzando questi processi, gli industriali stanno realizzando molti strumenti laser per diverse strutture. Di conseguenza, una macchina per incisione laser amplifica il raggio laser ad alta potenza in un intervallo tale da poter tagliare, fondere o bruciare un foglio di materiale. Secondo le specifiche di progettazione, un processo di taglio laser focalizza il raggio di luce sul punto specifico per tagliare e incidere il materiale in fogli. Una macchina per incisione laser può tagliare vari materiali solidi utilizzando questa tecnologia, come metallo, legno, acrilico, plastica, ecc. Pertanto, i dispositivi di taglio laser sono in grado di realizzare parti e meccanismi complicati.
D'altra parte, il processo di taglio laser non è per l'intervento umano. Un dispositivo di controllo numerico computerizzato aziona la pistola laser in una direzione specifica. Nella camera interna, c'è l'ingresso del gas laser e la lente di amplificazione della luce. Il raggio laser amplificato stimolato cade sulla superficie del metallo, brucia il punto specifico che colpisce. In questo modo, il raggio stimolato fonde gradualmente lo spessore del materiale in foglio.
La manipolazione CNC è simile alle altre macchine gestite da computer. Questi dispositivi utilizzano un linguaggio macchina chiamato programma CNC che controlla la velocità del motore passo-passo. Di solito, la maggior parte delle macchine CNC sono bidimensionali. Quindi, la pistola da taglio ha bisogno di due assi diversi per le direzioni X e Y. Nei dispositivi di taglio laser CNC, non è necessario che la pistola laser si muova sull'asse Z perché il raggio proiettato colpisce in modo uniforme la superficie dei materiali. In questo caso, ci sono alcuni casi eccezionali che hanno un movimento laser tridimensionale.
Metodi di taglio laser popolari
I dispositivi di taglio laser possono differire in base alla sorgente laser rimanendo lo stesso principio di funzionamento. Il primo è il taglio laser CO2 CNC, che utilizza gas CO2 che si mescola con il raggio laser. In questo caso, ci sono altri gas disponibili, come azoto, elio, xeno e idrogeno. Il secondo è il laser cutter per cristalli CNC. Questo tipo di laser cutter utilizza cristalli per la scarica laser elettrica. Il terzo è il taglio laser in fibra CNC. Questo tipo di taglio laser utilizza un cavo in fibra ottica per trasferire il raggio laser alla pistola laser.
Tuttavia, a seconda di questi dispositivi di taglio laser, gli industriali hanno classificato diversi metodi di taglio laser. Continua a leggere; li citeremo a titolo di sintesi.
Taglio Fusion Fusion
Di solito, il tavolo da taglio laser ha due fasi diverse, la fase superiore e quella inferiore. La pistola laser fonde parzialmente il punto particolare durante il metodo di taglio a fusione e il flusso d'aria espelle il materiale fuso nella parte inferiore dello stadio. Questo fenomeno si verifica allo stato liquido, quindi il processo è famoso come metodo di taglio per fusione. Tuttavia, durante questo processo, i gas inerti di elevata purezza accompagnano il raggio laser facendo sì che il materiale fuso esca dallo stadio. Qui, il gas inerte non partecipa al taglio. In questo caso, la potenza del laser è inferiore a un livello specifico in cui la pressione dell'aria è il fattore limitante allo stadio e alla conduttività termica.
Alti e lati negativi
- Il taglio per fusione è più veloce del metodo di gassificazione.
- In questo metodo, il materiale assorbe solo particolari raggi laser.
- Il taglio laser a fusione richiede un'elevata potenza per incidere i metalli, ad esempio l'acciaio richiede 104-105 W/ cm2. In questo caso la velocità massima di taglio dipende dalla potenza massima del laser; se la potenza del laser aumenta, aumenta la velocità di taglio e viceversa.
- Non ottiene l'incisione di ossidazione per ferro, acciaio e titanio.
Taglio di vaporizzazione
Durante questo processo di gassificazione, la temperatura sulla superficie sale al punto di ebollizione così velocemente da poter evitare lo stato di fusione del materiale. Alcuni materiali vaporizzano in questo momento e il gas ausiliario viene espulso da alcuni dei gas inerti utilizzati per il taglio laser a gas. Questo processo di vaporizzazione è noto come processo di taglio della vaporizzazione. Tuttavia, la materia prima non deve superare lo spessore richiesto oltre il diametro del raggio laser.
Aspetti positivi e negativi
- Il taglio per vaporizzazione richiede una potenza laser maggiore rispetto al taglio per fusione per raggiungere istantaneamente il punto di ebollizione. La potenza del laser di questo processo deve superare i 18 W/cm2 a seconda del materiale, della profondità di taglio e della posizione di messa a fuoco.
- Questo metodo non è adatto a coloro che non hanno punti di fusione, come il legno e alcune ceramiche. Il processo di vaporizzazione è solo per piccole aree come le leghe ferrose.
- I materiali utilizzati per il processo di vaporizzazione devono raggiungere un'incisione più spessa.
- La potenza del laser e la vaporizzazione hanno un effetto particolare sulla posizione focale.
Taglio controllato a frattura
Se segui lo stesso processo di taglio laser, il taglio di materiali fragili potrebbe non funzionare perfettamente. In questo caso, questi tipi di materiali necessitano di danni da calore ad alta velocità con taglio a frattura controllabile attraverso il raggio laser è noto come taglio controllato a frattura. In questo processo, l'energia laser emessa crea uno stress meccanico che provoca la separazione del materiale lungo il percorso del raggio laser. Questa separazione dei materiali è controllabile per la crescita della frattura ed è simile a una cricca estesa.
Tuttavia, durante il metodo di taglio controllato dalla frattura, il raggio laser che colpisce la piccola area del materiale fragile provoca un grande gradiente termico e una significativa deformazione meccanica in quella regione risultante dalla fessura del materiale.
Aspetti positivi e negativi
- Utilizzando il software ANSYS o altra versione, è possibile ottenere rapidamente la distribuzione dello stress e della temperatura.
- Questo processo richiede un'elevata potenza del laser a seconda dei tipi di materiale fragile.
- Un gradiente di riscaldamento equilibrato può guidare le fessure in qualsiasi direzione desiderata.
ossidazione fusione vaporizzazione
L'ossigeno o altro gas reattivo è adatto per questo metodo di taglio. Dopo la camera elettromagnetica, il raggio amplificato colpisce la superficie del materiale attraverso un ambiente di gas reattivi. In questo momento, il fascio amplificato reagisce chimicamente con l'ossigeno o altro gas reattivo, producendo furiosamente una fonte di calore più elevata. Questo processo di risposta e metodo di taglio è noto come ossidazione fusione-vaporizzazione. La modalità a impulsi limita l'effetto del calore e la potenza del laser determina la velocità di taglio.
Vantaggi e svantaggi
- La velocità di taglio dello stesso spessore dell'acciaio strutturale più veloce del taglio di fusione grazie al metodo di vaporizzazione di fusione per ossidazione.
- La vaporizzazione della fusione per ossidazione fornirà un taglio ampio, rugosità brevettata, zone di impatto termico rase e una qualità del bordo peggiore.
- Questo metodo di taglio non è adatto per la lavorazione di modelli di precisione perché gli spigoli vivi possono rischiare di ustionarsi.
Questi sono i metodi di taglio laser più comuni utilizzati di recente. L'operatore può decidere il piano di taglio in base alla potenza dell'attrezzatura di taglio, analizzando la capacità, i requisiti di lavorazione e la composizione del materiale. In questo caso, la qualità del materiale è il fattore più critico da considerare. Se il materiale ha impurità diverse può avere un punto di fusione o di ebollizione più alto. In questo caso, il laser cutter richiede un raggio laser ad alta potenza per penetrare in questi materiali.
Materiali per il taglio laser
Pronto per iniziare a provare il tuo incisore laser? Per prima cosa, dovrai raccogliere tutte le attrezzature necessarie da utilizzare. Di solito, il raggio laser può penetrare quasi tutti i tipi di materiali, ma è necessario conoscere meglio la potenza nominale. Tuttavia, prova la tua macchina per incisione laser con diversi tipi di materiali menzionati di seguito per vedere come funzionano. In questo caso, dovresti esaminare le specifiche della tua macchina. Come abbiamo già detto, a seconda della potenza del laser, è necessario determinare i materiali del laser. Un'altra cosa importante da considerare è che materiali diversi possono emettere vari fumi, quindi è meglio garantire una buona area di ventilazione per essere sicuri.
- Legna: Uno dei materiali più comuni per il taglio laser è il legno. I principianti e persino i professionisti usano spesso un laser cutter per il legno per ritagliare parti da assemblare, incidere regali e ritagliare disegni intricati in un pezzo di legno.
- Plastica e acrilico: Insegne, gioielli, ornamenti, arte della parete e molto altro possono essere una scelta eccellente per creare da materiali plastici e acrilici. Puoi anche usare plexiglass, plexiglass dai colori selvaggi, un acrilico standard, per produrre bellissime opere d'arte in stile vetro colorato. È disponibile in una varietà di spessori, proprio come il legno.
- Schiuma: La creazione di inserti e guarnizioni in schiuma è la soluzione migliore per i progetti dei bambini. Per creare puzzle personalizzati e divertenti, puoi usare un cutter laser per tagliare pezzi di schiuma spessi. Sebbene non sia così comune come altri materiali per i progetti domestici, è comunque una scelta praticabile da considerare.
- Lamiera: È un po' complicato tagliare lamiere con la macchina per incisione laser. La forza di attrazione molecolare all'interno del metallo è molto più alta del legno o dell'acrilico. Quindi, per fondere i bordi della lamiera, abbiamo bisogno di una sorgente laser ad alta potenza.
- Pelle: Dopo aver praticato un buon tempo con la tua macchina da taglio laser, puoi provare la pelle, anche se è un materiale costoso. Tuttavia, puoi creare portafogli, cinture, portamonete, braccialetti di gioielli e opere d'arte.
- Cartone: Uno dei materiali per taglio laser più convenienti è il cartone. È anche uno dei più user-friendly. Puoi realizzare qualsiasi cosa, da accattivanti biglietti da visita a parti di modellismo.
Non ci sono molti materiali che non puoi usare in generale. Se stai incidendo, dovresti stare lontano dal vetro. Anche qualsiasi contenuto contenente cloro, come vinile o PVC, non è raccomandato.
Vantaggi e svantaggi della tecnologia di taglio laser
Gli ingegneri preferiscono un servizio di incisione laser a causa dei suoi vantaggi che offre. I vantaggi significativi della tecnologia di taglio laser: flessibilità, taglio di precisione, ripetibilità, velocità, convenienza, senza contatto, versatilità, possibilità di automazione, qualità eccellente, ecc
- Nella linea di produzione, il taglio laser è facile da integrare.
- La tecnologia di taglio laser offre una varietà di materiali di taglio.
- Ha libertà di design da pezzi di 1.5 x 1.5 cm a 94 x 94 cm.
- La tecnologia del taglio laser è un processo affidabile e fornisce sempre lo stesso risultato.
- Fornisce diverse opzioni di incisione
- È in grado di tagliare disegni molto complicati.
Gli svantaggi della tecnologia di taglio laser sono i seguenti:
- La macchina da taglio laser ad alta potenza necessita di un operatore esperto.
- Un laser cutter specifico non può tagliare tutti i tipi di spessori metallici. In questo caso, spessori di metallo diversi richiedono altri laser cutter motorizzati.
- Il metodo di taglio termico ha creato fumi pericolosi, quindi garantire una migliore ventilazione nella stanza.
La tecnologia di taglio laser è dannosa per il corpo umano?
La tecnologia di taglio laser può essere dannosa se si dimentica di prendere le precauzioni necessarie durante e dopo l'operazione. Ci sono certamente alcuni rischi corrispondenti ai laser cutter, come fumi tossici, incendi e lesioni fisiche. Fortunatamente, ci sono alcuni modi facili e veloci per sfuggire a questi pericoli e tagliare i progetti in modo pulito e sicuro.
Applicazione della tecnologia di taglio laser
Tutti i paesi del mondo utilizzano la tecnologia di taglio laser in diversi campi dell'ingegneria. Citeremo alcune delle applicazioni in cui gli ingegneri utilizzano spesso la tecnologia di taglio laser.
- Aerospaziale: l'aviazione e i viaggi spaziali devono ottenere motori ad alte prestazioni e ridurre il consumo di carburante. La tecnologia di taglio laser si è dimostrata il modo più efficiente per ottenere il design più accurato della storia.
- Pannelli fotovoltaici: la produzione di pannelli fotovoltaici richiede diversi strati sottili di materiali conduttivi e fotoattivi. La tecnologia di taglio laser effettua la cancellazione dei bordi sulle celle solari a film sottile.
- Moda: la tecnologia del taglio laser è più comune per le collezioni di sfilate di seta e pelle tagliate al laser o presso i rivenditori. Il taglio laser funziona meglio sui tessuti sintetici.
- Robotica: la tecnologia laser offre un modo efficiente per ogni materiale utilizzato nell'industria dei robot. Droni e robot richiedono spesso l'uso della tecnologia di taglio laser per i componenti elettronici.
- Altri: la tecnologia di taglio laser è famosa anche nella chirurgia laser, taglio laser per marcatura e incisione, imballaggio, ceramica e non metalli tagliati.
Sommario
Una macchina da taglio laser è una tecnologia di taglio che utilizza l'energia focalizzata fornita da specialità laser e lenti focalizzate per fondere e gassificare il materiale superficiale. Ha un'elevata qualità di taglio, una velocità di taglio elevata, un'ampia gamma di materiali da taglio e prestazioni elevate.