I. Introducción
CNC máquina de corte por láser es un moderno equipo de corte y fabricación mediante rayo láser. Está compuesto por componentes como un láser, un sistema CNC y un cabezal de corte, que puede realizar cortes de alta precisión y eficacia en materiales metálicos y no metálicos.
La aparición de las máquinas de corte por láser CNC mejora significativamente el nivel de automatización y la eficiencia de producción en la fabricación y el procesamiento y ha sido ampliamente utilizado en la fabricación de maquinaria, aeroespacial, automoción, electrónica y otras industrias.
Nuestro pasaje presentará el principio de funcionamiento, tipos y aplicaciones en varias industrias de máquinas de corte por láser CNC.
Además, nuestro pasaje discutirá las tendencias futuras de la tecnología de máquinas de corte por láser CNC y cómo impulsa la innovación y el desarrollo de la industria manufacturera y otras industrias relacionadas.
II. Comprensión de las máquinas de corte por láser CNC
Definición de corte por láser CNC
El corte por láser CNC es una tecnología de procesamiento térmico que utiliza un rayo láser de alta densidad de potencia para fundir, vaporizar o hacer reaccionar químicamente la pieza de trabajo bajo el control del sistema CNC.
Integra tecnologías ópticas, mecánicas, eléctricas e informáticas, lo que representa la dirección de desarrollo de la tecnología de fabricación moderna.
Cómo funcionan las máquinas de corte por láser CNC
El proceso de trabajo de una máquina de corte por láser CNC puede describirse como el rayo láser de alta densidad energética generado por láseres que irradian a la superficie de la pieza de trabajo a través de un sistema óptico, haciendo que el material se caliente, funda y vaporice rápidamente.
Al mismo tiempo, el sistema CNC controla el cabezal de corte y se desplaza a lo largo de los carriles predeterminados, formando finalmente los patrones de corte en la pieza.
Tipos de máquinas de corte por láser CNC
De acuerdo con las diferencias en el tipo de láser y el formato de procesamiento, las máquinas de corte por láser CNC se pueden dividir en los siguientes tipos:
Máquina de corte por láser de CO2: adopta láseres de gas CO2, un gran formato de procesamiento, adecuado para cortar materiales no metálicos y partes de materiales metálicos.
Máquina de corte por láser de fibra: Adopta láser de fibra, y tiene un rayo láser de buena calidad, pequeño punto de luz, y alta precisión de corte, especialmente adecuado para el corte de materiales metálicos.
Máquina de corte plano: el objeto de tratamiento es una pieza plana, como chapas, placas, etc.
Cortadora de tubos: Especialmente adecuado para el corte de fabricación como tubos redondos, tubos cuadrados y tubos de formas especiales.
Ventajas sobre los métodos de corte tradicionales
En comparación con los métodos de corte tradicionales, como el corte por plasma y el corte por llama, la máquina de corte por láser CNC tiene las siguientes ventajas:
Corte de alta calidadZona afectada por el calor: la zona afectada por el calor es pequeña, la hendidura de corte es estrecha y la verticalidad de la superficie de corte es alta, sin rebabas, sin necesidad de proceder secundariamente.
Procesado de alta eficaciaLa velocidad de corte es rápida y la eficacia es varias veces superior a la de los métodos de corte tradicionales.
Alta precisión: la precisión de la posición puede ser de hasta ±0,05 mm bajo el control del sistema CNC, que es superior al corte manual.
Materiales aplicables generalizados: La máquina de corte por láser CNC puede cortar materiales metálicos y no metálicos, como acero inoxidable, acero al carbono, aleación de aluminio, vidrio orgánico, madera, etc.
Funcionamiento flexible: adopta la programación CNC, que puede formar directamente los códigos de corte a partir de patrones CAD, es rápido y preciso, y es conveniente para modificar.
Nivel automático alto: el proceso de corte está controlado por un sistema CNC, lo que reduce la intervención manual y mejora la eficacia de la producción.
III. Componentes de las máquinas de corte por láser CNC
Fuente láser
El recurso láser es el componente central de la máquina de corte por láser CNC, que se utiliza para generar rayos láser de alta densidad de potencia. Los láseres más comunes son los de CO2 y los de fibra.
Láser de CO2Láser infrarrojo: utiliza gas Co2 como sustancia de trabajo y se excita mediante descarga de alto voltaje, la longitud de onda es de 10,6μm láser infrarrojo. Tiene mayor potencia, adecuado para cortar materiales no metálicos y materiales metálicos más gruesos.
Láser de fibraUtiliza fibra dopada con elementos de tierras raras como medio de ganancia y genera láser infrarrojo de 1,06μm mediante bombeo por diodo láser semiconductor. Tiene buena calidad de haz láser, y alta densidad de energía, que es adecuado para el corte de materiales metálicos.
Controlador CNC
El sistema CNC es el cerebro de la máquina de corte por láser CNC, que es responsable de controlar cada parte de los componentes de la máquina y lograr el corte automático. Se compone principalmente de un ordenador, una tarjeta de control de movimiento, un controlador, un servomotor, etc.
Ordenador: se utiliza para programar, almacenar programas de procesamiento, enviar instrucciones de control, etc.
Tarjeta de control de movimiento: utilizado para convertir las instrucciones de control del ordenador en señales eléctricas para controlar el movimiento de los servomotores.
Conductor: se utiliza para recibir la señal eléctrica de la tarjeta de movimiento, impulsando el servomotor para que funcione.
Servomotor: se utiliza para accionar el cabezal de corte y el movimiento del banco de trabajo, finalizando el movimiento de corte.
Sistema óptico
El sistema óptico se utiliza para transmitir y enfocar el haz láser, concentrando la energía láser en el pequeño punto de la superficie de la pieza para lograr el corte. Se compone de un reflector, un espejo de enfoque, etc.
Reflector: se utiliza para cambiar la dirección de transmisión del rayo láser, guiando el rayo láser hacia el cabezal de corte.
Espejo de enfoque: se utiliza para enfocar el haz láser en la superficie de la pieza de trabajo, formando el foco de alta densidad de energía. La distancia focal de la lente de enfoque determina el tamaño del punto luminoso.
Sistema de sujeción de piezas
Se utiliza un sistema de sujeción de la pieza para fijar y apoyar la pieza que se va a cortar, garantizando la estabilidad de la pieza durante el proceso de corte. La forma común de fijación tiene adsorción por vacío y abrazaderas mecánicas.
Adsorción al vacíose abren muchos agujeros pequeños en la plataforma de corte, y se utiliza la presión atmosférica para adsorber firmemente la pieza de trabajo a la plataforma después de aspirarla. Este método es adecuado para piezas de chapa fina.
Abrazaderas mecánicasLa máquina de corte por plasma: adopta varias abrazaderas mecánicas, como tornillo de banco, mandril, etc., que pueden fijar firmemente la pieza de trabajo en la plataforma de corte. Este método es adecuado para piezas con formas especiales, como tubos y perfiles.
Sistema de escape
El sistema de escape se utiliza para absorber el humo y los gases de escape generados durante el proceso de corte, manteniendo limpia la zona de corte y prolongando la vida útil del usuario. Se compone principalmente de ventiladores, dispositivos de filtrado, etc.
Fan: se utiliza para generar presión negativa y absorber el humo y los gases de escape en el conducto de escape.
Dispositivos de filtradoSe utiliza para filtrar el humo inhalado y los gases de escape, y reducir la contaminación del medio ambiente. El dispositivo de filtrado de uso común tiene un filtro de alta eficiencia (HEPA), filtro de carbón activado, etc.
Cama de corte
Una mesa de corte se utiliza para localizar y apoyar la superficie de la pieza de trabajo, por lo general la adopción de la estructura de nido de abeja o tira para reducir el área de contacto con la pieza de trabajo, beneficioso para el humo y la emisión de gases de escape. El tamaño de la mesa de corte determina el tamaño del formato de procesamiento.
Sistema de gas de asistencia
El gas auxiliar juega un papel importante en los cortes láser CNC, y tiene principalmente las siguientes funciones:
Proteger el componente óptico del cabezal de corte, para evitar la contaminación por salpicaduras. Soplar el material fundido, y mejorar la calidad de corte.
Bajar la temperatura de la zona de corte, y reducir el efecto de calentamiento. Evitar la oxidación de la superficie del material y mejorar la calidad de la sección.
El uso habitual de gas auxiliar incluye nitrógeno, oxígeno, aire, etc. La elección del gas depende del tipo de material que se vaya a cortar.
IV. Cómo manejar una máquina de corte por láser CNC
Puesta en marcha de la máquina
En primer lugar, la chapa metálica que se va a cortar o las placas tubulares deben fijarse en el banco de trabajo. Esto puede asegurar que el material es estable y se prepara para los procedimientos básicos de corte. En los siguientes pasos, abra la máquina y utilice el interruptor para arrancar la máquina de corte por láser. Al mismo tiempo, abra el desodorizador de escape para mantener limpio el entorno de trabajo.
Carga del archivo de diseño
Comience con un archivo de diseño sencillo. Descargue su archivo de diseño favorito, impórtelo en su software de diseño y prepárelo para el procesamiento láser. En función de los requisitos de trabajo, es posible que necesite trabajar con archivos vectoriales, archivos de diseño CAD y 3D y, en ocasiones, archivos rasterizados.
Ajuste de los parámetros de corte
Ajustar correctamente los parámetros de corte es la clave para conseguir un corte preciso.
Ejecución del proceso de corte
Una vez realizado todo el trabajo de preparación, se puede utilizar el sistema CNC para controlar el proceso de corte de la máquina de corte por láser.
Estos pasos implican el funcionamiento preciso de la máquina, incluidos, entre otros, la elección del material, el programa y el corte.
Precauciones de seguridad a tener en cuenta
Cumpla estrictamente las normas de seguridad de funcionamiento y mantenimiento cuando utilice la máquina de corte por láser CNC.
Esto incluye, entre otras cosas, garantizar la sujeción segura de los materiales de corte, ajustar los parámetros del equipo para adaptarlos al tipo y grosor del material y formar a los operarios.
V. Ventajas del corte por láser CNC
| Ventajas | Manifestaciones específicas |
| Alta precisión y buena calidad de corte | -El rayo láser tiene un diámetro pequeño (0,1~0,2mm), alta densidad de energía después de enfocar |
| -Materiales no metálicos: acrílico, caucho, plástico, madera, cuero, papel, etc. | |
| -Corte plano y liso, básicamente sin rebabas, sin necesidad de procesado secundario. | |
| -Alta precisión de posicionamiento, hasta ± 0,05 mm | |
| -Puede procesar patrones complejos y finos como engranajes, texto, patrones, etc. | |
| Materiales ampliamente aplicables y gran flexibilidad de procesamiento | -Puede cortar materiales metálicos y no metálicos |
| -Materiales metálicos: acero al carbono, acero inoxidable, aleación de aluminio, cobre, titanio, etc. | |
| -Ajustando la potencia del láser, la velocidad de corte y otros parámetros, puede adaptarse a diferentes materiales y grosores. | |
| -Ajustando la potencia del láser, la velocidad de corte y otros parámetros, puede adaptarse a diferentes materiales y espesores | |
| -Puede realizar procesados especiales como cortes oblicuos y cortes irregulares | |
| -Puede cortar a lo largo de cualquier curva y contorno complejo, con una amplia gama de procesamiento | |
| Alta eficiencia de producción y rentabilidad | -Velocidad de corte rápida, generalmente 1-10m/min, hasta 100m/min |
| -Corto tiempo de sujeción, sin necesidad de sustituir herramientas y utillajes. | |
| -Utilizando software CAD/CAM, programación sencilla y rápida | |
| -Alto grado de automatización, controlado automáticamente por el sistema CNC, reduciendo la intervención manual. | |
| -Mejor relación coste-eficacia que los métodos de corte tradicionales |
VI. Limitaciones y retos de las máquinas de corte por láser CNC
| Limitaciones y retos | Rendimiento específico | Solución |
| Límite de espesor del material | - Máquina de corte por láser de CO2: | -Utilizando otros métodos como el corte por plasma o el oxicorte. |
| 0,5-25 mm de acero al carbono | ||
| 0,5-12 mm de acero inoxidable | ||
| Aleación de aluminio de 0,5-6 mm | ||
| - Máquina de corte por láser de fibra: | ||
| 0,5-20 mm de acero al carbono | ||
| 0,5-10 mm de acero inoxidable | ||
| Aleación de aluminio de 0,5-8 mm | ||
| - Cuando aumenta el grosor, disminuyen la eficacia y la calidad. | ||
| Problemas de compatibilidad de materiales | - Materiales de alta reflectancia (aluminio, cobre, latón, etc.): baja eficacia de corte, mala calidad de corte. | - Utilizando gas de asistencia especializado. - Ajuste de los parámetros del láser. -Aplicar un revestimiento absorbente en la superficie del material. |
| - Materiales fácilmente oxidables (aleaciones de titanio, etc.): propensos a formar una película de óxido que afecta a la calidad del corte. | ||
| - Materiales transparentes o semitransparentes (acrílico, vidrio, etc.): el rayo láser penetra fácilmente, es difícil formar cortes. | ||
| - Materiales compuestos reforzados con fibra (fibra de carbono, fibra de vidrio, etc.): propensos a la deformación y la delaminación durante el proceso de corte, lo que provoca una mala calidad de corte. | ||
| Elevados requisitos de mantenimiento | - El láser tiene una vida útil limitada (CO2: 2000-4000 horas, Fibra: 50.000 horas o más). | - Equipado con personal de mantenimiento profesional - Realizar un mantenimiento preventivo periódico - Sustitución oportuna de las piezas de desgaste |
| - La lente de enfoque es propensa a la contaminación y necesita limpieza y sustitución periódicas. | ||
| - Las guías de la plataforma de corte y los componentes de la transmisión requieren lubricación y calibración periódicas. | ||
| - El sistema auxiliar de gas y el sistema de escape necesitan inspección y mantenimiento periódicos. | ||
| Elevado coste de inversión inicial | -El precio de una máquina de corte por láser es elevado (oscila entre decenas de miles y varios millones de RMB). | -A largo plazo, la alta eficiencia, la alta calidad y los bajos costes de funcionamiento pueden compensar la inversión inicial. |
| -Requiere equipos auxiliares como un compresor de aire, un enfriador y un sistema de escape. | ||
| - Materiales compuestos reforzados con fibra (fibra de carbono, fibra de vidrio, etc.): propensos a la deformación y la delaminación durante el proceso de corte, lo que se traduce en una mala calidad de corte. |
VII. Conclusión
La máquina de corte láser CNC es un equipo esencial en la fabricación moderna, que puede mejorar la eficiencia de la producción, garantizar la calidad del producto y lograr una fabricación inteligente.
ADH máquina herramienta puede ofrecerle más consejos sobre la introducción de la máquina de corte por láser, puede visite nuestro sitio web oficial para más detalles o contacte con nuestro vendedor.
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