Como utilizar uma máquina de corte a laser: Um guia do utilizador

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Data de publicação: 22 de maio de 2024

I. Introdução

Uma máquina de corte a laser, como um tipo de equipamento, utiliza feixes de laser de alta densidade de potência para cortar, gravar e perfurar. O seu princípio de funcionamento é que os raios laser gerados pelo gerador irradiam a superfície das peças de trabalho para derreter, evaporar e queimar a camada superficial do material.

Ao mesmo tempo, depois de o gás de alta pressão soprar o material fundido, o corte está terminado.

A tecnologia de corte a laser tem sido amplamente aplicada no processamento de metais, no fabrico eletrónico, na indústria automóvel, na indústria aeroespacial e na publicidade, possuindo vantagens de alta velocidade, precisão, fendas estreitas e pequenas zonas afectadas pelo calor.

cortador a laser

A utilização correcta de uma máquina de corte a laser pode melhorar a eficiência do processamento e a qualidade do produto, prolongar a vida útil do produto e reduzir os custos de manutenção. Pelo contrário, um funcionamento incorreto pode danificar as máquinas, diminuir a qualidade do processamento e até provocar incidentes de segurança.

Assim, é vital que os operadores e gestores de empresas tenham um conhecimento profundo dos princípios de funcionamento das máquinas de corte a laser, dos procedimentos de operação, das precauções de segurança e da manutenção.

O artigo tem por objetivo fornecer um guia do utilizador completo e pormenorizado sobre máquinas de corte a laser. Com base no guia, os leitores adquirirão os conhecimentos básicos, os procedimentos de funcionamento e as dicas e truques avançados.

Independentemente de ser um principiante ou um operador sofisticado, o artigo pode fornecer-lhe informações valiosas para melhorar a eficiência e a segurança da utilização da máquina de corte a laser.

II. O que é uma máquina de corte a laser?

Para aprender e compreender uma máquina de corte a laser, devemos responder a três perguntas: O que é uma máquina de corte a laser e como funciona? Quantos tipos de máquinas de corte a laser existem de acordo com os lasers? Qual é a aplicação das máquinas de corte a laser em vários sectores?

1. Definição e componentes de base

(1)Definição

A máquina de corte a laser é uma peça de equipamento que utiliza feixes de laser de alta densidade de potência para cortar, gravar e perfurar.

O seu princípio de funcionamento é que os raios laser gerados pelo gerador irradiam a superfície das peças de trabalho de modo a derreter, evaporar e queimar a camada superficial do material. Ao mesmo tempo, após o gás de alta pressão soprar o material fundido, o corte é concluído.

 máquina de corte a laser

(2)Componentes de base

Uma máquina de corte a laser é composta principalmente pelas seguintes partes:

  • Laser: uma peça central para gerar feixes de laser
  • Sistema ótico: inclui espelhos reflectores e lentes de focagem para transmitir e focar os feixes laser.
  • Sistema de controlo CNC: controla os movimentos e os parâmetros de processamento de uma máquina de corte a laser.
  • Bancada de trabalho: é utilizada para colocar e fixar o material a ser processado.
  • Sistema de arrefecimento: arrefece o gerador laser e o sistema ótico para evitar o sobreaquecimento.

De acordo com os tipos de laser, os tipos de máquinas de corte a laser podem ser divididos em máquinas de corte a laser CO2, máquinas de corte a laser de fibra e máquinas de corte a laser YAG.

  • Sistema de exaustão de fumos: elimina os fumos e os gases residuais produzidos durante o processamento, mantendo um ambiente de trabalho limpo.

2. Tipos de máquinas de corte a laser (CO2, Fibra, Nd:YAG)

(1)Máquinas de corte a laser CO2

Utiliza gases CO2 como meio laser, adequado para o corte de materiais não metálicos e alguns cortes de materiais metálicos.

(2)Máquinas de corte a laser de fibra

Utilizando a fibra como meio laser, apresenta uma elevada eficiência, poupança de energia e baixos custos de manutenção, sendo adequado para vários materiais metálicos.

máquina de corte a laser

(3)Máquina de corte a laser YAG

Utiliza o cristal de granada de ítrio-alumínio dopado com neodímio como meio laser, adequado para um processamento de alta precisão e requintado.

(4)Comparação

Esta tabela fornece uma comparação abrangente dos três tipos de máquinas de corte a laser, destacando as suas principais características, vantagens e desvantagens.

Característica/AspetoMáquina de corte a laser CO2Máquina de corte a laser de fibraCorte a laser Nd:YAG Máquina
Laser MédioGás CO2Fibra ótica dopada com elementos de terras rarasGranada de alumínio e ítrio dopada com neodímio (Nd:YAG)
Comprimento de onda10,6 micrómetros1,064 micrómetros1,064 micrómetros
Adequação do materialNão metais (madeira, acrílico, plástico), alguns metaisMetais (aço, alumínio, cobre, latão)Metais, cerâmica, alguns plásticos
Velocidade de corteModeradoElevadoModerado
Espessura de corteAdequado para materiais mais espessosIdeal para materiais de espessura fina a médiaAdequado para materiais de espessura fina a média
Qualidade do feixeBomExcelenteBom
EficiênciaInferior (10-20%)Superior (25-30%)Moderado
Requisitos de manutençãoMais elevado (requer manutenção regular da ótica)Menor (estado sólido, menos peças móveis)Moderado (requer manutenção das lâmpadas de flash)
Custo inicialModeradoMais altoElevado
Custo operacionalMais elevado (consumíveis como gás, manutenção da ótica)Menor (menos consumíveis, maior eficiência)Moderado
Tempo de vida da fonte de laser8.000-15.000 horas50.000-100.000 horas8.000-15.000 horas
Requisitos de arrefecimentoNecessita de arrefecimento a águaArrefecimento a ar ou a águaNecessita de arrefecimento a água
AplicaçõesSinalética, trabalho da madeira, plásticos, têxteisIndústria automóvel, aeroespacial, eletrónica, metalomecânicaDispositivos médicos, engenharia de precisão, joalharia
VantagensVersátil, boa para não metais, custo inicial mais baixoAlta eficiência, baixa manutenção, excelente para metaisAlta precisão, boa para metais e não metais
DesvantagensCustos de funcionamento mais elevados, menor eficiênciaCusto inicial mais elevado, melhor para metaisCustos iniciais e de funcionamento elevados, eficiência moderada

Além disso, gostaria de partilhar uma tabela mais simples para uma comparação ainda mais intuitiva.

3. Aplicações em vários sectores

De um modo geral, as máquinas de corte a laser são amplamente aplicadas em muitos sectores.

(1) Processamento de metais

Podem cortar aço inoxidável, aço inoxidável e ligas de alumínio e são adequadas para o fabrico mecânico e o processamento de chapas metálicas.

(2) Fabrico eletrónico

Podem cortar placas de circuitos e componentes electrónicos, pelo que são adequados para a produção e montagem de produtos electrónicos.

cortador a laser

(3) Indústria automóvel

São capazes de cortar componentes de veículos e peças de carroçaria para melhorar a eficiência da produção e a qualidade do produto.

(4) Aeroespacial

São utilizados para cortar materiais aeroespaciais e cumprem os requisitos de processamento de alta velocidade e resistência.

(5) Publicidade

Podem cortar acrílico, madeira e plástico para a produção de painéis e letreiros.

máquina-ferramenta adh

III. Guia passo a passo para utilizar uma máquina de corte a laser

Vamos ver um pequeno vídeo!

Etapa 1: Preparação do material

(1)Tipos de materiais adequados para o corte a laser

As máquinas de corte a laser podem cortar todos os tipos de materiais, incluindo materiais metálicos e não metálicos. De um modo geral, eis alguns materiais adequados para o corte a laser:

  • Materiais metálicos: aço inoxidável, aço carbono, alumínio, cobre e latão.
  • Materiais não materiais: madeira, acrílico, plástico, couro, papel e tecido.
aço inoxidável

(2)Dicas de preparação do material

  • Superfície do material limpa: assegurar que a superfície do material está livre de manchas de óleo, pó e outras impurezas para garantir a qualidade do corte.
  • Verificar a espessura do material: escolher a potência laser e a velocidade de corte adequadas com base na espessura do material.
  • Fixar o material: assegurar a estabilidade dos materiais para minimizar os erros de corte.

Passo 2: Carregar o material

(1) Colocação e fixação correctas

  • Colocação plana: Colocar os materiais de forma plana sobre a bancada de trabalho para garantir um paralelismo entre a superfície do material e a cabeça de corte.
  • Fixar o material: utilizar grampos, ímanes e outras ferramentas para fixar o material, de modo a evitar que este se mova durante o corte.
cortador a laser

(2)Ajustamento da cabeça do laser

  • Ajuste de altura: ajustar a altura da cabeça do laser de acordo com a espessura do material, garantindo que o feixe de laser é focado na superfície do material.
  • Calibração da trajetória de corte: assegurar que a cabeça de corte se desloca ao longo da trajetória de corte para evitar erros de corte.

Passo 3: Configurar as definições da máquina

(1)Regulação da potência e da velocidade

  • Potência do laser: a seleção da potência do laser deve basear-se nos tipos e espessuras dos materiais. Geralmente, os materiais mais espessos implicam uma potência mais elevada.
  • Velocidade de corte: a seleção da velocidade de corte deve basear-se nos tipos de materiais e nos requisitos de corte. As velocidades de corte mais elevadas são adequadas para materiais mais finos e as velocidades mais baixas para materiais mais espessos.

(2) Focalização e alinhamento

  • Ajuste da distância focal: assegura que os lasers são focados nas superfícies do material para otimizar o desempenho de corte.
  • Alinhamento do percurso de corte: utilizar ferramentas de alinhamento ou software para garantir que a cabeça do laser está corretamente alinhada com o percurso de corte.
cortador a laser

Passo 4: Executar um corte de teste

(1) Importância dos cortes nos testes

  • Definições de verificação: verificar se as definições de potência do laser, velocidade de corte e distância focal são adequadas através de um teste de corte.
  • Verificar a qualidade do corte: efetuar testes para verificar se as arestas de corte são lisas e sem rebarbas e se a profundidade de corte cumpre os requisitos.

(2)Análise dos resultados dos ensaios e ajustamentos

  • Análise dos resultados dos testes: analisar a qualidade e o desempenho do corte com base nos resultados do corte
  • Ajustar as definições: ajustar as potências do laser, a velocidade de corte e as distâncias focais de acordo com os resultados da análise, de modo a garantir a qualidade do corte.

Passo 5: Executar o corte final

cortador a laser

(1)Controlo do processo de corte

  • Inspeção em tempo real: o estado de funcionamento de uma máquina de corte a laser deve ser inspeccionado durante o corte para garantir o processo de corte.
  • Tratamento das excepções: Se forem detectadas anomalias, tais como desvios de corte ou movimento de material, interromper imediatamente o corte e efetuar ajustes.

(2)Inspeção e ajustamentos pós-corte

  • Verificar a qualidade do corte: após o corte, verificar se as arestas de corte estão lisas e sem rebarbas e se a profundidade de corte cumpre os requisitos.
  • Processamento pós-corte necessário: remoção de rebarbas, limpeza das superfícies de corte, etc., para garantir a qualidade do produto final.

Com base nos guias de operação passo a passo acima, os operadores e principiantes podem utilizar as máquinas de corte a laser de forma correcta e segura e garantir o desempenho e a eficiência do corte.

VI. Sugestões e truques avançados

1. Otimização da velocidade e da qualidade de corte

A velocidade e a precisão são dois factores fundamentais durante o processo de corte. Para maximizar os resultados do corte, deve ser alcançado um equilíbrio entre a velocidade e a precisão durante o corte.

cortador a laser

(1) Equilíbrio entre velocidade e precisão

  • Ajustar a potência do laser

A potência do laser afecta diretamente a velocidade e a qualidade do corte. Uma potência elevada melhora a velocidade de corte, mas diminui a suavidade da aresta de corte.

Pelo contrário, a baixa potência melhora a precisão do corte, mas diminui a velocidade de corte. Por conseguinte, é vital um ajuste correto da potência do laser de acordo com a espessura e o tipo de material.

  • Escolha a distância focal adequada

A distância focal determina a localização do ponto focal do feixe laser. Uma distância focal adequada pode assegurar que os feixes laser formam um pequeno ponto na superfície do material, de modo a melhorar a precisão do corte. Normalmente, as distâncias focais mais curtas são adequadas para materiais mais finos e as mais longas para materiais mais espessos.

cortador a laser
  • Otimizar os percursos de corte

Os percursos de corte adequados podem reduzir a distância de deslocação de uma cabeça de corte, melhorando a eficiência do corte. Os percursos de corte concebidos pelo software CAD devem evitar curvas desnecessárias e cortes repetitivos.

  • Utilizar gás auxiliar

Os gases de assistência, como o oxigénio, o azoto ou o ar, podem ajudar a limpar o fundido durante o corte, melhorando a qualidade do corte. Diferentes materiais implicam diferentes gases de assistência. Por exemplo, o oxigénio é adequado para o corte de aço-carbono, enquanto o azoto é adequado para o corte de aço inoxidável e alumínio.

(2)Técnicas de corte para diferentes materiais

Diferentes materiais apresentam diferentes características, o que exige a adoção de diferentes técnicas de corte

  • Materiais metálicos

Esta tabela fornece uma referência detalhada para a escolha do gás de assistência, a função do gás de assistência, a potência do laser, a velocidade de corte e outras considerações para cortar diferentes materiais metálicos com um laser.

Material metálicoGás de assistênciaFunção de gás auxiliarPotência laserVelocidade de corteOutras considerações
Aço-carbonoOxigénioReage com o aço-carbono para produzir altas temperaturas, aumentando a velocidade de corteMédio a elevadoMédioControlo da potência do laser e da velocidade de corte para evitar a fusão excessiva
Aço InoxidávelNitrogénioEvita a oxidação da superfície, mantém as arestas de corte lisasElevadoLentoAssegurar a qualidade do corte, evitar a oxidação dos bordos
AlumínioAzoto ou arEvita a oxidação, adapta-se a uma elevada refletividadeElevadoMédioPrestar especial atenção à focagem do feixe laser para evitar danos de reflexão no laser
aço caobão
cortador a laser
  • Materiais não metálicos

Esta tabela fornece uma referência rápida para a escolha do gás de assistência, da potência do laser, da velocidade de corte e das principais considerações ao cortar a laser vários materiais não metálicos.

Material não metálicoGás de assistênciaPotência laserVelocidade de corteConsiderações
MadeiraArBaixaRápidoEvitar queimaduras excessivas
AcrílicoAr ou nitrogénioMédioMédioAssegurar arestas de corte lisas
TecidoArBaixaRápidoEvitar derreter ou queimar

Esta tabela fornece uma referência rápida para a escolha do gás de assistência, da potência do laser, da velocidade de corte e das principais considerações ao cortar a laser vários materiais não metálicos.

2.Usos criativos do corte a laser

(1) Desenhos e projectos personalizados

A tecnologia de corte a laser não só é amplamente aplicada no fabrico industrial, como também apresenta um potencial significativo em projectos criativos e personalizados.

  • Mobiliário personalizado
Mobiliário personalizado

As máquinas de corte a laser podem cortar madeira, metal e acrílico com precisão e permitem um design de mobiliário personalizado. Os designers podem criar padrões e estruturas complexas utilizando máquinas de corte a laser para fornecer um serviço de design de mobiliário personalizado.

  • Produção de arte-final

Os cortadores a laser podem fazer obras de arte requintadas, tais como esculturas, decorações e dispositivos de iluminação, etc. Os artistas podem cortar padrões e pormenores precisos e criar obras de arte únicas.

  • Construção de modelos

O corte a laser pode ser utilizado para fabricar modelos de construção, mecânicos e de ferramentas. A tecnologia permite que cada peça seja cortada com precisão e montada rapidamente.

Construção de modelos

(2)Oportunidades de negócio

A tecnologia de corte a laser oferece muitas oportunidades comerciais. Eis algumas oportunidades de negócio que pode explorar com a ajuda de máquinas de corte a laser.

  • Serviço de produtos personalizados

Pode fornecer produtos personalizados, tais como mobiliário personalizado, presentes e decorações. A tecnologia de corte a laser pode satisfazer as exigências personalizadas e fornecer produtos personalizados de alta qualidade.

  • Pequenos lotes de produção

A tecnologia de corte a laser adapta-se a pequenos lotes de produção e pode responder rapidamente às exigências do mercado. As empresas podem utilizar a tecnologia da máquina de corte a laser para efetuar pequenos lotes de produção, reduzir os custos de produção e melhorar a eficiência do produto.

  • Estúdio criativo

Abrir um estúdio criativo, fornecer equipamento de corte a laser e apoio técnico a designers, artistas e criadores. O estúdio criativo pode tornar-se uma plataforma inovadora para a tecnologia de corte a laser, promovendo a combinação de design criativo e aplicação técnica.

Em resumo, a tecnologia de corte a laser não só desempenha um papel significativo no fabrico industrial, como também demonstra um enorme potencial no design criativo e nas aplicações comerciais.

máquina de corte a laser de fibra

Ao otimizar continuamente a velocidade e a qualidade do corte, a exploração de aplicações criativas de corte a laser pode alcançar efeitos de corte mais eficientes e precisos, abrindo mais oportunidades de negócio.

V. Conclusão

De acordo com o guia passo a passo para utilizadores de cortadores a laser, pode iniciar uma viagem de exploração da tecnologia de corte a laser.

ADH Máquina-ferramenta oferece uma variedade de máquinas de corte a laser de topo de gama para satisfazer todas as suas necessidades de corte. Os nossos máquinas de corte a laser de fibra de dupla utilização (ULFT e ULET) podem não só cortar chapas metálicas, mas também tubos com diâmetros de 20-320mm, satisfazendo diversos requisitos de processamento.

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