Resolução de problemas comuns das máquinas de corte a laser

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Data de publicação: 30 de abril de 2024

I. Introdução

Na atual indústria de processamento de metais, as máquinas de corte a laser tornaram-se um equipamento indispensável devido à sua elevada eficiência, precisão e adaptabilidade. Utilizam feixes laser de alta densidade de potência para cortar e gravar vários materiais, desempenhando um papel essencial no fabrico automóvel, aeroespacial e mecânico de precisão.

Além disso, os cortadores a laser garantem a eficiência, a qualidade do produto e a consistência, servindo como uma das principais tecnologias de corte no fabrico moderno.

No entanto, apesar da tecnologia de corte a laser sempre avançada, há problemas que surgem de vez em quando durante o curso de operação real. Por exemplo, lentes de focagem imprecisas podem causar arestas não lisas e a potência instável do laser pode causar uma velocidade de corte inconsistente e um corte incompleto dos materiais.

Durante o corte, estes problemas não só desperdiçam materiais, como também aumentam os custos, atrasam o tempo de entrega e até afectam a competitividade do mercado. Por conseguinte, o reconhecimento e a resolução atempados de problemas comuns no corte a laser são fundamentais para garantir procedimentos de produção sem problemas e melhorar a qualidade dos produtos.

O artigo apresentará alguns problemas comuns durante o funcionamento e operação da máquina de corte a laser em pormenor e fornecerá planos de revolução profissional para ajudar os operadores e engenheiros de manutenção a resolver problemas de forma eficiente, garantindo um funcionamento estável e maximizando a produtividade.

II. Compreensão das máquinas de corte a laser

Componentes básicos

Um cortador a laserOs componentes básicos do laser incluem um gerador laser, uma cabeça de corte, um sistema de controlo, um sistema de transmissão (sistema ótico), um sistema de assistência e um sistema de arrefecimento. Estes componentes interagem entre si para controlar com precisão a posição e o movimento dos feixes de laser e, em seguida, para concluir o corte preciso dos materiais.

Gerador de laser:

Como componente central, o gerador de laser gera feixes de laser.

Cabeça de corte:

cabeça de corte

Contém lentes de focagem e bocais para concentrar os feixes de laser e conduzir os gases auxiliares para as áreas de corte.

Sistema de controlo:

Como cérebro de uma máquina de corte a laser, o sistema de controlo controla o movimento da máquina e a emissão de laser e garante um corte preciso.

Sistema de transmissão (sistema ótico):

No caso das máquinas de corte a laser de CO2, os feixes de laser serão conduzidos para a cabeça de corte através de espelhos reflectores e, no caso das máquinas de corte a laser de fibra, serão transmitidos por cabos de fibra ótica.

Gás de assistência:

Os gases de assistência são utilizados para soprar a massa fundida e limpar as zonas de corte, de modo a suavizar o curso de corte.

Sistema de arrefecimento:

Normalmente, é a unidade de refrigeração que arrefece o gerador laser e outros componentes, de modo a manter o funcionamento estável da máquina.

A interação destes componentes termina o corte preciso através do ajuste exato da potência do laser, da velocidade de corte, da focagem e da pressão dos gases de assistência.

Como interagem uns com os outros

Vamos ver um pequeno vídeo para aprender primeiro os seus processos de funcionamento:

Como interagem uns com os outros? Qual é o procedimento do corte a laser? Aqui está uma introdução passo a passo dos procedimentos de trabalho de uma máquina de corte a laser.

Primeira etapa: geração de laser

Como componentes principais, os lasers geram feixes laser. Os lasers excitados pela eletricidade ou por outras fontes de luz geram substâncias de trabalho, como o CO2 ou a fibra. Os feixes laser possuem elevados níveis de monocromaticidade, direccionalidade e luminosidade.

Segunda etapa: transmissão laser

Os feixes de laser gerados serão concentrados num pequeno ponto de luz através de uma série de sistemas ópticos, incluindo espelhos reflectores e lentes de focagem. No caso das máquinas de corte a laser de CO2, os feixes de laser são transmitidos por espelhos reflectores. Já nas máquinas de corte a laser de fibra, os lasers serão transmitidos na cabeça de corte diretamente através de cabos de fibra.

Terceira etapa: Foco e processamento do material

Os raios laser serão concentrados num pequeno ponto com uma potência laser de densidade extremamente elevada, que pode aquecer o material até aos pontos de evaporação. Durante o percurso, o material será derretido, evaporado ou queimado até ao ponto de ignição e formará um pequeno orifício. Com o movimento relativo da cabeça de corte, o pequeno orifício será alinhado como um sedimento estreito de acordo com a direção de corte da cabeça de corte.

Quarta etapa: Gás de assistência

Durante o corte, a cabeça de corte injecta gases auxiliares, como o oxigénio, o nitrogénio e o ar, que podem não só soprar a fusão e manter o corte limpo, mas também participar numa reação química. No corte com oxigénio, por exemplo, o oxigénio reage com o metal quente para gerar mais calor, acelerando o processo de corte.

Quinto passo: Sistema de controlo

O sistema de controlo CNC controla todo o processo de corte. Os utilizadores podem conceber a trajetória de movimento da cabeça de corte e os parâmetros através do programa, como a potência do laser, a velocidade de corte e a distância focal, o que permite aos cortadores a laser cortar padrões complexos com elevada precisão.

Todos os componentes e princípios de funcionamento de um cortador a laser asseguram a sua elevada eficiência e precisão na produção industrial e fazem dele uma máquina essencial, quer se trate de processamento de metais ou de não metais.

Principais tipos de máquinas de corte a laser

Existem dois tipos principais de máquinas de corte a laser: Máquinas de corte a laser de CO2 e máquinas de corte a laser de fibra.

Cortadores a laser CO2

As máquinas de corte a laser CO2 utilizam gás como laser, que é produzido em descargas eléctricas através da mistura de gás CO2 com outros gases (como o azoto e o hélio). Com um comprimento de onda de 10,6 micrómetros, são adequadas para o corte não metálico, como madeira, plástico, tecido e acrílico.

As máquinas de corte a laser CO2 de alta potência também podem cortar metais. Basicamente, as máquinas de corte a laser CO2 podem produzir superfícies de corte lisas e limpas com elevada verticalidade, adequando-se a materiais com elevados requisitos de precisão de corte.

Cortadores a laser de fibra

As máquinas de corte a laser de fibra utilizam lasers sólidos gerados pela mistura de cabos de fibra. Com um comprimento de onda de 1,06 micrómetros, as máquinas de corte a laser de fibra possuem taxas de transformação eletricidade-luz mais elevadas, menor consumo de energia e melhores feixes laser.

Com uma estrutura compacta e sem necessidade de manutenção, são adequadas para cortar materiais metálicos altamente reflectores e condutores. Devido à sua alta velocidade e eficiência e baixa taxa de absorção, os cortadores a laser de fibra são utilizados principalmente para o processamento de metais.

Aplicações e materiais típicos:

Máquina de corte a laser CO2:

São adequados para o corte não metálico, como madeira, plástico, tecido e acrílico, e outros cortes metálicos de alta precisão.

Máquina de corte a laser de fibra:

São utilizados principalmente para o corte de metais, como o aço, o cobre e o alumínio, e são especialmente aplicados no processamento de chapas metálicas.

III.Problemas comuns nas máquinas de corte a laser

máquina de corte a laser

Embora as máquinas de corte a laser sejam amplamente utilizadas em vários sectores em virtude da sua elevada eficiência e precisão, podem, por vezes, avariar durante o funcionamento devido a muitos factores, como materiais, tecnologia e software.

No capítulo seguinte, os problemas e soluções comuns serão discutidos em pormenor no que diz respeito a questões relacionadas com materiais, dificuldades técnicas e erros de software e de sistemas de controlo.

Problemas e soluções comuns

Questões relacionadas com os materiais:

Problemas causados pela utilização de materiais inadequados (refletividade, espessura). Durante o corte a laser, a seleção dos materiais é importante. Os materiais inadequados conduzirão a taxas de reflexão demasiado elevadas e a uma espessura inadequada, afectando a qualidade do corte.

Material refletor Questão:

Os materiais altamente reflectores, como o cobre e a liga de alumínio, podem provocar a reflexão do laser, danificando a máquina de corte ou afectando a qualidade do corte. Por conseguinte, a solução consiste em utilizar materiais especializados de absorção do laser ou ajustar os parâmetros, como a redução da potência do laser e o aumento da pressão do gás de assistência.

Questão de espessura do material:

As máquinas de corte a laser têm determinados requisitos para a espessura do material. Materiais demasiado finos ou demasiado espessos terão impacto no efeito de corte. Por exemplo, os materiais demasiado finos implicam uma potência laser inferior para evitar queimar os materiais.

Geralmente, ao cortar materiais altamente reflectores, devemos escolher lasers e parâmetros de corte adequados ou adotar tecnologia especializada de supressão de reflexos. Ajustar a potência do laser e a velocidade de corte de acordo com a espessura do material, a fim de garantir o efeito de corte. Utilizar materiais profissionais e guias de seleção para efetuar testes, de modo a escolher o tipo de material e a espessura mais adequados para o corte a laser.

Dificuldades técnicas

Ao utilizar máquinas de corte a laser, pode deparar-se com muitos problemas técnicos, como desalinhamento do feixe, contaminação da lente e inconsistências de potência. Não se preocupe; fornecer-lhe-ei um guia passo a passo para resolver os problemas.

Desalinhamento do feixe:

O desalinhamento do feixe pode ser causado por uma calibração incorrecta do percurso ótico ou por desgaste dos componentes. É possível recalibrar o percurso ótico para garantir que os feixes de laser possam irradiar a peça de trabalho com precisão.

Contaminação da lente:

A contaminação das lentes pode causar a desfocagem da distância focal do laser, influenciando grandemente a qualidade do corte. Por conseguinte, é crucial substituir as lentes danificadas ou gastas.

Inconsistências de energia: O problema pode ser causado pelo envelhecimento do tubo do laser ou por questões de fornecimento de energia. Podemos mudar o tubo do laser ou ajustar a fonte de energia para resolver o problema.

Erros de software e do sistema de controlo

O software e o sistema de controlo são o cérebro de uma máquina de corte a laser. Qualquer erro pode provocar uma falha de funcionamento.

Problemas comuns:

As definições de software incorrectas podem fazer com que os cortadores a laser trabalhem no local errado ou não consigam cortar ao longo dos percursos concebidos. Por isso, quando se deparar com este problema, deve verificar e certificar-se de que o tamanho da peça de trabalho no software de conceção é consistente com a dimensão definida na definição do laser. É o primeiro passo para resolver o erro.

Manutenção e atualização do software:

A atualização regular do software e a correção das vulnerabilidades e erros conhecidos podem garantir o funcionamento estável das máquinas de corte a laser. Ao mesmo tempo, verificar a ligação USB ou à Internet para garantir que a transmissão de dados não está sujeita a interferências.

Embora os cortadores a laser sejam máquinas de elevada eficiência e precisão, podemos deparar-nos com vários problemas. A compreensão destes problemas e soluções comuns pode ajudar-nos a prevenir e a resolver avarias, de modo a garantir um funcionamento estável e uma produção de alta qualidade.

IV. Estratégias de manutenção preventiva

máquina de corte a laser

A manutenção preventiva é crucial para o funcionamento eficiente das máquinas de corte a laser. A preparação e implementação de um plano de manutenção pode reduzir significativamente as avarias das máquinas e prolongar a sua vida útil. Seguem-se algumas estratégias preventivas essenciais.

Lista de controlo da manutenção de rotina

Verificação e limpeza:

Os principais componentes das máquinas de corte a laser devem ser verificados regularmente, como as lentes de focagem, os espelhos reflectores e as cabeças de corte, para garantir que estão limpos e isentos de contaminação. Utilizar um pano limpo e sem fibras e um detergente especializado.

Verificar a alimentação de gás:

Deve ser assegurada a existência de gases de assistência suficientes com pressão constante.

Tarefas de manutenção fracas

Verificar o sistema ótico:

Verificar a calibração do sistema de percurso ótico do laser para assegurar que o percurso do feixe laser é correto e não enviesado.

Verificar e limpar a ventoinha:

Limpe a ventoinha e o sistema de exaustão no interior da máquina para evitar que a acumulação de pó afecte o efeito de arrefecimento.

Tarefa de manutenção mensal:

Verificar o sistema de transmissão mecânica:

Verificar e ajustar a tensão das calhas de guia, engrenagens e correias, de modo a garantir um sistema de transmissão suave e sem ruído.

Atualização de software:

Atualização do software de controlo das máquinas de corte a laser e instalação da versão mais recente para corrigir as lacunas conhecidas e melhorar o desempenho.

Importância da manutenção profissional

Embora a manutenção diária e periódica possa ser efectuada pelos operadores, algumas questões complexas ou a manutenção profunda regular devem ser executadas por profissionais da área. Por exemplo, a manutenção da fonte laser, a calibração e a revisão de toda a máquina devem ser efectuadas por técnicos com conhecimentos e ferramentas profissionais.

Formação e melhores práticas operacionais

Formação adequada para minimizar os erros operacionais:

Os operadores devem receber formação regular sobre a utilização, manutenção e segurança, de modo a poderem adquirir os mais recentes procedimentos de funcionamento e conhecimentos de manutenção. Os operadores devem ser incentivados a ler e a memorizar o manual de funcionamento das máquinas de corte a laser. Os manuais incluem normalmente os métodos correctos de funcionamento da máquina e guias para a resolução de problemas.

Melhores práticas a seguir pelos operadores:

Evitar o funcionamento em sobrecarga: escolher os parâmetros laser adequados com base nas espessuras e qualidades dos materiais e evitar danos nas máquinas causados por sobrecarga.

Dar feedback em tempo útil: Se os operadores se depararem com problemas ou situações anormais, devem dar feedback à equipa de manutenção atempadamente, de modo a não transformar pequenos problemas em falhas graves.

De um modo geral, a aplicação de métodos preventivos pode minimizar a taxa de avarias das máquinas de corte a laser, garantir a produtividade e a qualidade dos produtos e prolongar a vida útil das máquinas.

V. Técnicas avançadas de resolução de problemas

Sendo máquinas de processamento preciso, podem ter muitos problemas durante o funcionamento. As técnicas avançadas de resolução de problemas podem ajudar os operadores a descobrir os problemas e as razões, de modo a adotar métodos eficazes.

Ferramentas de diagnóstico

As ferramentas de diagnóstico para máquinas de corte a laser incluem principalmente instrumentos de teste polivalentes, software especializado e sistemas de autodiagnóstico incorporados, que podem testar os principais parâmetros das potências laser, o alinhamento do percurso ótico e os sistemas eléctricos. Vou apresentar em pormenor as três ferramentas de diagnóstico.

Instrumentos de teste polivalentes:

Os instrumentos de teste polivalentes, como os medidores de potência laser e os medidores eléctricos multifuncionais, são utilizados principalmente para medir a potência de saída do laser e o estado da ligação eléctrica.

Software especializado:

Muitas máquinas de corte a laser estão equipadas com software de diagnóstico especializado que pode testar a máquina de forma abrangente, incluindo erros de software e falhas de hardware através de uma ligação informática.

Sistemas de auto-diagnóstico incorporados:

As máquinas de corte a laser modernas estão normalmente equipadas com um sistema de auto-diagnóstico que pode efetuar o auto-diagnóstico e comunicar códigos de avaria para localizar rapidamente os problemas.

Como utilizá-los

Ao utilizar ferramentas de diagnóstico, devemos definir as definições básicas de acordo com o manual de funcionamento ou as instruções do fabricante. Em seguida, escolher as ferramentas de diagnóstico adequadas com base nos problemas encontrados para efetuar um teste. Por exemplo, se uma máquina de corte a laser não tiver um bom desempenho, deve ser utilizado um medidor de potência de saída do laser para testar se a potência de saída está correcta.

Caso um:

O fenómeno de corte intermitente ocorre quando um cortador a laser está em processo de corte. A utilização de medidores eléctricos polivalentes permite detetar ligações soltas da fonte de eletricidade. Assim, depois de apertar as ligações, o problema fica resolvido.

Segundo caso:

A precisão decrescente de uma máquina de corte a laser pode ser analisada por um software especializado. Após o teste, os caminhos ópticos são ajustados de acordo com as instruções do software. Como resultado, a precisão de corte é restaurada.

Quando chamar um profissional

Embora muitos problemas possam ser resolvidos pelos métodos acima referidos, por vezes, é necessário recorrer a profissionais para obter ajuda:

Cenários em que é necessária ajuda profissional:

Falhas complexas de hardware: tais como danos no laser, avarias na placa de controlo principal. Estes problemas devem ser resolvidos por profissionais com conhecimentos e ferramentas profissionais.

Problemas repetitivos: se um problema ocorrer repetidamente, pode haver falhas mais graves, que exigem que os técnicos efectuem diagnósticos minuciosos.

Como escolher o prestador de serviços correto:

Ao escolher o prestador de serviços, muitos factores devem ser considerados:

Qualificações profissionais: devem ser escolhidos prestadores de serviços com certificações oficiais e boa reputação.

Experiências de serviço: é importante conhecer a experiência e os casos dos prestadores de serviços no domínio da manutenção de máquinas de corte a laser.

Tempo de resposta e qualidade do serviço: escolha fornecedores que possam responder rapidamente e oferecer serviços de alta qualidade.

VI. Conclusão

No artigo, as falhas e problemas comuns das máquinas de corte a laser são explicados em pormenor, de modo a servirem de referência para empresas e amadores individuais. Além disso, um fator importante a ter em conta é a seleção dos prestadores de serviços certos. Um prestador de serviços pode reduzir os custos de reparação e manutenção de uma máquina de corte a laser e prolongar a sua vida útil, o que pode maximizar os benefícios para as suas empresas ou negócios.

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