I. Introdução
Breve história e evolução da tecnologia de corte a laser
A máquina de corte a laser lançou as bases para o processamento a laser. Em 1964, as sucessivas invenções do laser sólido YAG e do laser de gás CO2 foram os principais fornecedores das primeiras fontes de luz.
Durante a década de 1970, foi inventada a primeira geração de máquinas industriais de corte a laser. Adotado principalmente o laser CO2, era utilizado para cortar chapas metálicas.
Nessa altura, o corte a laser começou a ser aplicado em muitos sectores, incluindo o fabrico de veículos, aviação e máquinas, com características de elevada precisão e velocidade, e fendas estreitas.
No início do século XXI, os cortadores a laser de fibra utilizados no sector do corte promoveram actualizações e inovações nos cortadores a laser.
Após a década de 2010, a indústria abraçou a era da potência ultra-alta. Em 2017, foi lançada a primeira máquina de corte a laser com 12kw, marcando a entrada desta era.
Importância de compreender os procedimentos de corte a laser
Como uma máquina-ferramenta avançada para o fabrico, máquinas de corte a laser desempenham um papel insubstituível na promoção da transformação, na atualização da indústria transformadora e na melhoria da qualidade e da eficiência.
O conhecimento dos procedimentos de corte a laser pode ajudar-nos:
Em primeiro lugar, a segurança e a precisão no processo de corte são fundamentais. Se não for corretamente utilizada, a máquina pode causar danos aos operadores.
Assim, se conhecermos o processo de funcionamento do cortador a laser, é uma forma eficiente de proteger os operadores e de manter a própria máquina.
Em segundo lugar, o conhecimento do processo de corte a laser e do funcionamento da máquina permite um desempenho e uma qualidade de corte óptimos. Aprender com estes parâmetros ajuda a alcançar os resultados desejados.
A resolução de problemas de defeitos de corte comuns ocorre de tempos a tempos. A resolução de problemas depende do conhecimento do operador.
Reconhecer problemas como escórias, rebarbas ou cortes incompletos e saber como ajustar os parâmetros para os resolver é uma competência comprovadamente importante no processo.
II. Funcionamento das máquinas de corte a laser
Definição e princípios de trabalho
No início do artigo, vamos começar com alguns conceitos mais simples. Primeiro, o que é um máquina de corte a lasere depois como é que funciona? Saber isto ajuda-nos a abrir caminho para uma maior compreensão.
O que é uma máquina de corte a laser? Aqui está um vídeo que preparei para si.
Depois de o vermos, conseguimos ter uma noção básica de um cortador a laser. É altura de ir mais fundo. A nossa empresa explica-lhe tudo em pormenor.
Uma máquina de corte a laser, um tipo de equipamento de corte térmico que utiliza um feixe de laser de alta potência e densidade para irradiar o metal, pode rapidamente derreter, vaporizar ou inflamar o metal enquanto sopra a matéria fundida com um feixe de ar coaxial de alta velocidade para conseguir o corte. É um dos equipamentos de processamento mais utilizados no fabrico industrial.
Agora que adquirimos os conceitos das máquinas de corte a laser, talvez queira saber como funcionam. Os seus princípios de funcionamento serão explicados em pormenor da seguinte forma:
O raio laser da máquina de corte a laser será focado num pequeno ponto por uma lente de focagem, fazendo com que o ponto focado atinja uma elevada densidade de potência.
Quando um ponto de luz é lançado na superfície da peça de trabalho, a temperatura do material da área focada sobe imediatamente, pelo que o material começa a derreter e a vaporizar.
Como resultado, forma-se um ponto de corte. Com o movimento da cabeça de corte, os pontos de corte são ligados numa fenda estreita para cortar o material.
Tipos de cortadores laser utilizados (CO2, fibra, etc.)
De acordo com diferentes normas, as máquinas de corte a laser podem ser divididas em várias categorias.
No entanto, no nosso artigo, foram divididos principalmente de acordo com os tipos de produção, incluindo máquinas de corte a laser CO2, máquinas de corte a laser YAG (sólido) e máquinas de corte a laser de fibra.
Máquina de corte a laser de fibra: como a corrente principal do marcador, adota lasers de fibra como fontes de luz, com alta qualidade de corte, precisão e eficiência.
Uma máquina de corte a laser CO2 é um cortador a laser que utiliza gás CO2 para cortar materiais metálicos e não metálicos. Pode cortar de forma estável aço carbono até 20 mm, aço inoxidável até 10 mm e liga de alumínio até 8 mm.
Máquina de corte a laser YAG (sólido): Apesar de ser rentável e estável, o mercado retirou-a do mercado devido à sua baixa eficiência.
Corte a laser vs. métodos tradicionais: precisão, velocidade, versatilidade, rentabilidade
O artigo comparou principalmente a máquina de corte a laser com os métodos de corte tradicionais em termos de precisão, velocidade, versatilidade e relação custo-eficácia, de modo a conhecer intuitivamente as vantagens da máquina de corte a laser.
| Objeto comparativo | Máquina de corte a laser | Métodos tradicionais |
| Precisão | Capaz de efetuar cortes de alta precisão de ±0,1mm. Zona afetada pelo calor mais pequena, minimizando a deformação do material | Maior zona afetada pelo calor, com impacto na qualidade do material Baixa precisão |
| Velocidade | Mais rápido do que os métodos tradicionais. A velocidade de corte de materiais abaixo de uma certa espessura (cerca de 10 mm) é melhor do que a do corte por plasma ou por chama. | Mais lento do que o corte a laser Ter uma aresta no corte por plasma ou por chama. |
| Versatilidade | Permitindo uma gama mais alargada de materiais, espessuras e formas | Limitado em materiais, espessuras e formas |
| Relação custo-eficácia | Investimento inicial elevado; custos de exploração reduzidos a longo prazo. Maior precisão e velocidade mais rápida | Baixo investimento inicial; mais resíduos e menor eficiência |
III. Passo 1：Preparação para o corte a laser
Limpeza de lentes e espelhos
Antes de utilizar um cortador a laser, começamos por limpar as lentes e os espelhos. Uma vez que uma grande quantidade de poeira criada durante o corte se acumula nos espelhos e nas lentes de focagem, resultando em perda de potência e danos, a limpeza é uma parte essencial da preparação.
Ao limpar, devemos mergulhar um cotonete numa solução de limpeza à base de acetona ou álcool e, em seguida, passar suavemente. Comece pelo centro do espelho e, em seguida, rode lentamente um padrão circular para a extremidade exterior.
Inspeção e substituição de consumíveis, se necessário
Os consumíveis das máquinas de corte a laser incluem principalmente tubos laser, gases auxiliares, lentes, etc. O estado destes consumíveis tem de ser verificado regularmente para evitar afetar o efeito de corte.
Este é também um procedimento crítico do corte a laser para melhorar a precisão e a eficiência do corte. O tempo de vida útil dos consumíveis das máquinas de corte a laser é geralmente medido em meses.
Ligar a máquina e a unidade de refrigeração
Antes de utilizar a máquina de corte a laser, é necessário ligar a corrente eléctrica e o refrigerador. No entanto, deve ter em atenção que:
Verificar a tensão de alimentação
Antes da utilização, verificar se a tensão de alimentação está em conformidade com a tensão nominal da máquina para evitar danos desnecessários.
Verificar o estado do chiller
Antes da utilização, o estado do refrigerador deve ser verificado. Por exemplo, se houver problemas causados por poeira acumulada, tubos entupidos e água de arrefecimento insuficiente, é necessário resolvê-los a tempo. Depois de ligar a alimentação do refrigerador, verifique se as juntas dos tubos do refrigerador têm fugas ou infiltrações.
Verificar a pressão e a temperatura da água de arrefecimento
A temperatura da água de arrefecimento é mantida de preferência com a temperatura desejada do laser selecionado.
Verificar o interrutor de controlo do caminho de luz exterior
Verifique se o interrutor de controlo do caminho de luz exterior por cima do refrigerador está aberto. O caminho de luz exterior deve ser inspeccionado uma vez por mês a dois meses.
Eixos de referência e reposição da origem
O objetivo deste passo é fazer regressar cada eixo de movimento da máquina à origem mecânica ou ao ponto zero.
IV. Etapa 2: Criação e importação do ficheiro de projeto
Criar ficheiros de desenho e exportá-los em formato vetorial (DXF, AI, etc.)
Nesta etapa, o software relacionado pode ser utilizado para criar ficheiros de desenho para corte a laser, incluindo o software de desenho de padrões vectoriais, CorelDRAW(CDR)、Illustrator(AI)、AutoCAD.
Introduzir ou exportar o padrão de corte para garantir a exatidão do desenho e definir as dimensões e os parâmetros necessários para o cortador a laser.
Exportar os ficheiros gráficos preenchidos no software de desenho para um formato que possa ser reconhecido pela máquina de corte a laser. Os formatos mais comuns incluem PLT, DXF, A, etc.
Verificar se o ficheiro exportado está completo e se existem linhas extra, texto, etc., de modo a não afetar o corte.
Importação de ficheiros para o software de controlo do cortador a laser
Copiar o ficheiro de desenho exportado para o computador ligado à máquina de corte a laser, normalmente através de uma unidade flash USB. Abra o software de controlo do corte a laser, seleccione o ficheiro de importação, encontre o ficheiro de desenho e abra-o.
Verificar o tamanho e a colocação do desenho
Após as etapas anteriores, selecionar o padrão e definir o corte ou a gravação. Verifique os parâmetros, incluindo a cor, a potência, a velocidade, etc.
V. Passo 3: Configuração das definições do laser
Seleção do tipo de material e da espessura adequados
Diferentes materiais, incluindo metal, madeira e plástico, necessitam de definir diferentes parâmetros de corte. Para além disso, a espessura dos materiais também tem influência nos seus parâmetros de potência e velocidade.
Ajustar os parâmetros do laser
Os ajustes devem incorporar a potência, a velocidade, a frequência e a distância de focagem. Quanto maior for a potência, maior será a capacidade de corte.
A eficiência do corte aumentará com a velocidade de corte. No entanto, o corte a velocidade excessiva pode não cortar os materiais.
Quanto maior for a frequência, mais suave será a incisão, mas uma frequência demasiado elevada tornará a incisão mais superficial; quanto menor for a frequência, mais profunda será a incisão.
O diâmetro do foco afecta a largura da fenda, e a distância focal adequada deve ser definida de acordo com as diferentes espessuras de material.
Corte experimental de material de sucata
Antes do corte formal, é necessário efetuar um corte de ensaio no material de sucata para verificar o efeito de corte.
Regulação das definições para uma qualidade de corte óptima
Quando encontrar a combinação mais adequada de parâmetros de corte, pode guardá-la como dados fixos para uma receita fácil para uma chamada subsequente e direta.
VI. Etapa 4: Carregamento e fixação do material
Seleção de material plano, limpo e de tamanho adequado
As chapas planas asseguram que a cabeça do laser está paralela à superfície do metal para garantir a profundidade e a qualidade do corte. Uma limpa para manter a qualidade e proteger a cabeça do laser.
A dimensão da chapa metálica deve corresponder à da bancada de trabalho, de modo a evitar inconvenientes.
Utilizar pesos, grampos ou gabaritos para fixar a peça de trabalho
Para evitar que a peça de trabalho se desloque durante o corte, é necessário adotar métodos adequados. Os pesos podem ser utilizados para fazer corresponder peças de trabalho mais leves.
As pinças e os gabaritos são ferramentas de fixação mais profissionais que podem fornecer uma força de fixação estável sem danificar a peça de trabalho.
Assegurar que o material é quadrado e não está deformado
Antes de cortar, é fundamental garantir que as arestas da peça de trabalho são quadradas, de modo a ficarem paralelas e verticais ao eixo de coordenadas da máquina de corte para manter a precisão do percurso de corte.
Ao mesmo tempo, se existirem curvas nos metais, é necessário ter mais pontos de fixação para garantir a mesma profundidade de corte.
VII. Etapa 5: Execução do programa de corte
Recuar para trás do escudo laser ou fechar a porta
Antes de iniciar o corte, deve ser efectuada uma inspeção final. Em seguida, os operadores devem recuar para trás da proteção do laser ou fechar a porta, uma vez que a luz forte e os fumos nocivos gerados durante o corte podem causar danos aos operadores.
Início do programa e acompanhamento dos primeiros cortes
Depois de todos os preparativos estarem concluídos, o processo de corte pode ser iniciado. No entanto, os primeiros cortes devem ser cuidadosamente inspeccionados para controlar situações anómalas, garantir a qualidade e ajustar os parâmetros.
Pausa ou paragem da máquina se surgirem problemas
Durante o processo de corte, se for observada alguma anomalia, como corte incompleto, material a incendiar-se ou ruído anormal da máquina, o processo de corte deve ser interrompido ou parado imediatamente para evitar o agravamento do problema.
VIII. Etapa 6: Descarregamento das peças e limpeza
Retirar cuidadosamente as peças da folha
Deixar arrefecer as peças cortadas e as aparas para evitar escaldões. Após o arrefecimento, retirar cuidadosamente a chapa metálica da bancada de trabalho. Não esquecer a temperatura elevada e as arestas vivas da peça de trabalho.
Limpar o leito de corte de detritos
Durante o corte, é gerada uma grande quantidade de resíduos e poeiras. Se não for limpo atempadamente, não só terá impacto na eficiência de corte posterior, como também danificará a máquina. Podem ser utilizadas ferramentas como escovas e aspiradores.
Eliminação correcta dos resíduos
Os resíduos devem ser tratados de forma cuidadosa e correcta e enviados para um centro de reciclagem ou de eliminação, como forma de proteger o ambiente e ser responsável perante a sociedade.
IX. Conclusão
O conhecimento dos processos de corte a laser desempenha um papel crucial na aprendizagem automática. As máquinas de corte a laser prometem um futuro próspero na indústria transformadora.
A nossa empresa tem 4 décadas de história de I&D para máquinas de corte a laser. Se estiver interessado nos nossos produtos. Por favor, clique em aqui. Se tiveres algum problema, estás Bem-vindo a contactar-nos.
X. Perguntas mais frequentes (FAQs)
Que materiais podem ser cortados com uma máquina de corte a laser?
As máquinas de corte a laser podem cortar vários materiais, incluindo madeira, todos os tipos de metal, papel ou cartão, plástico e vidro. Materiais não metálicos, como borracha, couro e acrílico, também podem ser cortados por máquinas de corte a laser de CO2.
Qual a espessura de material que um cortador a laser pode suportar?
A espessura que um cortador laser pode suportar depende de vários elementos. Geralmente, as máquinas de baixa potência (menos de 1kw) são utilizadas principalmente para cortar materiais mais finos, como papel, plástico fino e chapa metálica. As máquinas de grande potência (mais de 4kw) são capazes de lidar com materiais mais espessos, incluindo placas de metal espessas.
Quais são as precauções de segurança para operar um cortador a laser?
Antes de operar, deve ler as instruções, usar óculos de proteção, certificar-se de que não há uma única operação, compreender a natureza da peça de trabalho, manter a limpeza da área de trabalho, adotar sistemas de ventilação e filtragem, ter cuidado com o material inflamável e usar equipamento de proteção pessoal adequado.
