I. Introdução
As máquinas de corte a laser podem ser aplicadas em quase todos os sectores industriais, como o fabrico de veículos, aviação e aeroespacial, eletrónica e electrodomésticos, fabrico de utensílios de cozinha, equipamento de fitness, publicidade e processamento de metais.
Pode tratar vários materiais metálicos e não metálicos graças à sua grande adaptabilidade.
Com arestas em muitos aspectos, as máquinas de corte a laser estão a tornar-se uma parte integrante da indústria, servindo como equipamento avançado que muitos concorrentes estão a competir para adotar.
À medida que a tecnologia se desenvolve, o futuro da aplicação de máquinas alargar-se-á. Desempenha um papel essencial na promoção da transformação e atualização da indústria transformadora. Vale a pena explorar as diversas utilizações das máquinas de corte a laser.
II. Compreensão das máquinas de corte a laser
Explicação dos princípios de base
Um cortador a laser é um tipo de máquina que corta vários materiais utilizando a energia térmica dos feixes de laser. Os feixes de laser gerados por uma máquina de corte a laser são focados como um ponto de luz na superfície da peça de trabalho por um sistema ótico.
Depois, devido à elevada densidade de potência, as áreas irradiadas por um raio laser serão aquecidas tão rapidamente que serão evaporadas ou fundidas.
O feixe de laser em movimento constante, assistido por gases auxiliares, liga os pontos de luz numa fenda estreita para obter o corte.
Em geral, máquinas de corte a laser incorporam máquinas de corte a laser CO2, máquinas de corte a laser YAG e máquinas de corte a laser de fibra. Vamos ver um vídeo juntos para ver como funciona.
Componentes de uma máquina de corte a laser
Uma máquina de corte a laser inclui um laser, um sistema ótico, uma cabeça de corte, uma bancada de trabalho, um sistema CNC, equipamento auxiliar e um sistema informático.
Laser:
Como componente principal, os lasers podem gerar feixes de laser com elevada densidade de potência. Incluem normalmente cortadores a laser de gás CO2 e cortadores a laser de fibra.
Sistema ótico:
Enquanto componente-chave de uma máquina de corte a laser, o sistema ótico tem um impacto direto na precisão do processamento e na qualidade do corte. Por conseguinte, o seu desempenho é importante.
As suas principais funções são a remodelação, colimação e focagem dos feixes laser de origem gerados por lasers, de modo a formar um ponto de luz com elevada densidade de potência na superfície da peça de trabalho para obter um processamento preciso.
Contém 5 componentes principais: refletor, lente de focagem, colimador, lentes de proteção, modelador de feixe e mecanismo de ajuste do percurso ótico.
O refletor:
Pode alterar a direção de transferência do feixe laser, conduzindo-o para a cabeça de corte.
Lentes de focagem:
As lentes de focagem são colocadas na cabeça de corte e utilizadas para focar um feixe de laser paralelo em pequenos pontos de luz. As distâncias focais das lentes afectam o tamanho do ponto e, consequentemente, a precisão do corte.
Colimador:
Um colimador ajusta a colimação de um feixe laser, reduzindo o ângulo de divergência do feixe para o tornar o mais próximo possível de uma luz paralela.
Os colimadores utilizam normalmente lentes côncavas em conjunto com lentes de focagem para reduzir eficazmente o tamanho do ponto de luz focado.
Lentes de proteção:
Localizadas na parte inferior da cabeça de corte, as lentes de proteção evitam que a poluição, como os salpicos e a poeira gerados durante o corte, contaminem as lentes de focagem.
Modelação de feixes:
As máquinas de alta precisão precisam de ser remodeladas antes da focagem para que a intensidade da luz se distribua mais uniformemente.
Mecanismo de ajuste do trajeto ótico: É utilizado para obter um ajuste e calibração precisos do trajeto ótico para garantir a estabilidade da posição de focagem do feixe laser.
Cabeça de corte：
Uma cabeça de corte é constituída essencialmente por um bocal, uma lente de focagem e um sistema de rastreio. Foca o feixe de laser na superfície do feixe de laser e introduz gases auxiliares.
Sistema CNC:
Pode controlar os parâmetros do processo, tais como o percurso de deslocação, a velocidade e a potência do laser.
Bancada de trabalho：
Funciona como uma base para fixar a peça de trabalho e tem eixos X, Y e Z para compor a estrutura móvel.
Equipamento auxiliar:
Tais como refrigeradores, compressores de ar e sistemas de exaustão. Fornecem funções auxiliares, como arrefecimento, fornecimento de gás e exaustão de fumos para o processamento de corte.
Materiais compatíveis com o corte a laser
Os materiais compatíveis com o corte a laser podem ser divididos em dois tipos: metais e não metais.
Os metais incluem o aço inoxidável, o aço-carbono, o alumínio, o titânio, o cobre e o ouro. O aço inoxidável é um dos metais mais comuns utilizados no corte a laser, produzindo cortes de alta qualidade.
Os materiais não-metálicos incluem o acrílico, a madeira, o couro, o vidro, o papel e o cartão e as cortinas. O acrílico é um dos materiais não metálicos mais comuns para corte e é amplamente utilizado na indústria da publicidade e decoração.
Além disso, as máquinas de corte a laser permitem o corte de alta precisão de madeira para fazer artesanato e modelos.
No entanto, alguns materiais também são incompatíveis com o corte a laser porque emitem gases venenosos que danificam o equipamento.
Por exemplo, o PVC, um tipo de plástico que contém halogéneos, gera gases venenosos durante o processamento.
O policarbonato, a fibra de vidro, a fibra de carbono e os materiais espelhados também são incompatíveis com o corte a laser. O seu processo de corte pode danificar a máquina.
III. Aplicações industriais das máquinas de corte a laser
Indústria automóvel
Corte e gravação de peças de veículos
As máquinas de corte a laser permitem o corte e a gravação precisos e de alta qualidade de peças automóveis, incluindo peças interiores e painéis exteriores da carroçaria. As máquinas de corte a laser têm muitas vantagens em relação aos métodos de manuseamento tradicionais.
É capaz de efetuar cortes de alta precisão com arestas lisas e sem rebarbas, o que diminui os processos subsequentes.
Os lasers são concebidos para o processamento de grandes lotes com processamento a alta velocidade e elevada produtividade. A capacidade de processar vários materiais provou a sua versatilidade. O corte sem contacto evita a deformação do material e mantém estáveis as dimensões das peças.
Ajudar na soldadura e no tratamento térmico de peças automóveis
Para além do corte direto de peças automóveis, pode ajudar na soldadura e no tratamento térmico.
Em primeiro lugar, a máquina pode preparar o corte antes da soldadura, melhorando a eficiência e a qualidade da soldadura. Em segundo lugar, corta chapas de aço de alta resistência durante o processo de termoformagem para completar a formação de peças com modos.
Em terceiro lugar, um cortador a laser pode efetuar um tratamento térmico local na superfície das peças para melhorar a sua resistência ao desgaste e à corrosão.
Exemplos
Numerosos produtores automotivos famosos adotam máquinas de corte a laser durante a produção. Vou dar-vos os seguintes exemplos:：
General Motors: utiliza uma máquina de corte a laser para processar partes da carroçaria e partes interiores
Toyota: Os cortadores a laser são amplamente utilizados em linhas de produção para melhorar a produtividade e a qualidade dos produtos.
Tesla: a caixa da bateria e os componentes da carroçaria dos veículos electrónicos são fabricados por máquinas de corte a laser.
Como equipamento de processamento indispensável no fabrico de automóveis, as máquinas de corte a laser são adoptadas numa esfera mais ampla e profunda, apoiando a leveza, a personalização e a inteligência dos automóveis.
Indústria aeroespacial
Corte de precisão de materiais leves
Graças à sua relação perfeita entre resistência e peso, os materiais leves como o alumínio e o titânio são amplamente utilizados na indústria aeroespacial.
Com uma qualidade de alta precisão e eficiência, as máquinas de corte a laser tornam-se uma escolha sensata para o processamento.
Além disso, permite uma precisão de corte ao nível micro, pequenas áreas afectadas pelo calor e uma deformação térmica mínima dos materiais, de modo a garantir a precisão e a qualidade dos componentes.
No entanto, o corte destes materiais continua a ser um desafio. Por exemplo, o titânio reage ativamente ao oxigénio a altas temperaturas para gerar uma camada de óxido quebradiça, pelo que são necessários gases inertes para evitar a oxidação.
Fabrico de componentes e peças complexas para aeronaves
As máquinas de corte a laser potenciam os seus pontos fortes no fabrico de componentes complexos para aviões.
Por um lado, o corte a laser permite o processamento direto com base em modelos CAD sem recorrer necessariamente a modos complicados, o que reduz significativamente o ciclo desde a conceção do produto até à produção.
Por outro lado, a sua flexibilidade permite processar todos os tipos de componentes complicados, incluindo as pás de turbinas de motores de aviões.
No entanto, no que respeita a alguns materiais especiais e estruturas complicadas, os cortadores a laser continuam a ser fracos em termos de precisão e eficiência. Por conseguinte, a inovação tecnológica e as actualizações artesanais são soluções inteligentes.
Exemplos:
Boeing: são utilizadas para processar peças de grandes dimensões, como a pele e as asas dos aviões.
Airbus: a tecnologia de corte a laser é amplamente utilizada no fabrico de novas aeronaves, como o A350, para melhorar a eficiência da produção e a qualidade dos produtos.
Lockheed MartinA empresa utiliza a máquina para fabricar componentes com estruturas complexas dos caças F-35, tais como o revestimento do avião e as estruturas de separação.
De um modo geral, as máquinas de corte a laser cumpriram o seu papel na indústria aeroespacial com os seus desempenhos perfeitos em termos de precisão e eficiência.
No entanto, os desafios mantêm-se. No futuro, com o desenvolvimento e a atualização da tecnologia relacionada, a importância dos cortadores a laser irá aumentar.
Indústria eletrónica
Corte e processamento de componentes de precisão
A indústria eletrónica impõe uma elevada exigência de precisão e qualidade dos componentes. Por isso, as máquinas de corte a laser são uma escolha desejada para o processamento de componentes, graças às suas características de elevada precisão e eficiência.
As máquinas de corte a laser permitem um corte de precisão de micro-nível, pequenas áreas afectadas pelo calor, minimizando a deformação do material e garantindo a precisão e a qualidade dos componentes.
Estas qualidades são vitais para o fabrico de peças electrónicas precisas, tais como placas de circuitos integrados e micro-sensores.
Prototipagem rápida de placas de circuitos
Durante a I&D de produtos electrónicos, a prototipagem rápida é o elemento central que acelera o lançamento do produto. O laser processa diretamente as peças de trabalho com base em ficheiros concebidos em CAD sem utilizar modos complexos, o que reduz de forma impressionante o período entre a conceção e a produção.
Além disso, a sua flexibilidade confere à máquina a capacidade de lidar com a atualização do design da placa de circuitos, apoiando grandemente a rápida atualização e desenvolvimento de produtos electrónicos.
Em suma, as máquinas de corte a laser aplicadas na indústria eletrónica podem não só melhorar a precisão e a eficiência do processamento de componentes, mas também acelerar a prototipagem rápida, o que promove o desenvolvimento de produtos, de modo a aumentar a automatização e a inteligência da linha de produção.
À medida que a tecnologia laser se desenvolve e o seu fabrico se aperfeiçoa, a máquina será utilizada na indústria de uma forma mais profunda e alargada.
Corte de invólucros de eletrónica de consumo As máquinas de corte a laser são também utilizadas no processamento de invólucros de produtos electrónicos de consumo, tais como telemóveis e computadores tablet, especialmente no corte de invólucros metálicos. Apresenta várias vantagens que gostaria de vos explicar da seguinte forma:
O corte a laser permite um corte complexo numa superfície curva, adequado ao processamento de conchas com formas especiais. Pode deduzir processos subsequentes devido ao desempenho perfeito no corte sem rebarbas.
Além disso, o corte a laser pode cortar diretamente vários orifícios funcionais no invólucro, tais como orifícios para antenas, casas de botões, etc.
No entanto, as caixas de produtos electrónicos de consumo adoptam normalmente materiais difíceis de maquinar, como a liga de alumínio, o que impõe requisitos elevados às máquinas de corte a laser.
De um modo geral, as máquinas de corte a laser desempenham o seu papel na indústria eletrónica, incluindo o fabrico de placas de circuito impresso, o processamento de componentes e a produção de caixas para eletrónica de consumo.
O que merece a nossa atenção é o facto de diferentes materiais a serem processados em várias indústrias apresentarem diferentes requisitos e desafios, pelo que a tecnologia de corte a laser, que influencia a qualidade da máquina, deve ser melhorada de acordo com a procura do mercado.
Indústria médica
Corte de precisão de dispositivos médicos e implantes
As máquinas de corte a laser também desempenham um papel na indústria médica graças à sua qualidade de alta precisão e baixa afetação de calor. As suas vantagens estão presentes em muitos aspectos.
Permitindo uma precisão de corte ao nível micro, cumpre os requisitos de alta precisão para dispositivos e implantes médicos. Por exemplo, stents cardíacos e implantes ortopédicos.
Com as suas pequenas áreas afectadas pelo calor durante o corte, a biocompatibilidade do material não é influenciada, garantindo a segurança do implante.
As máquinas de corte a laser podem processar vários materiais médicos, como o aço inoxidável, a liga de titânio, a biocerâmica, etc.
No entanto, os dispositivos médicos e os implantes apresentam requisitos extremamente elevados em termos de qualidade e consistência de corte. Assim, os parâmetros da máquina devem ser rigorosamente controlados de modo a controlar a qualidade do produto.
Fabrico de instrumentos e ferramentas cirúrgicas
Os cortadores a laser também são amplamente utilizados para fabricar instrumentos e ferramentas cirúrgicas, incluindo bisturis, tesouras e alicates.
Pode cortar formas e estruturas complicadas em instrumentos cirúrgicos, melhorando o seu desempenho funcional.
Com a sua elevada precisão de corte, as máquinas de corte a laser garantem a precisão dimensional e de ajuste dos instrumentos cirúrgicos. Para além disso, são capazes de produzir instrumentos cirúrgicos em massa.
No entanto, os instrumentos cirúrgicos são rigorosos quanto à qualidade do corte dos bordos, pelo que as técnicas de corte têm de ser melhoradas para efetuar o polimento subsequente e outros tratamentos.
Exemplos
Medtronic: Utilização da tecnologia de corte a laser para produzir implantes como pacemakers e stents vasculares.
Johnson & Johnson: Utiliza lasers para fabricar instrumentos cirúrgicos e implantes ortopédicos.
Boston Scientific: As máquinas de corte a laser são utilizadas para fabricar válvulas cardíacas, cateteres de angiografia e outros tratamentos.
As empresas acima referidas provaram que as máquinas de corte a laser desempenham um papel essencial na melhoria da qualidade dos instrumentos médicos e da tecnologia no sector dos cuidados de saúde.
Com o desenvolvimento da tecnologia de corte a laser e a crescente procura de cuidados médicos, os cortadores a laser dão um grande contributo para garantir a qualidade dos instrumentos médicos e acelerar o desenvolvimento da indústria médica.
IV. Futuro das máquinas de corte a laser
Avanços tecnológicos
As vantagens dos lasers UV de estado sólido estão a surgir gradualmente.
Os lasers ultravioleta, com a sua elevada eficiência, alta qualidade do feixe laser, longa duração e baixos custos de manutenção, estão provavelmente a eliminar o laser de excímero convencional e a ser amplamente aplicados nas indústrias de OLED e de microprocessamento.
As máquinas topo de gama, como as máquinas de corte a laser de grande potência e as máquinas de conformação direta a laser, são amplamente utilizadas.
Com os avanços na tecnologia doméstica de corte a laser, o grau de localização das máquinas de processamento a laser de alta qualidade irá aumentar.
Promoção da automatização e da inteligência.
A tecnologia de corte a laser integrada com robots, reconhecimento visual e inteligência artificial irá melhorar a automatização, a inteligência e a produtividade.
Surge uma nova tecnologia de corte a laser.
A aplicação de novas máquinas de corte a laser, como os lasers de femtosegundo e os lasers de semicondutores, alarga a sua esfera de aplicação e de processamento.
Tendências de mercado e projecções de crescimento
Mercado mais vasto
Estima-se que, em 2023, a escala de mercado total da indústria chinesa de máquinas de corte a laser era de cerca de 85 mil milhões de yuan.
Em consonância com o desenvolvimento da tecnologia, as máquinas de corte a laser continuarão a substituir as máquinas de processamento tradicionais, conduzindo a uma taxa de penetração mais elevada.
As áreas de aplicação a jusante expandem-se.
Face às crescentes exigências do mercado, o equipamento de corte a laser será mais amplamente utilizado em veículos de energia nova, no sector aeroespacial, no fabrico de equipamento topo de gama e noutros domínios.
As máquinas de média e baixa potência têm um grande potencial.
Os avanços tecnológicos e os custos mais baixos aumentam a procura de máquinas de média e baixa potência utilizadas em empresas domésticas, médias e pequenas empresas, especialmente em países desenvolvidos como os Estados Unidos e a Europa.
A competitividade das marcas nacionais no mercado aumentou.
Os principais componentes dos cortadores a laser nacionais são melhorados, pelo que se espera que as máquinas nacionais expandam a sua quota de mercado global com uma vantagem em termos de relação custo-eficácia.
De um modo geral, a tecnologia de corte a laser desenvolve-se rapidamente. Quer se trate de avanços tecnológicos ou de exigências do mercado, as máquinas prometem um futuro próspero.
V. Conclusão
O artigo introduziu a máquina de corte a laser na sua definição, princípios de funcionamento, aplicações industriais e tendências futuras, o que poderá ajudá-lo a adquirir uma compreensão mais profunda das máquinas de corte a laser.
As máquinas de corte a laser ADH possuem alta precisão e eficiência, que servem como um auxiliar impressionante na fabricação.
As nossas máquinas permitem um processamento de alta precisão e a nossa empresa é um exportador competitivo a nível mundial. Pode navegar nas nossas páginas de produtos para obter mais informações.
VI. Perguntas mais frequentes (FAQs)
Que materiais podem ser cortados com precisão por uma máquina de corte a laser?
Muitos tipos de materiais podem ser cortados por uma máquina de corte a laser. Vou dar-vos dois tipos de materiais:
Materiais metálicos: inclui metal inoxidável, aço carbono, liga de alumínio, cobre e latão. As máquinas de corte a laser são capazes de cortar materiais metálicos com 0,5-20 mm de espessura com um corte de alta qualidade e sem rebarbas.
Materiais não metálicos: os materiais não metálicos compatíveis com uma máquina podem ser divididos em dois tipos:
Materiais orgânicos não metálicos: Acrílico, PVC, ABS, nylon, resina e outros plásticos, tais como madeira, couro, tecido e papel. Materiais não metálicos inorgânicos: vidro, pedra, cerâmica, etc.
Máquina de corte a laser versus métodos de corte tradicionais em termos de precisão
As máquinas de corte a laser possuem uma elevada precisão de corte na gama de ±0,05mm a ±0,2mm. Para além disso, algumas máquinas permitem até o corte de micro-níveis
Graças à elevada densidade de potência do feixe laser e aos sistemas precisos de controlo dos movimentos, que nunca poderão ser alcançados pelos métodos de corte tradicionais.
Quais são as considerações de segurança ao operar uma máquina de corte a laser?
Deve-se usar equipamento de proteção individual, incluindo óculos de proteção contra laser, máscaras ou respiradores e luvas grossas, de modo a evitar danos nos olhos e na pele.
Antes de operar, deve aceitar formação profissional para aprender os perigos e os procedimentos correctos de operação.
Durante o corte, os operadores devem estar presentes no local para evitar qualquer acidente. Apenas materiais admitidos.
