1. Princípio Básico de Trabalho
A cabeça de corte a laser usa seu sistema óptico interno para focar um feixe de laser de alta-energia na superfície do material, aumentando rapidamente a temperatura local até o ponto de fusão ou ebulição. Simultaneamente, um gás auxiliar de alta-pressão (como oxigênio para combustão ou nitrogênio para evitar oxidação) é ejetado coaxialmente com o feixe para soprar o metal fundido, formando um corte. À medida que a cabeça de corte se move ao longo do caminho programado, o material é finalmente cortado.
2. Estrutura Interna
De cima para baixo, uma cabeça de corte a laser típica consiste principalmente nos seguintes componentes principais:
Conector de fibra e cabo de fibra óptica:O canal para transmissão do laser. O diâmetro do núcleo interno é extremamente pequeno (por exemplo, 50 μm, 100 μm), com requisitos rigorosos para o raio de curvatura.
Lente colimadora:Converte a saída do feixe divergente da fibra em luz paralela, garantindo distribuição uniforme de energia na preparação para foco subsequente.
Lentes protetoras (superior/inferior):Geralmente localizado antes e depois da lente de foco para bloquear escória e poeira durante o corte, protegendo a cara lente de foco contra contaminação. Estas são peças consumíveis.
Lente de focagem:O elemento óptico central que utiliza um princípio de lente convexa para convergir a luz paralela em um ponto focal extremamente pequeno, concentrando energia para derreter ou vaporizar instantaneamente o material.
Anel Cerâmico:Contém fios metálicos internos que conectam o bocal ao sensor para transmitir dados de detecção. É frágil e foi projetado para quebrar primeiro durante colisões severas para proteger a cabeça de corte.
Bocal:Localizado bem na parte inferior, serve como canal comum tanto para o feixe de laser quanto para o gás auxiliar. Diferentes formas (paralelas, convergentes, cônicas) e tamanhos afetam diretamente a qualidade e a velocidade de corte.
Sensor e sistema de rastreamento:Normalmente utiliza sensores capacitivos (sem{0}}contato) ou indutivos (com contato) para detectar a distância entre a cabeça de corte e a peça de trabalho em-tempo real, garantindo que o ponto focal permaneça na posição de corte ideal.
Módulo de monitoramento inteligente:As-cabeças de corte inteligentes de última geração também são equipadas com luzes LED, monitoramento de temperatura e detecção de perfuração para fornecer feedback-em tempo real sobre o status do trabalho.
3. Principais parâmetros e classificação
Diâmetro do ponto focal:Determina diretamente a densidade de energia. Um ponto menor produz maior densidade de energia, adequado para corte fino de chapas finas; um ponto maior é melhor para corte de chapas grossas.
Distância focal:Lentes de distância focal curta são adequadas para placas finas, mas exigem alta estabilidade do sistema de rastreamento. Lentes de distância focal média-a{2}}longa são ideais para chapas grossas devido à grande profundidade de foco e maior tolerância operacional.
Classificação por tipo de laser:
Cabeças de corte a laser de fibra:Compatível com comprimento de onda de 1064 nm, apresentando estrutura compacta amplamente utilizada para corte de metais como aço carbono, aço inoxidável e ligas de alumínio.
Cabeças de corte a laser CO2:Compatível com comprimento de onda de 10,6 μm, usado principalmente para materiais não-metálicos, como madeira e acrílico, bem como alguns metais finos. As lentes requerem materiais transmissores-infravermelhos.
Cabeças de corte a laser UV:Apresentam um ponto focal extremamente pequeno e uma pequena zona{0}afetada pelo calor, usados principalmente para microcorte de-micro{2}}alta precisão de placas PCB e filmes finos.
4. Principais marcas da indústria
Marcas Internacionais:Como Precitec e LT Ultra da Alemanha, conhecidos pela alta precisão, alta estabilidade e tecnologia de sensores inteligentes. Os mecanismos a laser dos EUA também se destacam em compatibilidade e estabilidade.
Marcas nacionais (China):Como Raycus (Jiaqiang) e BCUT (série BLT). Marcas nacionais se desenvolveram rapidamente no setor de cabeças de corte inteligentes, lançando produtos com recursos inteligentes como foco-automático, detecção de poças de fusão e tecnologias anti-colisão/anti{3}}explosão, liderando em participação de mercado em áreas segmentadas.
5. Tendências de desenvolvimento da indústria
Alta potência e alta precisão:Para atender às demandas de áreas-de ponta, como aeroespacial e construção naval, os cabeçotes de corte estão evoluindo para capacidades de potência mais altas (por exemplo, 30 kW e superiores), velocidades de corte mais rápidas e maior precisão.
Inteligência e Automação:Integração de IA e tecnologias de detecção para obter controle focal de circuito-fechado, centralização-automática, perfuração inteligente e monitoramento-em tempo real da temperatura da lente e da divergência do feixe, aprimorando os recursos adaptativos do processo de usinagem.
Proteção Ambiental e Economia de Energia:Otimização dos sistemas de resfriamento e controle de gás para reduzir a zona-afetada pelo calor e o consumo de energia durante o corte, promovendo a fabricação ecológica.
