O corte a laser é um processo de fabricação preciso e eficiente que utiliza um feixe de luz invisível para cortar materiais, oferecendo inúmeros benefícios em relação aos métodos tradicionais de corte mecânico. Com sua alta precisão, velocidade de corte rápida e capacidade de cortar formas complexas, o corte a laser está gradualmente substituindo as técnicas tradicionais de corte de metal.
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Composição do equipamento de corte a laser
Uma máquina de corte a laser consiste em vários componentes principais, incluindo gerador de laser, sistema de distribuição de feixe, sistema de movimento de controle numérico, cabeça de corte com foco automático, mesa de trabalho e sistema de fornecimento de gás de alta pressão. Vários parâmetros afetam o processo de corte a laser, alguns dos quais dependem do desempenho técnico do gerador de laser e da máquina, enquanto outros são variáveis.
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Parâmetros-chave do corte a laser
Para obter resultados de corte ideais, é essencial compreender os seguintes parâmetros principais:
1. Modo de feixe
O modo de feixe, também conhecido como modo Gaussiano, é o modo ideal para corte, normalmente encontrado em geradores de laser de baixa potência (<1 kW). Multi-mode, a mixture of high-order modes, has lower cutting ability and focusability compared to single-mode lasers.
| Mesa. 1 parâmetros do processo de corte a laser monomodo de materiais comuns | |||||
| Material | Espessura (mm) | Gás auxiliar | Velocidade de corte (cm/min) | Largura da fenda (mm) | Potência do laser (w) |
| Aço de baixo carbono | 3 | O2 | 60 | 0.2 | 250 |
| Panela Inox | 1 | O2 | 150 | 0.1 | 250 |
| Liga de titânio | 10(40) | O2 | 280(50) | 1.50(3.5) | 250 |
| Vidro transparente orgânico | 10 | N2 | 80 | 0.7 | 250 |
| Alumina | 1 | O2 | 300 | 0.1 | 250 |
| Tapete de poliéster | 10 | N2 | 260 | 0.5 | 250 |
| Tecido de algodão (multicamadas) | 15 | N2 | 90 | 0.5 | 250 |
| Cartão | 0.5 | N2 | 300 | 0.4 | 250 |
| Papelão ondulado | 8 | N2 | 300 | 0.4 | 250 |
| Vidro de quartzo | 1.9 | O2 | 60 | 0.2 | 250 |
| Polipropileno | 5.5 | N2 | 70 | 0.5 | 250 |
| Poliestireno | 3.2 | N2 | 420 | 0.4 | 250 |
| Cloreto de polivinila duro | 7 | N2 | 120 | 0.5 | 250 |
| Plásticos reforçados com fibra | 3 | N2 | 60 | 0.3 | 250 |
| Madeira (compensado) | 18 | N2 | 20 | 0.7 | 250 |
| Aço de baixo carbono | 1 | N2 | 450 | 中 | 500 |
| 3 | N2 | 150 | --- | 500 | |
| 6 | N2 | 50 | 0.15 | 500 | |
| 1.2 | O2 | 600 | 0.15 | 500 | |
| 2 | O2 | 400 | 0.20 | 500 | |
| 3 | O2 | 250 | --- | 500 | |
| Aço inoxidável | 1 | O2 | 300 | --- | 500 |
| 3 | O2 | 120 | --- | 500 | |
| Madeira compensada | 18 | N2 | 350 | --- | 500 |
| Mesa. 2 parâmetros de corte a laser multimodo de materiais comuns | ||||
| Materiais | Espessura da placa (mm) | Velocidade de corte (cm/min) | Largura da fenda (mm) | Potência do laser (kw) |
| Alumínio | 12 | 230 | 1 | 15 |
| Aço carbono | 6 | 230 | 1 | 15 |
| Aço inoxidável (0Cr18Ni9) | 4.6 | 130 | 2 | 20 |
| Composto de boro/epóxi | 8 | 165 | 1 | 15 |
| Compósitos de fibra/epóxi | 12 | 460 | 0.6 | 20 |
| Madeira compensada | 25.4 | 150 | 1.5 | 8 |
| Acrílico | 25.4 | 150 | 1.5 | 8 |
| Vidro | 9.4 | 150 | 1 | 20 |
| Concreto | 38 | 5 | 6 | 8 |
2. Potência do laser
A potência do laser necessária depende do material que está sendo cortado, da espessura do material e dos requisitos de velocidade de corte. A potência do laser afeta significativamente a espessura de corte, a velocidade e a largura do corte. Geralmente, o aumento da potência do laser permite o corte de materiais mais espessos, velocidades de corte mais rápidas e larguras de corte mais amplas.
3. Posição de foco
A posição do foco tem um impacto significativo na largura do corte. Normalmente, o foco é definido em aproximadamente 1/3 da espessura do material abaixo da superfície, resultando na profundidade máxima de corte e na largura mínima do corte.
4. Distância focal
Ao cortar placas de aço espessas, recomenda-se uma distância focal maior para obter uma superfície de corte vertical de alta qualidade. Uma distância focal maior resulta em um diâmetro de feixe maior, reduzindo a densidade de potência e a velocidade de corte. Para manter uma velocidade de corte consistente, é necessário aumentar a potência do laser. Para cortar placas finas, é preferível uma distância focal mais curta, resultando em um diâmetro de feixe menor, maior densidade de potência e velocidade de corte mais rápida.
5. Gás auxiliar
O oxigênio é comumente usado como gás auxiliar no corte de aço com baixo teor de carbono, pois utiliza a reação de combustão ferro-oxigênio para melhorar o processo de corte, resultando em velocidades de corte mais rápidas e cortes de alta qualidade. A pressão do gás auxiliar afeta o processo de corte, com pressões mais altas aumentando a energia cinética e a capacidade de remoção de escória.
6. Estrutura do bocal
A estrutura do bico e o tamanho do orifício também afetam a qualidade e a eficiência do corte a laser. Diferentes requisitos de corte exigem o uso de bicos diferentes. Os formatos comuns de bicos incluem formatos circulares, cônicos e retangulares. O corte a laser normalmente emprega sopro coaxial (fluxo de gás e eixo de luz alinhados) e o controle da distância entre a saída do bico e a superfície da peça ({{0}}.5-2,0 mm) garante um corte estável processo.
| Mesa. 3 exemplos de parâmetros de processo de corte a laser de materiais metálicos comuns |
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| Material | Espessura mm | Gás auxiliar | Velocidade de corte cm/min | Potência do laser kW |
| Aço de baixo carbono | 1 | O2 | 900 | 1000 |
| 1.5 | 300 | 300 | ||
| 3 | 200 | 300 | ||
| 6 | 100 | 1000 | ||
| 16.2 | 114 | 4000 | ||
| 35 | 50 | 4000 | ||
| 30CrMnSi | 1 | 200 | 500 | |
| 3 | 120 | 500 | ||
| 6 | 50 | 500 | ||
| Aço inoxidável | 0.5 | 450 | 250 | |
| 1 | 800 | 1000 | ||
| 1.6 | 456 | 1000 | ||
| 3.2 | 180 | 500 | ||
| 4.8 | 400 | 2000 | ||
| 6 | 80 | 1000 | ||
| 6.3 | 150 | 2000 | ||
| 12 | 40 | 2000 | ||
| Liga de titânio | 3 | 1300 | 250 | |
| 8 | 300 | 250 | ||
| 10 | 280 | 250 | ||
| 40 | 50 | 250 | ||
