Principi di base della macchina da taglio laser

Macchina da taglio laser

Il taglio laser è un metodo popolare e versatile utilizzato in vari settori per il taglio di precisione dei materiali.Implica l'uso di un raggio laser focalizzato per tagliare i materiali con elevata precisione e velocità.Le macchine per il taglio laser utilizzano i principi dell'ottica, della termodinamica e della scienza dei materiali per ottenere operazioni di taglio precise ed efficienti.In questo articolo, esploreremo in dettaglio i principi di base delle macchine per il taglio laser.

1. Nozioni di base sul laser:

Un laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) è un dispositivo che produce un raggio concentrato di luce coerente.Consiste di tre componenti principali: un mezzo attivo, una fonte di energia e un risonatore ottico.Il mezzo attivo, che può essere solido, liquido o gassoso, emette fotoni quando viene eccitato dalla fonte di energia.Il risonatore ottico riflette i fotoni avanti e indietro attraverso il mezzo attivo, amplificando e allineando le onde luminose.Questo processo porta alla formazione di un raggio laser potente e coerente.

2. Tipi di laser:

Esistono diversi tipi di laser utilizzati nelle macchine per il taglio laser, inclusi laser CO2, laser Nd:YAG e laser a fibra.I laser CO2 sono il tipo più comune e utilizzano una miscela di anidride carbonica, azoto ed elio come mezzo attivo.I laser Nd:YAG utilizzano come mezzo attivo un cristallo allo stato solido, come il granato di ittrio e alluminio drogato con neodimio.I laser a fibra, invece, utilizzano una fibra ottica drogata con elementi di terre rare come mezzo attivo.Ogni tipo di laser ha le sue proprietà uniche ed è adatto per specifiche applicazioni di taglio.

3. Processo di taglio laser:

Il processo di taglio laser prevede diversi passaggi.Innanzitutto, il raggio laser viene generato dalla sorgente laser e guidato attraverso una serie di specchi e lenti fino alla testa di taglio.La testa di taglio contiene un'ottica di focalizzazione che concentra il raggio laser in uno spot di piccole dimensioni.Il raggio laser focalizzato viene quindi diretto sul materiale da tagliare.

4. Interazione materiale:

Quando il raggio laser interagisce con il materiale, si verificano diversi processi.L'intenso calore generato dal raggio laser aumenta rapidamente la temperatura del materiale, provocandone la fusione, la vaporizzazione o una reazione chimica.L'interazione specifica dipende dalle proprietà del materiale, come il coefficiente di assorbimento e il punto di fusione, nonché dai parametri del laser, come la densità di potenza e la durata dell'impulso.

5. Fusione e vaporizzazione:

Per i materiali con punti di fusione bassi, come la plastica, il raggio laser può fondere il materiale durante il taglio.Il materiale fuso viene quindi soffiato via da un getto di gas, creando un taglio (la larghezza di taglio).Nel caso di materiali con punti di fusione più elevati, come i metalli, il raggio laser vaporizza direttamente il materiale creando un taglio stretto e preciso.

6. Assistenza gas:

Il gas assist è comunemente usato nel taglio laser per migliorare il processo di taglio.Un gas, come ossigeno o azoto, viene soffiato attraverso l'ugello della testa di taglio sulla superficie del materiale.Il gas aiuta a rimuovere il materiale fuso o vaporizzato dalla zona di taglio, raffredda il materiale e previene la formazione di bave o scorie.La scelta del gas dipende dal materiale da tagliare e dalla qualità di taglio desiderata.

7. Larghezza e conicità del taglio:

La larghezza del taglio, o la larghezza del taglio, è determinata da diversi fattori, tra cui la potenza del laser, la dimensione del punto focale, lo spessore del materiale e la velocità di taglio.La larghezza del taglio può essere controllata regolando questi parametri per ottenere la precisione di taglio desiderata.Inoltre, il taglio laser può provocare un fenomeno chiamato rastremazione, in cui il taglio ha una forma leggermente conica.L'angolo di conicità dipende dalle proprietà del materiale e dai parametri del laser e può essere ridotto al minimo ottimizzando le condizioni di taglio.