numero Sfoglia:99 Autore:Editor del sito Pubblica Time: 2023-06-06 Origine:motorizzato
● Principio del taglio laser
IL taglio laser utilizza un raggio focalizzato ad alta densità di potenza per funzionare, in modo che il materiale irradiato venga rapidamente fuso, vaporizzato, ablato o acceso e il materiale fuso venga espulso da un flusso d'aria ad alta velocità coassiale al raggio, tagliando così il pezzo.
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 la 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.
Per i materiali con punti di fusione bassi, come la plastica, il raggio laser può sciogliere il materiale mentre lo taglia.Il materiale fuso viene poi spazzato via da un getto di gas, creando un kerf (la larghezza del 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.
Il gas assistito è comunemente utilizzato 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 bave.La scelta del gas dipende dal materiale da tagliare e dalla qualità di taglio desiderata.
La larghezza del taglio, o 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 conicità, in cui il taglio ha una forma leggermente conica.L'angolo di rastremazione dipende dalle proprietà del materiale e dai parametri del laser e può essere ridotto al minimo ottimizzando le condizioni di taglio.
●Nozioni di base sul laser:
Un laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) è un dispositivo che produce un fascio concentrato di luce coerente.È costituito da tre componenti principali: un mezzo attivo, una fonte di energia e un risonatore ottico.Il mezzo attivo, che può essere solido, liquido o gas, emette fotoni quando energizzato 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.
● Classificazione del taglio laser
Esistono diversi tipi di laser utilizzati nelle macchine da taglio laser, inclusi laser a CO2, laser Nd:YAG e laser a fibra.I laser a CO2 sono il tipo più comune e utilizzano una miscela di anidride carbonica, azoto ed elio come mezzo attivo.I laser Nd:YAG utilizzano un cristallo allo stato solido, come il granato di ittrio e alluminio drogato al neodimio, come mezzo attivo.I laser a fibra, invece, utilizzano una fibra ottica drogata con elementi delle terre rare come mezzo attivo.Ogni tipo di laser ha le sue proprietà uniche ed è adatto per applicazioni di taglio specifiche.
1) Laser a CO2
Comunemente utilizzato per il taglio di materiali non metallici come legno, plastica, vetro e tessuti. Può anche tagliare metalli come acciaio dolce, acciaio inossidabile e alluminio con la giusta configurazione.
2）Taglio con vaporizzazione laser
Il pezzo viene riscaldato da un raggio laser ad alta densità di energia, la temperatura aumenta rapidamente, il punto di ebollizione del materiale viene raggiunto in brevissimo tempo e il materiale inizia a vaporizzare formando un vapore.Questi vapori vengono espulsi ad alta velocità e si forma una fessura nel materiale mentre il vapore viene espulso.Il calore di vaporizzazione del materiale è generalmente elevato, quindi per il taglio con gassificazione laser sono necessarie una grande potenza e densità di potenza.
Il taglio con vaporizzazione laser viene spesso utilizzato per tagliare metalli molto sottili e materiali non metallici.
3）Taglio con fusione laser
Quando il laser viene fuso e tagliato, il materiale metallico viene fuso mediante riscaldamento laser, quindi il gas non ossidante viene spruzzato attraverso un ugello coassiale con il raggio luminoso e il metallo liquido viene scaricato dalla forte pressione del gas per formarsi una fessura.La fusione e il taglio laser non necessitano di vaporizzare completamente il metallo e l'energia richiesta è solo 1/10 del taglio di vaporizzazione.
Il taglio laser melt viene utilizzato principalmente per il taglio di alcuni materiali non ossidabili o metalli attivi.
4）Taglio laser con ossigeno
Il principio del taglio laser con ossigeno è simile al taglio ossiacetilenico.Utilizza un laser come fonte di calore di preriscaldamento e utilizza un gas attivo come l'ossigeno come gas da taglio.Da un lato il gas iniettato agisce sul metallo da taglio provocando una reazione di ossidazione con rilascio di una grande quantità di calore di ossidazione;d'altro canto, l'ossido fuso e la massa fusa vengono espulsi dalla zona di reazione per formare una fessura nel metallo.Poiché la reazione di ossidazione durante il processo di taglio genera una grande quantità di calore, l'energia richiesta per il taglio con ossidazione laser è solo la metà del taglio a fusione e la velocità di taglio è molto maggiore rispetto al taglio a vaporizzazione laser e al taglio a fusione.
Il taglio laser con ossigeno viene utilizzato principalmente per acciaio al carbonio, acciaio al titanio e materiali metallici trattati termicamente come il trattamento termico.
5) Taglio laser e controllo della frattura
La cubettatura laser consiste nella scansione della superficie del materiale fragile con un laser ad alta densità di energia, in modo che il materiale venga evaporato in una piccola scanalatura dal calore, quindi venga applicata una certa pressione e il materiale fragile venga rotto nella piccola scanalatura .I laser per l'incisione laser sono generalmente laser Q-switched e laser CO2.
Il controllo della frattura è una distribuzione ripida della temperatura generata dall'incisione laser, che genera stress termico locale nel materiale fragile, causando la sospensione del materiale.
●Processo di taglio laser
Il processo di taglio laser prevede diverse fasi.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.
● Vantaggio
1) Buona qualità di taglio
Il taglio laser può ottenere una migliore qualità di taglio grazie al piccolo spot laser, all'elevata densità di energia e all'elevata velocità di taglio.
2) Alta efficienza di taglio
A causa delle caratteristiche di trasmissione del laser, la macchina da taglio laser è generalmente dotata di più piani di lavoro a controllo numerico e l'intero processo di taglio può realizzare il controllo numerico.Durante il funzionamento, è sufficiente modificare il programma NC, è possibile applicare il taglio di diverse forme di parti, eseguire tagli bidimensionali e realizzare tagli tridimensionali.
3) Velocità di taglio elevata
Il taglio laser non richiede materiali di fissaggio, il che consente di risparmiare attrezzature e tempo ausiliario per il carico e lo scarico.
4) Taglio senza contatto
Non c'è contatto tra la torcia e il pezzo durante il taglio laser e non c'è usura dell'utensile.Per lavorare pezzi di forme diverse, non è necessario cambiare l''utensile', basta cambiare i parametri di uscita del laser.Il processo di taglio laser ha un basso rumore, basse vibrazioni e nessun inquinamento.
● Svantaggio
Taglio laser A causa della limitazione della potenza del laser e del volume dell'attrezzatura, il taglio laser può tagliare solo piastre e tubi di spessore medio e piccolo e la velocità di taglio diminuisce in modo significativo all'aumentare dello spessore del pezzo.
Le attrezzature per il taglio laser sono costose e comportano un investimento una tantum.
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