Come funziona una macchina per il taglio laser?

.Perché i laser vengono utilizzati per il taglio?

Il laser, acronimo di Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (Amplificazione della Luce mediante Emissione Stimolata di Radiazione), è ampiamente utilizzato in tutti i settori. Quando applicato alle macchine da taglio, il laser permette di ottenere macchine ad alta velocità, a basso impatto ambientale, con un ridotto consumo di materiali e una zona termicamente alterata di dimensioni contenute. Allo stesso tempo, il tasso di conversione fotoelettrica delle macchine da taglio laser può essere fino al doppio di quello delle macchine da taglio a CO2, e la lunghezza d'onda della luce del laser a fibra è di 1070 nanometri, il che si traduce in un tasso di assorbimento più elevato, particolarmente vantaggioso per il taglio di lamiere sottili. I vantaggi del taglio laser lo rendono la tecnologia leader per il taglio dei metalli, ampiamente utilizzata nell'industria meccanica e manifatturiera, in particolare per il taglio di lamiere e componenti nel settore automobilistico.

Come funziona una macchina per il taglio laser?

I. Principio della lavorazione laser

Il raggio laser viene focalizzato in un punto luminoso di diametro molto piccolo (il diametro minimo può essere inferiore a 0,1 mm). Nella testa di taglio laser, questo raggio ad alta energia attraversa una lente speciale o uno specchio curvo, rimbalza in diverse direzioni e infine si concentra sull'oggetto metallico da tagliare. Nel punto in cui la testa di taglio laser ha effettuato il taglio, il metallo si fonde, vaporizza, si abla o raggiunge rapidamente il punto di innesco. Il metallo vaporizzato forma dei fori, e successivamente un flusso d'aria ad alta velocità viene spruzzato attraverso un ugello coassiale al raggio. Grazie alla forte pressione di questo gas, il metallo liquido viene asportato, formando delle fessure.

Le macchine per il taglio laser utilizzano ottiche e controllo numerico computerizzato (CNC) per guidare il raggio o il materiale; solitamente, in questa fase, un sistema di controllo del movimento traccia il codice CNC o G del modello da incidere sul materiale, al fine di ottenere il taglio di diversi modelli.

II. Principali metodi di lavorazione laser

1) Taglio laser a fusione

Il taglio a fusione laser consiste nell'utilizzare l'energia del raggio laser per riscaldare e fondere il materiale metallico, quindi spruzzare un gas compresso non ossidante (N2, aria, ecc.) attraverso un ugello coassiale al raggio, e rimuovere il metallo fuso grazie alla forte pressione del gas per formare un taglio.

Il taglio laser a fusione viene utilizzato principalmente per tagliare materiali non ossidabili o metalli reattivi come acciaio inossidabile, titanio, alluminio e le loro leghe.

2) Taglio laser a ossigeno

Il principio del taglio laser ossiacetilenico è simile a quello del taglio ossiacetilenico. Utilizza il laser come fonte di preriscaldamento e un gas attivo, come l'ossigeno, come gas di taglio. Da un lato, il gas emesso reagisce con il metallo, generando una grande quantità di calore di ossidazione. Questo calore è sufficiente a fondere il metallo. Dall'altro lato, gli ossidi fusi e il metallo fuso vengono espulsi dalla zona di reazione, creando dei tagli nel metallo.

Il taglio laser a ossigeno viene utilizzato principalmente per materiali metallici facilmente ossidabili come l'acciaio al carbonio. Può essere utilizzato anche per la lavorazione dell'acciaio inossidabile e di altri materiali, ma la sezione risultante è nera e ruvida, e il costo è inferiore rispetto al taglio in atmosfera inerte.