Princípios básicos da máquina de corte a laser

Máquina de corte a laser

O corte a laser é um método popular e versátil usado em diversas indústrias para corte preciso de materiais.Envolve o uso de um feixe de laser focado para cortar materiais com alta precisão e velocidade.As máquinas de corte a laser utilizam os princípios da óptica, termodinâmica e ciência dos materiais para obter operações de corte precisas e eficientes.Neste artigo, exploraremos detalhadamente os princípios básicos das máquinas de corte a laser.

1. Noções básicas sobre laser:

Um laser (amplificação de luz por emissão estimulada de radiação) é um dispositivo que produz um feixe concentrado de luz coerente.Consiste em três componentes principais: um meio ativo, uma fonte de energia e um ressonador óptico.O meio ativo, que pode ser sólido, líquido ou gasoso, emite fótons quando energizado pela fonte de energia.O ressonador óptico reflete os fótons para frente e para trás através do meio ativo, amplificando e alinhando as ondas de luz.Este processo leva à formação de um feixe de laser poderoso e coerente.

2. Tipos de laser:

Existem vários tipos de lasers usados ​​em máquinas de corte a laser, incluindo lasers de CO2, lasers Nd:YAG e lasers de fibra.Os lasers de CO2 são o tipo mais comum e usam uma mistura de dióxido de carbono, nitrogênio e hélio como meio ativo.Os lasers Nd:YAG utilizam um cristal de estado sólido, como granada de ítrio-alumínio dopada com neodímio, como meio ativo.Os lasers de fibra, por outro lado, usam uma fibra óptica dopada com elementos de terras raras como meio ativo.Cada tipo de laser tem propriedades únicas e é adequado para aplicações de corte específicas.

3. Processo de corte a laser:

O processo de corte a laser envolve várias etapas.Primeiro, o feixe de laser é gerado pela fonte de laser e guiado através de uma série de espelhos e lentes até a cabeça de corte.A cabeça de corte contém óptica de foco que concentra o feixe de laser em um ponto pequeno.O feixe de laser focado é então direcionado para o material a ser cortado.

4. Interação Material:

Quando o feixe de laser interage com o material, ocorrem vários processos.O intenso calor gerado pelo feixe de laser aumenta rapidamente a temperatura do material, fazendo com que ele derreta, vaporize ou sofra uma reação química.A interação específica depende das propriedades do material, como coeficiente de absorção e ponto de fusão, bem como dos parâmetros do laser, como densidade de potência e duração do pulso.

5. Derretimento e Vaporização:

Para materiais com pontos de fusão baixos, como plásticos, o feixe de laser pode derreter o material à medida que o corta.O material fundido é então expelido por um jato de gás, criando um corte (a largura do corte).No caso de materiais com pontos de fusão mais elevados, como metais, o feixe de laser vaporiza o material diretamente, criando um corte estreito e preciso.

6. Assistência a gás:

A assistência a gás é comumente usada no corte a laser para aprimorar o processo de corte.Um gás, como oxigênio ou nitrogênio, é soprado através do bico da cabeça de corte na superfície do material.O gás ajuda a remover o material fundido ou vaporizado da zona de corte, resfria o material e evita a ocorrência de rebarbas ou escórias.A escolha do gás depende do material a ser cortado e da qualidade de corte desejada.

7. Largura e conicidade do Kerf:

A largura do corte, ou largura do corte, é determinada por vários fatores, incluindo a potência do laser, tamanho do ponto focal, espessura do material e velocidade de corte.A largura do corte pode ser controlada ajustando estes parâmetros para atingir a precisão de corte desejada.Além disso, o corte a laser pode resultar em um fenômeno denominado conicidade, onde o corte tem um formato levemente cônico.O ângulo de conicidade depende das propriedades do material e dos parâmetros do laser e pode ser minimizado otimizando as condições de corte.