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O corte a laser é o processo de separação com o qual os materiais metálicos e não metálicos de diversas espessuras são cortados. A base para isso é um raio laser que é guiado, moldado e concentrado. Quando ele encosta na peça, o material se aquece de tal forma que ele derrete ou vira vapor. Toda a potência laser se concentra em um ponto com geralmente menos de meio milímetro de diâmetro. Se nesse ponto for colocado mais calor do que a condução de calor pode dissipar, o raio laser perfura o material totalmente – o processo de corte foi iniciado. Enquanto em outros processos, as ferramentas gigantescas com forças enormes atuam na chapa, o raio laser faz seu trabalho sem qualquer tipo de contato. Com isso, a ferramenta não sofre desgaste e não há deformações ou danos na peça.

As vantagens do corte a laser

Laserschneidverfahren im Vergleich

In unserem Technologievergleich können Sie die Vor- und Nachteile des Laserschneidens im Vergleich zu den herkömmlichen Trennverfahren Brennschneiden und Plasmaschneiden sehen.

O processo do corte a laser

A base do corte a laser é a interação entre o raio laser focado e a peça. Para que o processo decorra de forma segura e precisa, diversos componentes e recursos são usados no e em torno do raio laser, como pode ser mostrado no gráfico a seguir.

Princípio do corte a laser

  1. Óptica de focalização: ópticas de lentes e espelhos focalizam o raio laser no ponto de processamento
  2. Raio laser: o raio laser encosta na peça e a aquece até que ela se derreta ou evapore.
  3. Gás de corte: com ajuda do gás de corte, a fusão resultante é soprada para fora da fenda de corte. O gás sai do bico com o raio laser de forma axial.
  4. Sulcos de corte: durante o corte a laser, o canto de corte forma um típico padrão de sulco. Em velocidades de corte baixas, esses sulcos ficam praticamente paralelos ao raio laser.
  5. Massa fundida: o raio laser – luz laser focada – é guiado pelo contorno e derrete o material localmente.
  6. Frente de corte: na peça, a fenda de corte não é mais larga do que o raio laser focalizado.
  7. Bico: o raio laser e o gás de corte chegam ao material através do bico de corte.
  8. Direção de corte: ao movimentar o cabeçote de corte ou a peça em uma determinada direção, é formada a fenda de corte.

Resumo de todos os processos de corte a laser

Quando se trata do corte de materiais metálicos e não metálicos, o laser é a primeira opção como ferramenta universal na maioria dos casos. Praticamente todos os contornos podem ser cortados com o raio laser de forma rápida e flexível - não importa se a forma é muito filigrana e complicada e se o material é muito fino. Diversos gases e pressões de corte influenciam o processo e o resultado.

Corte por oxigás

Para o corte por oxigás, o oxigênio é usado como gás de corte, que é soprado com uma pressão de até 6 bar na fenda de corte. Ele queima e oxida lá a massa fundida do metal. A energia liberada por essa reação química ajuda o raio laser. O corte por oxigás permite velocidades de corte muito altas e o processamento de chapas mais espessas e aço carbono.

Corte laser por fusão

Em cortes por fusão, o nitrogênio ou o argônio são usados como gás de corte. Ele é aplicado com uma pressão de 2 a 20 bar pela fenda de corte e não reage com a superfície metálica na fenda, ao contrário do corte por oxigás. Esse processo de corte tem como vantagem os cantos de corte sem rebarbas e óxidos e que praticamente não necessitam de retrabalho.

Corte por sublimação

O corte por sublimação é usado principalmente em tarefas de corte finas que exigem cantos de corte de altíssima qualidade. Nesse processo, o laser evapora o material praticamente sem derretimento. O vapor de material cria na fenda de corte uma alta pressão que expulsa a massa fundida para cima e para baixo. O gás de processo - nitrogênio, argônio ou hélio - protege as superfícies de corte da área adjacente e garante que os cantos de corte permaneçam sem óxidos.

Corte fino

No corte fino com raio laser, são feitos furos individuais em sequência com energia de laser pulsado, que se sobrepõem de 50% a 90% e formam uma fenda de corte. Devido ao pulso curto, são geradas potências de pico de pulso muito altas e densidades de potência extremas sobre a superfície da peça. A vantagem: o aquecimento da peça é muito baixo, o que permite o corte mesmo em peças filigranas sem deformação por calor.

Parâmetros que influenciam o processo de corte a laser

Posição do foco e diâmetro do foco

A posição do foco influencia a densidade de desempenho e a forma da fenda de corte na peça. O diâmetro do foco determina a largura da fenda e também a forma da fenda de corte.

Potência laser

Para que o limite de processamento, ou seja, o ponto em que o material começa a derreter, seja ultrapassado, é preciso ter uma certa quantidade de energia por área. Ela é definida com: energia por área = densidade de desempenho x tempo de ação sobre a peça.

Diâmetro do bico

A escolha do bico correto é decisiva para a qualidade da peça. Com ele é possível determinar a forma do raio do gás e a quantidade de gás pelo seu diâmetro.

Modo de operação

Operação com onda contínua ou pulsos - com o modo de operação é possível controlar se a energia laser é aplicada de forma contínua ou com interrupções sobre a peça.

Velocidade de corte

A velocidade de corte é definida em função da respectiva tarefa de corte e do material a ser trabalhado. Basicamente vale o seguinte: quanto maior for a potência laser disponível, mais rapidamente será feito o corte. Além disso, a velocidade de corte reduz conforme aumenta a espessura do material. Se a velocidade para o respectivo material estiver ajustada de forma muito alta ou baixa, isso fará com que haja maior formação de sulcos e rebarbas.

Grau de polarização

Quase todos os lasers de CO2 fornecem uma luz laser linear polarizada. Se contornos forem cortados, o resultado do corte se altera com o sentido de corte: se a luz oscilar paralelamente ao sentido de corte, o canto fica liso. Se a luz oscilar perpendicularmente ao sentido de corte, é formada uma rebarba. Por isso, a luz laser polarizada linear é normalmente convertida em polarizada circular. O grau de polarização indica com que precisão a polarização circular desejada foi atingida e isso é decisivo para a qualidade do corte. Em lasers de estado sólido, a polarização não precisa ser alterada; eles fornecem resultados de corte independentemente da direção.

Gases de corte e pressões de corte

Dependendo do processo de corte, são usados diferentes gases de processo que aplicam força na fenda de corte com diferentes pressões. O argônio e o nitrogênio possuem uma vantagem como gás de corte, por exemplo, pois não reagem com o metal derretido na fenda de corte. Ao mesmo tempo, eles blindam a superfície de corte da área em volta.

Corte a laser com mistura de gás

Em combinação com a alta potência laser, o uso de uma mistura gasosa de nitrogênio e oxigênio pode levar à redução de rebarbas em aço carbono e alumínio. A melhoria na qualidade da peça depende do tipo de material, da liga do material e da qualidade do material em chapas grossas que variam entre seis e doze milímetros.

  

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