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Taglio laserè una tecnologia di elaborazione avanzata ampiamente utilizzata nei settori di produzione di automobili, elettrodomestici, prodotti elettronici, ecc. Raggiunge lo scopo del taglio irradiando la superficie del materiale con un raggio laser ad alta densità di potenza, provocando la fusione, la vaporizzazione o la combustione rapida del materiale. Questo articolo introdurrà in dettaglio ilPrincipio di funzionamento del taglio laser, i suoi componenti chiave, i suoi vantaggi nelle applicazioni pratiche e le tendenze di sviluppo future.

Che cos'è il taglio laser?

Il taglio laser è una tecnologia di lavorazione dei materiali ad alta precisione e senza contattoche utilizza un raggio laser ad alta densità di energia come "utensile da taglio" e controlla accuratamente il percorso di movimento del laser attraverso un programma per computer, in modo che il raggio laser sia focalizzato sulla superficie o all'interno del materiale, generando alte temperature per fondere rapidamente, vaporizzare, evaporare o raggiungere il punto di accensione del materiale, e allo stesso tempo, I gas ausiliari (come ossigeno, azoto, argon, ecc.) vengono utilizzati per soffiare via il materiale fuso o vaporizzato, raggiungendo così lo scopo del taglio. Questa tecnologia può lavorare una varietà di materiali tra cui metalli (come acciaio inossidabile, leghe di alluminio, leghe di titanio), non metalli (come legno, plastica, vetro, ceramica), ecc. E presenta i vantaggi di alta velocità, alta precisione, buona qualità dei bordi, alto grado di automazione e elevato utilizzo del materiale.

Come funziona il taglio laser?

La basePrincipio del taglio laserconsiste nell'utilizzare un raggio laser ad alta densità di potenza per irradiare la superficie del materiale e, attraverso una serie di fenomeni fisici, il materiale viene rapidamente fuso, vaporizzato o bruciato per formare un'incisione. La generazione del raggio laser deve essere realizzata da un laser, che consiste principalmente di tre parti: una sorgente di pompa, un mezzo di guadagno e una cavità risonante ottica. La sorgente della pompa fornisce energia al mezzo di guadagno, che assorbe l'energia e genera radiazioni stimolate. La cavità ottica risonante amplifica e modella la radiazione stimolata e infine forma un raggio laser ad alta densità di potenza.

Quando il raggio laser colpisce la superficie del materiale, si verificano una varietà di fenomeni fisici, tra cui la riflessione, l'assorbimento, la dispersione e la conduzione del calore. La densità di energia del raggio laser è sufficientemente elevata da far sì che la superficie del materiale raggiunga rapidamente il punto di fusione o il punto di ebollizione, ottenendo così il taglio. Questo processo può essere suddiviso nelle seguenti fasi:

• Conduzione del calore:Il raggio laser colpisce la superficie del materiale, provocando un rapido aumento della temperatura superficiale e il calore viene trasferito all'interno del materiale attraverso la conduzione del calore, formando una zona termicamente alterata.
• Fusione:Quando la temperatura superficiale del materiale raggiunge il punto di fusione, il materiale inizia a fondersi e forma un bagno fuso.
• Vaporizzazione:Quando la temperatura superficiale del materiale continua a salire e raggiunge il punto di ebollizione, il materiale inizia a vaporizzare e formare vapore.
• Combustione:Per alcuni materiali infiammabili, come legno, plastica, ecc., l'alta temperatura del raggio laser può causare una reazione di combustione sulla superficie del materiale, produrre gas e accelerare ulteriormente il processo di taglio.

Quali sono le fasi del processo di taglio laser?

Leprocesso di una macchina da taglio laserDi solito include una serie di passaggi ordinati e dettagliati. Il seguente è il suo processo:

1. Preparazione all'avviamento:Innanzitutto, accendi l'alimentatore, controlla e assicurati che tutte le parti dell'apparecchiatura siano normali, incluso il sistema di raffreddamento, il sistema del gas, ecc.
2. Preparazione del materiale e impostazione dei parametri:Posizionare il materiale da tagliare sul tavolo da taglio, inserire i parametri di taglio corrispondenti come la potenza del laser, la velocità, ecc. sull'interfaccia operativa in base al tipo di materiale e ai requisiti di taglio e importare la grafica di taglio.
3. Messa a fuoco e posizionamento:Regolare la posizione focale del raggio laser per assicurarsi che il laser possa mettere a fuoco con precisione il materiale e determinare il punto iniziale del taglio.
4. Inizia a tagliare:Avvia il laser e la macchina utensile e taglia secondo la grafica e i parametri preimpostati.
5. Monitoraggio e regolazione:Durante il processo di taglio, l'operatore deve prestare molta attenzione alla situazione di taglio e, se necessario, regolare i parametri di taglio in base alla situazione reale.
6. Completamento e arresto del taglio:Al termine del taglio, controllare la qualità del prodotto e quindi spegnere l'apparecchiatura nell'ordine corretto.
7. Manutenzione e cura:Pulire, ispezionare e manutenere regolarmente l'apparecchiatura per assicurarsi che l'apparecchiatura sia in buone condizioni. Risultati di manutenzione dopo il discorso di riscatto dei punti, sorpresa tonno, unisciti all'hot pot, ma unisciti alla gilda, buone condizioni, Ruyi check post, bisogno di lui rimproverarlo troppo per sostituire il prima possibile.

Quali sono i vantaggi del taglio laser?

LeVantaggi della tecnologia di taglio lasersi riflettono principalmente nei seguenti aspetti:

Vantaggi	Descrizione
Accuratezza	La precisione della macchina da taglio laser è la più alta tra tutti i metodi di taglio. L'elevata precisione deriva dal fatto che la luce è ridotta a un diametro molto fine. La precisione del taglio laser è persino superiore a quella di processi come il taglio a getto d'acqua.
Velocità	La velocità con cui il laser taglia materiali sottili è estremamente elevata e la velocità può facilmente superare i 3 metri al minuto, quindi le macchine per il taglio laser sono comuni nelle linee di produzione di massa.
Versatilità	Il taglio laser è adatto a molte applicazioni e usi diversi. Questo lo rende un metodo di taglio molto versatile.
Personalizzazione	Forme personalizzate e su misura possono essere create semplicemente modificando il programma CNC.
Automazione	Il moderno taglio laser CNC adotta un sistema a controllo numerico. Il sistema CNC può controllare automaticamente il movimento della testa di taglio.
Taglio senza polvere	L'uso di un laser non genera polvere di materiale nel pezzo. Ad esempio, la segatura non viene prodotta quando si taglia il legno con un laser a fibra.
Meno sprechi	La taglierina laser è molto precisa e rimuove pochissimo materiale dal pezzo. Ciò si traduce in uno spreco minimo di materiale. Quando si tagliano metalli preziosi, il metallo può essere lavorato semplicemente inserendolo in una macchina da taglio laser.

Quali sono le applicazioni del taglio laser?

Il taglio laser ha una vasta gamma di applicazioni, che copre una varietà di industrie di produzione industriale e manifatturiera. Ecco alcuni dei principali ambiti di applicazione:

1. Auto
Le macchine per il taglio laser sono comunemente utilizzate nel settore automobilistico per il taglio della lamiera. Produce componenti come sistemi di scarico, telai, sospensioni e altre parti della carrozzeria.

2. Aerospaziale

La precisione è una considerazione primaria nelle applicazioni aerospaziali. Il laser cutter si è rivelato la soluzione perfetta per il lavoro. I laser nel settore aerospaziale vengono utilizzati per realizzare componenti di telai di aerei, pale di turbine e altri componenti più piccoli.

3. Produzione

I laser a fibra sono comuni sulle linee di assemblaggio degli impianti di produzione. Questi includono officine di lavorazione dei metalli, fabbriche tessili, componenti in plastica e altro ancora.

4. Elettronica

I laser cutter possono produrre comodamente parti coerenti per dispositivi elettronici come TV, smartphone, laptop, tablet e altro ancora.

5. Pubblicità

I materiali pubblicitari, come decoupage, segnaletica e loghi di marchi, possono essere ottenuti con un laser cutter per bordi lisci ed estetica.

6. Architettura

I laser possono essere utilizzati per la produzione di prodotti decorativi per l'industria delle costruzioni. Esempi comuni sono i rivestimenti e le installazioni artistiche.

7. Medico

La potenza del laser viene utilizzata nel settore sanitario per la produzione di dispositivi medici. Inoltre, le apparecchiature chirurgiche utilizzano anche un sistema laser.

Quali materiali possono essere lavorati con il taglio laser?

Tecnologia di taglio laserè ampiamente utilizzato nella produzione industriale per la lavorazione di una varietà di materiali grazie alla sua alta precisione, alta velocità e forte flessibilità. Di seguito sono riportati alcuni materiali comuni per il taglio laser:

1. Metallo

(1)Alluminio

• Caratteristiche:peso leggero, resistenza alla corrosione, facilità di lavorazione e stampaggio e ha una buona conduttività elettrica e termica.
  
• Applicazione:Ampiamente utilizzati nell'edilizia, nei trasporti, nell'imballaggio, nell'elettronica e in altri campi, i materiali di rivestimento in alluminio sono spesso utilizzati per realizzare porte e finestre, mobili, materiali decorativi, ecc.
  

(2)Acciaio

• Caratteristiche:elevata resistenza, buona tenacità, resistenza all'usura e buona saldabilità e lavorabilità.
  
• Applicazione:Ampiamente utilizzati nelle automobili, nell'edilizia, nei macchinari e in altri campi, i materiali di rivestimento in acciaio sono spesso utilizzati per realizzare parti strutturali, connettori, ecc.

(3)Acciaio inossidabile

• Caratteristiche:Eccellente resistenza alla corrosione e alle alte temperature e facile da pulire e mantenere.
  
• Applicazione:Ampiamente utilizzati in campo medico, alimentare, chimico e di altro tipo, i materiali di rivestimento in acciaio inossidabile sono spesso utilizzati per realizzare apparecchiature mediche, stoviglie, contenitori, ecc.

(4)Rame

• Caratteristiche:Ha una buona conduttività elettrica e termica e ha alcune proprietà antibatteriche.
  
• Applicazione:Ampiamente utilizzati in campo elettrico, edile, idraulico e in altri campi, i materiali di rivestimento in rame sono spesso utilizzati per realizzare fili e cavi, tubi, ecc.
  

(5)Lega di titanio

• Caratteristiche:Alta resistenza, bassa densità, buona resistenza alla corrosione e buona biocompatibilità.
  
• Applicazione:Ampiamente utilizzati in campo aerospaziale, medico e di altro tipo, i materiali di rivestimento in lega di titanio sono spesso utilizzati nella produzione di parti di motori aeronautici, apparecchiature mediche, ecc.

2. Materiali non metallici

• Plastica:Il taglio laser può tagliare vari tipi di plastica, come poliestere, polipropilene, polietilene, poliuretano, polistirolo, ecc. Tuttavia, è importante notare che alcune materie plastiche, come il PVC cloruro di polivinile, possono emettere fumi tossici durante il processo di taglio, che possono essere dannosi per l'operatore e per il laser cutter stesso, quindi il taglio laser di tali materiali dovrebbe essere evitato.
  
• Legno:Il taglio laser può tagliare vari tipi di legni duri e teneri, come quercia, olmo, acero, pino, ecc. Tuttavia, a causa dell'infiammabilità del legno e dell'effetto medio del taglio laser, l'uso del taglio laser del legno è relativamente raro nelle applicazioni pratiche.
  
• Gomma e cuoio:Questi materiali assorbono la luce laser e possono essere lavorati mediante taglio laser.
  
• Carta e cartone:Il taglio laser di solito non lascia segni su questi materiali, quindi vengono spesso utilizzati per realizzare etichette, imballaggi e altro ancora.
  
• Ceramico:Per alcuni tipi di ceramica artificiale o decorativa, è possibile anche il taglio laser.

Quali sono i diversi tipi di tecniche di taglio laser?

LeTipi di taglio lasersono classificati principalmente in base al metodo di asportazione del materiale e alle caratteristiche durante ilprocesso di taglio. Di seguito sono riportati i tipi principali:

Taglio laser CO2
Nel taglio laser CO2, l'amplificazione laser avviene tramite scarica di gas CO2. I laser CO2 sono uno dei primi e più popolari tipi di laser. Lo scarico del gas non è esclusivamente CO2. Contiene CO2, azoto, idrogeno, xeno ed elio.
Ci sono due opzioni per il taglio laser C02: utilizzando ossigeno o azoto. L'ossigeno è preferito quando si tagliano al laser materiali più spessi. L'azoto è preferito quando si tagliano al laser fogli sottili. Il taglio laser C02 con ossigeno forma uno strato di ossido sulla superficie tagliata. Per evitare ciò, sono necessari processi di pretrattamento come la sabbiatura sul pezzo.

Taglio laser fibra

Il taglio laser in fibra utilizza fibre ottiche per l'amplificazione della luce, piuttosto che le tradizionali scariche di gas. La luce di un diodo laser viaggia attraverso la fibra. La trave risultante è abbastanza forte da fondere l'acciaio inossidabile fino a 1 cm di spessore.
Il raggio è solitamente accompagnato da un potente sistema di flusso di gas. Il flusso di gas spinge via il materiale fuso, consentendo un taglio netto. Le fibre di questi laser utilizzano una varietà di elementi come itterbio, neodimio, erbio e disprosio.

Taglio laser Nd:YAG

Il laser Nd:YAG (neodimio: granato di ittrio e alluminio) è un laser a stato solido il cui materiale attivo è il cristallo di granato di ittrio e alluminio (cristallo YAG) drogato con una piccola quantità di neodimio (Nd). Questo laser può produrre laser pulsati o continui, emettendo luce infrarossa di una lunghezza d'onda specifica, solitamente 1064 nm.
La sorgente laser viene focalizzata da una lente nella testa di taglio a una dimensione del punto di pochi decimi di millimetro e fonde il materiale, solitamente metallo. Un flusso di gas coassiale "soffia" il fuso verso il basso, formando un taglio nel processo.

Taglio laser ad eccimeri

Usa il laser ad eccimeri per tagliare con precisione i materiali. Il raggio laser è controllato da un computer e l'energia dei fotoni laser viene utilizzata per aprire i legami chimici delle molecole di tessuto, gassificando il tessuto per ottenere l'effetto di taglio.

Taglio laser a diodi diretti

Basato sull'effetto di radiazione stimolata dei materiali semiconduttori. Nei materiali semiconduttori, quando gli elettroni passano da livelli di energia elevati a livelli di energia bassi, viene rilasciata energia, che viene emessa sotto forma di fotoni.
I diodi laser utilizzano specifici processi di progettazione strutturale e drogaggio per amplificare e migliorare ripetutamente questi fotoni all'interno del semiconduttore, formando infine un fascio di laser ad alta luminosità e alta coerenza.

Quali sono le alternative alla tecnologia di taglio laser?

Ecco alcune tecnologie di taglio alternative utilizzate nel settore e come si confrontano con i laser cutter:

1. Tecnologia a getto d'acqua

Rispetto al taglio laser, la tecnologia a getto d'acqua si distingue per il suo metodo di taglio a freddo unico. La tecnologia non richiede la fusione del materiale, il che è un vantaggio significativo. Tuttavia, il taglio laser offre prestazioni migliori in termini di definizione e precisione dei bordi. Inoltre, il fatto che il taglio laser non richieda l'uso di acqua è un altro vantaggio.

2. Tecnologia di taglio al plasma

Il taglio al plasma si ottiene fondendo il materiale nell'area di taglio, ma la sua applicazione è limitata ed è adatta solo per materiali conduttivi come metalli e leghe, il che rappresenta una delle principali limitazioni. Al contrario, i laser cutter hanno una gamma più ampia di applicabilità dei materiali, inclusi non metalli e metalli, e hanno anche capacità di incisione.

3. Tecnologia EDM a filo

L'elettroerosione a filo rimuove il materiale per mezzo di una scarica elettrica, che è limitata anche all'applicazione di metalli conduttivi. Rispetto al taglio laser, l'elettroerosione a filo è leggermente inferiore in termini di applicabilità ed effetto del materiale. Il taglio laser non solo è adatto a tutti i materiali, ma fornisce anche migliori risultati di taglio e capacità di incisione, cosa che non è il caso dell'elettroerosione a filo.

4. Fresatura e tornitura CNC

Metodi di lavorazione comeFresatura e tornitura CNCAffidati a utensili da taglio fisici che si consumano rapidamente quando sfregano contro il materiale. Il taglio laser, invece, non richiede strumenti fisici ed è più preciso diMacchine CNC.

5. Stampaggio
Lo stampaggio è un processo di lavorazione dei metalli a basso costo che crea un taglio attraverso la forza fisica dello stampo, ma presenta notevoli carenze in termini di qualità e precisione. Al contrario, i laser cutter sono in grado di fornire risultati superiori.

6.3D tecnologia di stampa

Tecnologia di stampa 3Dviene utilizzato principalmente per la produzione additiva di materie plastiche e i risultati sono significativamente diversi rispetto alle macchine per il taglio laser. I prodotti stampati in 3D possono presentare difetti evidenti e i risultati stampati non sono neanche lontanamente paragonabili a quelli dei laser cutter. Inoltre, le stampanti 3D hanno una gamma relativamente limitata di opzioni di materiali.

Domande frequenti

1. Come funziona il taglio laser passo dopo passo?

Il taglio laser utilizza un laser per generare un raggio laser ad alta energia. Dopo essere stato focalizzato, il raggio viene irradiato sulla superficie del materiale, provocando il riscaldamento locale e rapido del materiale fino a un punto di fusione, vaporizzazione o accensione. Allo stesso tempo, il materiale fuso viene soffiato via con l'aiuto di un flusso d'aria ad alta velocità, ottenendo così il taglio del materiale passo dopo passo.

2. Come funziona il taglio laser dei metalli?

Quando si taglia il metallo con il laser, un raggio laser ad alta energia viene focalizzato e irradiato sulla superficie metallica. Dopo che il metallo ha assorbito l'energia laser, si riscalda rapidamente fino a raggiungere uno stato fuso o vaporizzato. Allo stesso tempo, i gas ausiliari (come ossigeno, azoto, ecc.) soffiano via il metallo fuso per formare un percorso di taglio e completare il taglio del metallo.

3. Come funziona il processo laser?

La tecnologia laser utilizza un raggio laser ad alta energia generato da un laser per focalizzare, trasmettere e irradiare la superficie del materiale. L'elevata densità di energia del laser interagisce con il materiale, come fusione, vaporizzazione, ablazione, ecc., realizzando così la lavorazione del materiale, il taglio, la saldatura e altri processi.

4. In che modo la taglierina laser taglia il materiale?

La macchina da taglio laser genera un raggio laser ad alta energia attraverso un laser. Dopo la messa a fuoco, il raggio irradia la superficie del materiale. Allo stesso tempo, viene attivato un dispositivo di flusso d'aria ad alta velocità per soffiare via il materiale fuso o vaporizzato per formare un percorso di taglio, ottenendo così il taglio del materiale. La macchina da taglio laser presenta i vantaggi di alta precisione, alta efficienza e alta flessibilità ed è ampiamente utilizzata nella lavorazione di vari materiali.

Sommario

In quanto tecnologia di produzione avanzata, il taglio laser ha svolto un ruolo sempre più importante nell'industria moderna. Acquisendo una comprensione più profonda dei suoi principi, dei tipi di processo e delle aree di applicazione, possiamo comprendere meglio le sue tendenze di sviluppo e dare pieno gioco ai suoi vantaggi nella produzione industriale. Con il continuo progresso e l'innovazione della tecnologia,Tecnologia di taglio lasermostrerà sicuramente una prospettiva applicativa più ampia in futuro.

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