Corte a laser de chapa de metal:fundamentos do corte de metal a laser

As técnicas de manufatura subtrativa são operações típicas para a fabricação de peças nas indústrias. Um exemplo primário de tais técnicas é o corte a laser de chapas metálicas – um procedimento de fabricação essencial.

O processo concentra o feixe de laser na superfície do material para queimar, vaporizar ou derreter materiais e, finalmente, produzir os resultados desejados. Por ser um processo preciso e preciso, facilita a fabricação de componentes com detalhes intrincados.

Este artigo é um guia completo com todas as informações necessárias que você pode precisar sobre corte a laser antes de se aventurar nele para seu próximo trabalho de fabricação.

O que é Corte a laser de chapas metálicas ?

Fabricação de chapas metálicas é uma das principais técnicas de fabricação industrial. Como tal, o corte a laser de chapas metálicas parece ser um dos procedimentos obrigatórios. A fabricação de corte a laser usa um feixe de luz de alta potência (laser) para cortar chapas planas e finas de metais. O processo é dirigido por tecnologia óptica e de controle numérico computadorizado (CNC), que responde pela alta precisão das peças cortadas a laser.

Histórico de Corte a laser de chapas metálicas

A tecnologia de corte a laser existe há mais de 60 anos, com sua primeira tentativa de cortar chapas metálicas datando de 1960.

Em 1964, CO₂ os lasers já estavam em uso para fabricar detalhes intrincados, como molas de relógio de solda. A automação e os recursos de alta precisão do corte a laser em relação a outros processos de corte os tornaram amplamente aceitos para fabricação delicada e produção de grande volume.

Os lasers de fibra foram produzidos pela primeira vez nos anos 60, mas não até o final dos anos 80 antes de chegarem ao mercado comercial. A década de 1990 é considerada a era de ouro da tecnologia a laser – pois deu lugar a muitos lasers de alta potência, como os lasers de estado sólido que melhoraram muito a eficiência e a produtividade. No início dos anos 2000, os serviços de corte a laser eram agora uma técnica de fabricação amplamente aceita e usada por várias indústrias, como as indústrias automotiva e aeroespacial.

Tipos de lasers para corte de chapas metálicas

Existem três formas diferentes de lasers para cortar materiais na fabricação industrial. Cada cortadora a laser possui características únicas que as distinguem das demais. Com isso dito, abaixo está um resumo abrangente dos três tipos de cortadores a laser.

Lasers de fibra

As máquinas de corte a laser de fibra são alguns dos dispositivos de corte de precisão mais potentes. Eles pertencem aos lasers de estado sólido que usam lasers de sementes para amplificar o feixe com fibras de vidro especiais. Eles são eficazes para cortar peças de metais, ligas e não metais como vidro, plástico e até madeira. Além de operações de corte simples, eles são adequados para gravação e recozimento de metais.

Os kerfs de laser de fibra são mais extensos do que outros; isso pode explicar seu alto poder. Eles possuem uma longa vida útil não inferior a 25.000 horas e, portanto, requerem menos manutenção. Eles produzem alguns dos feixes mais fortes e estáveis. No entanto, eles são mais adequados para materiais com menos de 20 mm de espessura.

CO ₂ Lasers

CO₂ os lasers produzem o feixe de luz ao passar eletricidade através de um tubo cheio de uma mistura de gases. A mistura de gases contém principalmente dióxido de carbono e gases inertes – hélio e nitrogênio, as formas mais comuns de lasers.

No entanto, eles são menos potentes em comparação com os lasers de fibra. CO₂ máquinas a laser só podem corte não-metais como madeira, acrílico e plásticos. Em alguns casos, eles também podem funcionar para corte a laser de chapas metálicas, especialmente chapas finas de alumínio e alguns outros metais não ferrosos.

[Você pode querer saber as diferenças entre lasers de fibra e lasers de CO2.]

Lasers de cristal

Os cortadores a laser de cristal existem em duas formas:cristais Nd:YAG (granada de alumínio de ítrio dopado com neodímio) e Me:YVO (orto-vanadato de ítrio dopado com neodímio, YVO4). Ambos são dispositivos de corte incrivelmente de alta potência. No entanto, eles são muito caros, mas têm cerca de metade da expectativa de vida dos lasers de fibra – 8.000 a 15.000 horas. Eles são adequados para cortar metais revestidos e não revestidos, não metais e plásticos e até cerâmicas em circunstâncias específicas.

Três Corte a laser de chapas metálicas Processos

O corte a laser de chapas de metal é o processo térmico que envolve o uso de um feixe de laser para cortar pedaços de uma chapa de metal. Principalmente, existem três métodos de corte de chapas metálicas.

Corte de fusão por feixe de laser

O corte por fusão usa um gás de corte inerte, geralmente nitrogênio ou argônio, para expulsar o material fundido do maçarico de corte. Por utilizar o gás inerte, evita a oxidação na aresta de corte sem reagir com o processo. O processo é adequado para chapas planas e finas e para casos em que o material deve atender a altos requisitos visuais e menos necessidades de pós-processamento.

Corte por chama por feixe de laser

O corte por chama usa gás oxigênio para expelir o material fundido. Isso causa uma reação exotérmica que é responsável por um aumento na entrada total de energia do processo. O processo é ideal para cortar aço-carbono, entre outros tipos de chapas e materiais fusíveis como cerâmica.

Corte por sublimação por feixe de laser

O corte por sublimação usa um laser para evaporar partes de um material com menos fusão. Como o corte por fusão, gases inertes – nitrogênio, hélio ou argônio servem como gás de corte, o que garante que as arestas de corte estejam livres de oxidantes. Embora seja lento, produz bordas de alta qualidade para corte de alta precisão.

Vantagens de Corte a laser de chapas metálicas

Abaixo estão cinco vantagens críticas desta técnica de fabricação.

Cortes de alta precisão

O feixe de luz corta metais com altíssima precisão na fabricação de corte a laser. A exatidão e precisão com que o laser derrete e evapora os materiais são incomparáveis ​​a muitos outros métodos de corte. Algumas ferramentas de corte e vinco têm níveis de tolerância de cerca de 1 a 3 mm, enquanto os cortadores a laser cortam com precisão tão baixa quanto 0,003 mm.

Alta utilização da folha

Os cortadores a laser oferecem a oportunidade de usar uma grande porcentagem dos materiais de fabricação. A tecnologia oferece pouco ou nenhum espaço para desperdício – a máquina maximiza o número de peças utilizáveis ​​de qualquer chapa metálica. Portanto, menos se preocupe em fornecer materiais em excesso; você pode comprar a quantidade exata sabendo que seria suficiente.

Versatilidade de corte extrema

As operações de corte a laser são altamente flexíveis e versáteis. Um único cortador a laser funciona bem para diferentes operações de corte, como cortes simples, complexos com detalhes intrincados, marcações, perfuração até gravuras. Portanto, os fabricantes não precisam substituir as ferramentas de tempos em tempos durante o processo.

Baixa utilização de energia

Os cortadores a laser não exigem a movimentação de diferentes partes do dispositivo, ao contrário de outras máquinas de corte. Isso permite que eles cortem efetivamente pedaços de material sem consumir muita energia. Enquanto os cortadores a laser podem funcionar com 10 kW de energia, a maioria dos outros procedimentos pode usar até cinco vezes.

Pouco ou nenhum dano

Talvez você pense que a exposição do calor aos materiais no corte a laser pode causar empenamento ou distorção das peças ou até mesmo danos totais. Bem, isso é falso. As peças afetadas pelo calor no corte a laser são mínimas e não ameaçam a tolerância dos recursos ou componentes após a fabricação.

Desvantagens de Corte a laser de chapas metálicas

Apesar de seus inúmeros benefícios, o corte a laser de chapas metálicas tem algumas deficiências. Vamos discuti-los.

Necessidade de operador especializado

Para utilizar melhor seus cortadores a laser, pode ser necessário contratar um profissional para operar a máquina para a fabricação da peça. Um especialista, por exemplo, detectará rapidamente uma falha ou uma configuração inadequada que pode afetar os processos de produção ou até mesmo a integridade da máquina.

Limitações na espessura do metal

Embora o corte a laser possa funcionar bem com uma ampla variedade de materiais, incluindo chapas de metal, é aconselhável usar outros procedimentos de corte ao lidar com metais espessos. Os cortadores a laser típicos são ótimos para cortar chapas de alumínio com espessura máxima de 15 mm e aço de 6 mm.

Gases Nocivos

À medida que os cortadores a laser derretem e evaporam os materiais, eles liberam gases nocivos significativamente ao cortar plástico. Consequentemente, é vital operar o corte a laser em uma sala bem ventilada ou em um ambiente de trabalho seguro.

Alto investimento inicial

O custo de um cortador a laser de alta qualidade é alto. Um cortador a laser típico pode custar cerca de US$ 3.000, o que é o dobro do custo dos cortadores de jato de água ou plasma. Para se envolver em serviços de corte a laser como meio de negócios, você precisa arcar com o alto investimento inicial.

Dicas de design para peças de corte a laser

Para uma utilização eficaz e eficiente dos serviços de corte a laser das suas peças. Você precisa seguir os conjuntos de dicas abaixo para o design de produto de corte a laser .

Seus detalhes não podem ser menores que a espessura do metal

A espessura é um fator importante que você deve considerar nas operações de corte a laser. Relaciona-se diretamente com a potência do laser. Portanto, quanto maior a espessura, menos capaz o laser de penetrar e cortar o material. No entanto, aumentar a potência do laser às vezes pode aumentar a probabilidade de cortar esse material.

Lembre-se do Kerf

O design do laser torna importante observar o que as pessoas chamam de Kerf. Kerf é o material que evapora quando o feixe de laser atinge o material de corte a laser. Não é só no corte a laser. É visível em outros processos de usinagem subtrativa. O corte a laser Kerf ocorre devido à espessura do feixe de laser. É uma coisa importante levar em consideração durante a fase de projeto.

Escolha o material certo

O material certo é a coisa mais importante a ser observada antes de uma operação de corte a laser. A escolha de um material depende das propriedades que você deseja que o produto final tenha. Por exemplo, os materiais têm propriedades diferentes em termos de rigidez, translucidez e flexibilidade. Na Rapid Direct, você terá acesso a diferentes cortes a laser de chapas metálicas, plásticos, papéis, etc.

Os espaçamentos são importantes

O espaçamento é muito importante no corte a laser para eliminar o erro e obter o melhor resultado possível. O espaçamento mínimo deve ser igual à espessura do material. Por exemplo, no corte a laser de chapas metálicas, se a chapa metálica tiver 2 mm de espessura, o espaçamento entre dois caminhos será de 2 mm. Também é importante se você estiver trabalhando em diferentes designs de chapas de corte a laser.

Converta seu texto em pontos de ancoragem e curvas

Nem todas as operações a laser requerem corte de texto. No entanto, se você precisar incorporar texto, deverá espaçar as letras do texto e escrevê-las em formato grande. Isto é para uma operação mais suave e o melhor resultado. Se as letras estiverem próximas, elas podem se sobrepor, levando a uma inscrição ilegível.

O conhecimento das dicas acima pode ajudar a reduzir os custos de fabricação de chapas metálicas .

Devo investir em uma máquina de corte a laser ou escolher um serviço

Desde a fabricação de equipamentos simples até grandes empresas – como as indústrias aeroespacial e automotiva – os serviços de corte a laser são cruciais para várias operações de fabricação. A técnica é um procedimento eficaz e altamente eficiente adequado para uma vasta gama de materiais.

No entanto, a escolha inteligente para empresas de manufatura em pequena escala é escolher um serviço em vez de investir na máquina, pois é uma excelente maneira de economizar custos e oferecer qualidade aos clientes. No entanto, se os fundos estiverem disponíveis, investir em máquinas de corte a laser pode ser altamente lucrativo devido às inúmeras vantagens que acompanham o dispositivo.

De qualquer forma, a escolha depende exclusivamente dos fabricantes. Mas caso opte por contratar um serviço, entre em contato com a RapidDirect – especialista na prestação de serviços de corte a laser de chapas metálicas.

Seus serviços de corte a laser on-line para peças de chapa metálica

Procura uma empresa que garanta serviços de corte a laser de qualidade? Então, RapidDirect é exatamente o que você precisa para sua fabricação.

Somos uma empresa confiável que fornece serviços de fabricação de chapas metálicas para prototipagem rápida e produção personalizada. Garantimos serviços de corte a laser de chapa metálica de alta qualidade e fornecemos soluções econômicas e sob demanda conforme sua solicitação.

Também oferecemos protótipos de baixo volume e produção de alto volume. Com o RapidDirect, você pode ter certeza de que seus produtos serão isentos de problemas de fabricação de chapas metálicas , mesmo ao trabalhar com produtos personalizados com detalhes intrincados. Além disso, também oferecemos alguns dos melhores serviços em usinagem CNC, impressão 3D, moldagem por injeção e serviços de fundição sob pressão.

Alternativas ao corte a laser

Talvez você não queira usar o corte a laser e não tenha certeza de como cortar formas de chapas metálicas; abaixo estão outras opções de ponta para suas necessidades de fabricação.

EDM

EDM, Usinagem por Descarga Elétrica, como o corte a laser, usa energia térmica para remover pedaços de material. Ele usa descargas elétricas (faíscas) para cortar a forma desejada de um material. Comparado ao corte a laser, o EDM produz um melhor acabamento superficial com uma zona menos afetada pelo calor. Além disso, é adequado para cortar peças de material endurecido.

Fresagem CNC

A fresagem CNC envolve o uso de cortadores rotativos de alta velocidade para moldar materiais. As operações de fresamento funcionam bem em metais, ligas e não metais. Assim como o corte a laser, eles são um processo de fabricação subtrativa de alta precisão. A principal diferença entre os dois processos é que, enquanto a fresagem usa ferramentas de corte – cortadores rotativos, para esculpir ou moldar projetos, o corte a laser usa feixes de luz, fusão a laser ou forma de projeto queimada.

Corte por jato de água

O corte a jato de água é uma técnica de fabricação que envolve o uso de água ou uma mistura de água e substâncias abrasivas sob alta pressão para cortar um pedaço de material.

Abaixo está uma comparação entre corte a jato de água e corte a laser.

• Os cortadores a laser podem gravar números ou marcas, enquanto o corte a jato de água permite apenas o corte.
• Ambos são adequados para cortar uma ampla variedade de materiais. No entanto, os jatos de água não podem cortar materiais mais espessos do que os cortadores a laser, até 50 mm.
• O corte a laser tem melhores níveis de tolerância e presta mais atenção aos detalhes intrincados, o que os torna a melhor escolha para geometrias complexas.

Perfuração

A perfuração usa uma prensa de punção para cortar a forma desejada de um pedaço de material. Assim como outras operações CNC, a puncionamento é uma técnica altamente precisa para a fabricação de peças, e também é adequada para uma vasta gama de materiais. No entanto, o puncionamento não é ideal para a fabricação de componentes com geometrias complexas.

Conclusão

O corte a laser é uma tecnologia utilizada na prototipagem rápida para corte de materiais. Este artigo apresentou a operação, seu histórico, tipos e outras coisas que você pode saber. Acreditamos que você aprendeu uma ou mais coisas sobre corte a laser. No entanto, você pode confiar em nós na RapidDirect para os melhores serviços de corte a laser.