Corte a Laser: Principais O que Fazer e Não Fazer para Precisão e Segurança

O corte a laser é o processo de usar feixes de luz de alta potência para cortar, fatiar ou perfurar materiais. Desenvolvido na década de 1960 no Instituto de Soldagem na Inglaterra, o processo tornou-se cada vez mais popular. De fato, máquinas de corte a laser de metal agora representam o maior segmento de produto do mercado global de corte de metal, com demanda para esses dispositivos esperando aumentar para quase US$ 9,8 bilhões até 2025.

Então, como funciona o corte a laser? Existem vários processos diferentes de corte a laser, mas geralmente se enquadram em duas categorias: corte por fusão e corte ablativo. Em sua forma mais simples, o corte por fusão a laser envolve usar um laser para derreter uma área localizada do material na peça de trabalho, depois cortar o material fundido com jatos de gás inerte altamente pressurizados (tipicamente nitrogênio, que não reage exotermicamente com o material cortado). Controles CNC podem ser usados para mover o laser ou a peça para criar cortes contínuos.

O corte a laser ablativo usa pulsos rápidos de um laser de alta intensidade para remover material camada por camada. Este processo realmente evapora em vez de derreter, e portanto não requer gás pressurizado para remover material excedente. Geralmente um processo mais lento, o corte ablativo é usado para fazer cortes parciais que não passam pela peça de cima a baixo (gravação a laser, por exemplo, é um exemplo de processo ablativo). Em contraste, o corte por fusão dispara lasers em ondas contínuas ou pulsos mais longos, e portanto só pode ser usado para cortar completamente a peça.

Por que escolher corte a laser?

O corte a laser oferece alguns benefícios distintos. Principal entre eles é sua capacidade de criar peças extremamente precisas e acuradas. Algumas peças podem ter tolerâncias inferiores a 1 mm, o que torna o processo de corte a laser um método eficiente para peças com características complexas ou intrincadas. A natureza altamente localizada do corte a laser reduz drasticamente o risco de deformação do material da peça, e peças produzidas via corte a laser muitas vezes não requerem tratamento pós-processamento ou acabamento superficial.

Além disso, o corte a laser de metal não requer troca de ferramentas entre operações, permite mais flexibilidade no design devido à falta de ferramentas fixas, e pode ser altamente automatizado, minimizando custos de mão de obra e encurtando tempos de produção. Adicionalmente, como o feixe é a única ferramenta que toca a peça, não há atrito mecânico causando desgaste de ferramenta no processo.

O corte a laser é extremamente comum na manufatura industrial, e é adequado para produzir peças como carrocerias de automóveis, capas de telefone e chapas metálicas. O processo também encontra amplas aplicações nos setores aeroespacial, médico e naval.

Principais considerações para corte a laser

Embora máquinas CNC de corte a laser sejam comumente usadas na manufatura, corte a laser eficaz geralmente requer a contribuição de engenheiros qualificados seguindo boas práticas. Aqui estão três considerações principais para engenheiros e operadores de máquina:

O material deve determinar o processo específico de corte a laser

Embora máquinas de corte a laser de metal recebam muita atenção, lasers também podem ser usados para cortar ou gravar cerâmica, madeira, termoplásticos e polímeros. Engenheiros devem selecionar o processo de corte a laser mais adequado ao material da peça.

Corte a laser por fusão, por exemplo, é eficaz para cortar a maioria dos metais e termoplásticos, enquanto o corte ablativo pode ser extremamente eficiente para cortar peças feitas de acrílico e poliacetal porque seus pontos de fusão e ebulição são tão próximos, permitindo evaporação.

Por outro lado, alguns materiais são mais difíceis de cortar com lasers. Polímeros termofixos e materiais orgânicos como madeira, por exemplo, queimam em vez de derreter quando expostos a um laser — uma qualidade que permite gravação ou marcação, mas não corte preciso.

Não confunda aumento de potência do laser com aumento de eficiência

Embora o aumento da potência do laser signifique que é possível cortar mais rápido — com novos desenvolvimentos tornando possível atingir velocidades de corte de até um metro por segundo — mais potência bruta não se traduz diretamente em manufatura mais eficiente.

Para atingir essas altas velocidades de corte, o laser precisa de tempo para acelerar, o que torna lasers de alta potência incrivelmente eficazes para cortar peças grandes ou peças sem características intrincadas. Esses lasers oferecem menos vantagens para peças com geometrias complexas porque o laser normalmente tem que se mover para outro corte antes de atingir velocidade total. Aceleração e desaceleração devem ser levadas em conta ao considerar a eficiência do corte a laser.

Projete as peças para alinhar com os requisitos do processo de corte a laser

É um erro comum assumir que a largura do corte é tão estreita a ponto de ser insignificante. Lasers criam cortes incrivelmente finos — tipicamente entre 30 e 300 micrômetros, dependendo da potência do laser, configuração e processo — mas essas larguras de corte ainda precisam ser consideradas no design de corte para que a peça resultante permaneça adequada para sua aplicação pretendida.

Outra consideração crucial de design é a fixação, ou uso de micro-juntas para suportar peças pequenas. O gás altamente pressurizado usado no corte por fusão requer que as peças possam suportar seu próprio peso, o que muitas vezes se resume à espessura da peça. Tipicamente, espessuras de 2-3 mm ou mais ficarão bem sem fixação, mas se a espessura for menor que 2 mm, os designers podem precisar adicionar micro-juntas para estabilizar a peça durante o corte e evitar que o gás pressurizado a mova. Isso também pode evitar perda e facilitar a remoção de peças pequenas da máquina. Essas abas podem ser removidas facilmente durante o pós-processamento.

Cumpra requisitos críticos de segurança

Segurança é da maior importância na manufatura. Apenas profissionais treinados devem usar equipamentos de corte a laser. Dependendo do material em uso, o processo também pode emitir gases nocivos e tóxicos, então empregar equipamento de controle de poluição do ar em conformidade com regulamentações é crucial.

Corte a laser: Cada detalhe impulsiona a eficiência

Quando usado corretamente, máquinas de corte a laser de metal prometem precisão, acurácia e eficiência. Embora as considerações complexas de material e design signifiquem que equipes de produto e engenheiros devem dedicar um pouco mais de tempo no início para garantir que designs sejam otimizados para manufatura, a qualidade das peças resultantes geralmente fala por si. Para garantir que peças sejam fabricadas com a mais alta qualidade e velocidade, considere fazer parceria com um fabricante sob demanda especialista.

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