Usinagem a Laser ::Princípio, Trabalho, Equipamentos, Aplicação, Vantagens e Desvantagens

Hoje vamos aprender sobre o princípio de usinagem por feixe de laser, funcionamento, equipamentos, aplicação, vantagens e desvantagens com seu diagrama. A usinagem por feixe de laser é um processo de usinagem térmica que usa feixe de laser para produzir calor. Neste processo de usinagem o metal é removido por fusão e vaporização de partículas metálicas da superfície da peça de trabalho. É um processo de usinagem não convencional em que nenhuma ferramenta é usada. É usado para usinar materiais metálicos e não metálicos. É usado principalmente na operação de corte e perfuração.

Usinagem a laser:

Princípio:

A palavra laser significa amplificação de luz por emissão estimulada de radiação. Quando um elétron de um átomo absorve energia de uma fonte externa, o elétron que está em seu nível de energia original salta para um nível de energia mais alto. Esta não é uma condição estável do átomo, então este elétron emite a energia absorvida na forma de fótons e volta ao seu estado original. Se um átomo que já está em um nível de energia mais alto absorve energia, ele emitirá o dobro de energia para retornar ao seu estado original. A energia emitida pelo átomo tem a mesma frequência e comprimento de onda que a energia estimulante. Isso é fundamental do laser. Quando o material do laser é colocado na presença de alguma outra fonte de energia, ele absorve energia em alguma existente e a libera quando atinge seu limite de absorção. Este feixe de luz altamente amplificado é chamado de laser.

Princípio de soldagem por feixe de laser

Este processo de usinagem funciona na propriedade básica do laser. Ele usa um feixe de laser, que é uma luz estreita, monocromática de alta intensidade que pode cortar ou usinar qualquer metal e não metal. Ele pode ser usado para cortar qualquer material, independentemente da dureza da peça de trabalho. Ele também pode ser usado para cortar diamante que é o material mais difícil conhecido na terra.

Equipamentos:

Usinagem de feixe de laser

Fonte de alimentação:

Ele fornece a energia para a excitação do elétron do nível de energia mais baixo para o nível de energia mais alto. Isso dá energia às lâmpadas de flash de xenônio, que produzem energia luminosa. O material do laser é exposto à energia da luz para continuar armazenando energia.

Tubo de descarga do laser:

O material do laser preenchido no tubo de descarga de laser. O processo de excitação do elétron e retorno ao seu estado original ocorre nele. É um lado parcialmente transparente para abertura a laser e o outro lado é 100% refletido. Está situado entre a lâmpada do flash.

Material de Laser:

Existem muitos tipos diferentes de materiais a laser disponíveis, mas na usinagem posterior, principalmente CO2 (ondas pulsadas ou contínuas) e Nd:YAG é usado. O óxido de carbono é um material laser que emite luz na região do infravermelho. Pode fornecer até 25 KW de potência em modo de onda contínua. O outro é chamado de granada de alumínio de ítrio dopado com neodímio é um laser de estado sólido que pode fornecer luz através de fibra óptica. Pode gerar cerca de 50 KW de potência em modo pulsado e 1 KW de potência em modo contínuo.

Lente de focagem:

Uma lente de focagem é usada na operação de usinagem a laser. É uma lente convexa cujo foco está na peça de trabalho.

Trabalhando:

Como sabemos, a energia do laser é usada para remover o metal da peça de trabalho. Seu processo pode ser resumido como segue.

• Primeiro material do laser CO2 ou outros gases preenchidos no tubo de descarga do laser.
• Agora ligue a energia fornecida que está conectada pela lâmpada do flash. Essas lâmpadas produzem energia luminosa que costumava excitar elétrons do átomo.
• Os átomos do material laser absorvem energia da energia luminosa produzida pela lâmpada flash. Leva o salto do elétron orbital do átomo de baixo nível de energia para alto nível de energia. Esta é uma condição instável do átomo.
• Esta energia inicialmente cega em material laser. Quando os átomos absorvem energia suficiente, começam a emitir energia continuamente. Esta é a mesma frequência de alta amplificação e luz coerente do mesmo comprimento de onda.
• Esta luz laser coletada pela lente de foco e direcionada para a peça de trabalho.
• Agora, o laser que atinge a peça de trabalho inicia o processo de usinagem derretendo ou vaporizando o material da superfície de contato.

Este é todo o processo de usinagem de feixe de laser.

Aplicação:

• Usado para fazer pequenos furos de diâmetro de cerca de 0,005 mm em refeitórios e materiais cerâmicos.
• É usado na perfuração e corte de metais e não metais.
• É amplamente utilizado nas indústrias eletrônica e automotiva.
• É usado principalmente nas indústrias aeroespaciais.
• Usado para usinar perfis complexos onde a usinagem por ferramenta não é possível.

Vantagens e Desvantagens:

Vantagens:

• Pode cortar todo o material.
• Sem custo de ferramentas porque nenhuma ferramenta física é necessária.
• Produz peça de acabamento ou alto acabamento superficial.
• Sem desgaste da ferramenta porque nenhuma ferramenta física é usada.
• Micro furos podem ser perfurados com precisão.
• A forma complexa pode ser usinada facilmente porque o laser pode ser movido em qualquer caminho.
• Material muito duro pode ser cortado por meio de usinagem com feixe de laser.
• Alta precisão pode ser alcançada.
• Pode ser facilmente automatizado e flexível.

Desvantagens:

• É antieconômico quando o alto volume da mesma forma a ser cortada se compara à estampagem.
• Alto custo de capital e manutenção.
• Não pode ser usado para produzir furo cego.
• Laser pode levar a riscos de segurança.

Trata-se do princípio da Usinagem por Feixe Laser, funcionamento, equipamentos, aplicação, vantagens e desvantagens com diagrama. Se você tiver alguma dúvida sobre este artigo, pergunte comentando. Se você gostou deste artigo, não se esqueça de compartilhá-lo. Assine nosso site para mais artigos interessantes. Obrigado por lê-lo.