Queste nozioni di base sul taglio laser

I laser furono utilizzati per la prima volta per il taglio negli anni '70. Nella moderna produzione industriale, il taglio laser è più ampiamente utilizzato per la lavorazione di materiali come lamiera, plastica, vetro, ceramica, semiconduttori, tessuti, legno e carta.
Quando un raggio laser focalizzato colpisce un pezzo in lavorazione, l'area irradiata si riscalda notevolmente per sciogliere o vaporizzare il materiale. Una volta che il raggio laser penetra nel pezzo, inizia il processo di taglio: il raggio laser si muove lungo una linea di contorno fondendo il materiale. Il materiale fuso viene solitamente allontanato dal taglio da un getto d'aria, lasciando una stretta fessura tra la parte tagliata e il supporto della piastra, larga quasi quanto il raggio laser focalizzato.

Taglio alla fiamma
Il taglio a fiamma è un processo standard utilizzato per il taglio dell'acciaio dolce, utilizzando l'ossigeno come gas da taglio. L'ossigeno viene pressurizzato fino a 6 bar e soffiato nel solco. Lì il metallo riscaldato reagisce con l'ossigeno: iniziano la combustione e l'ossidazione. La reazione chimica rilascia una grande quantità di energia (fino a cinque volte l'energia del laser) che aiuta il raggio laser nel taglio.
Taglio a fusione
Il taglio a fusione è un altro processo standard utilizzato durante il taglio dei metalli. Può essere utilizzato anche per tagliare altri materiali fusibili, come la ceramica.
Come gas da taglio viene utilizzato azoto o gas argon e attraverso il taglio viene soffiata una pressione del gas compresa tra 2 e 20 bar. L'argon e l'azoto sono gas inerti, ciò significa che non reagiscono con il metallo fuso nel taglio, ma semplicemente lo soffiano via verso il fondo. Allo stesso tempo, i gas inerti proteggono il bordo tagliato dall'ossidazione dell'aria.
Taglio ad aria compressa
L'aria compressa può essere utilizzata anche per tagliare lamiere sottili. L'aria pressurizzata a 5-6 bar è sufficiente per soffiare via il metallo fuso nel taglio. Poiché quasi l’80% dell’aria è costituito da azoto, il taglio ad aria compressa è fondamentalmente un taglio a fusione.
Taglio assistito al plasma
Se i parametri sono selezionati correttamente, apparirà una nuvola di plasma nel taglio di fusione assistito dal plasma. La nube di plasma è costituita da vapore metallico ionizzato e gas da taglio ionizzato. La nuvola di plasma assorbe l'energia del laser CO2 e la converte nel pezzo in lavorazione in modo che più energia venga accoppiata al pezzo in lavorazione e il materiale si sciolga più velocemente, con conseguente maggiore velocità di taglio. Pertanto, questo processo di taglio è anche chiamato taglio al plasma ad alta velocità.
La nuvola di plasma è infatti trasparente rispetto ai laser a stato solido, quindi il taglio con fusione assistita dal plasma è possibile solo con i laser a CO2.
Taglio della gassificazione
Il taglio a vaporizzazione vaporizza il materiale, riducendo al minimo l'impatto degli effetti termici sul materiale circostante. Ciò può essere ottenuto utilizzando un laser CO2 continuo per vaporizzare materiali a basso calore e ad alto assorbimento, come pellicole di plastica sottili e materiali non fondenti come legno, carta e schiuma.
I laser pulsati ultracorti consentono di applicare questa tecnologia ad altri materiali. Gli elettroni liberi nel metallo assorbono il laser e si riscaldano notevolmente. L'impulso laser non reagisce con le particelle fuse e il plasma, il materiale sublima direttamente e non c'è tempo perché l'energia venga trasferita al materiale circostante sotto forma di calore. Gli impulsi di picosecondi asportano il materiale senza alcun effetto termico visibile, senza fusione e senza formazione di bave.
Parametri: Regolazione del processo
Molti parametri influenzano il processo di taglio laser, alcuni dei quali dipendono dalle proprietà tecniche del laser e della macchina utensile, mentre altri sono variabili.
Polarizzazione
La polarizzazione indica quale percentuale della luce laser viene convertita. La polarizzazione tipica è solitamente intorno al 90%. Questo è sufficiente per un taglio di alta qualità.
Diametro di messa a fuoco
Il diametro focale influisce sulla larghezza del taglio e può essere modificato modificando la lunghezza focale della lente di messa a fuoco. Un diametro focale più piccolo significa un taglio più stretto.
Posizione di messa a fuoco
La posizione del punto focale determina il diametro del raggio e la densità di potenza sulla superficie del pezzo, nonché la forma del taglio.
Potenza del laser
La potenza del laser deve essere adattata al tipo di lavorazione, al tipo di materiale e allo spessore. La potenza deve essere sufficientemente elevata da far sì che la densità di potenza sul pezzo superi la soglia di lavorazione.