Como um processo central na fabricação moderna, a tecnologia de corte a laser utiliza um feixe de laser de alta densidade de energia para alcançar um processamento eficiente de materiais. Desde o nascimento do laser em 1960, esta tecnologia evoluiu continuamente e se tornou a solução preferida para o processamento de materiais metálicos e não metálicos. O que segue analisa de forma abrangente a tecnologia de corte a laser a partir de aspectos como princípios técnicos, vantagens principais, materiais aplicáveis, cenários de aplicação e tendências futuras.

 

Princípio central: o efeito sinérgico do efeito térmico e do fluxo de gás

No corte a laser, um feixe de laser de alta potência é gerado por um gerador a laser e, em seguida, focado por uma lente de foco em um ponto extremamente pequeno (geralmente com um diâmetro de 0,1 - 0,3 mm), gerando uma densidade de energia tão alta quanto 106 - 108 W / cm2. Quando o feixe atua sobre a superfície do material, o aquecimento instantâneo faz com que o material derrete rapidamente, vaporize ou queima. Enquanto isso, o gás de alta pressão (como oxigênio ou nitrogênio) coaxial com o feixe sopra o material derretido, formando uma costura de corte suave. Este processo pode ser dividido em quatro modos de acordo com as propriedades do material:

1. Corte por Vaporização: Usado para materiais não metálicos, como madeira e plástico.

2. Corte de fusão: Adequado para metais como aço inoxidável e liga de alumínio.

3. Corte por oxidação: Melhora a eficiência de corte do aço carbono através da combustão assistida por oxigênio.

4. Fratura controlada: Usada para a segmentação precisa de materiais frágeis.

 

Vantagens técnicas: Revolução dos métodos de processamento tradicionais

1. Alta precisão e alta velocidade

A precisão de posicionamento pode chegar a 0,02 mm, e a largura da costura de corte é de apenas 0,1 - 0,3 mm, tornando-o adequado para peças de precisão de nível micrônico. A velocidade de corte pode chegar a 10 m / min, 5 - 10 vezes mais rápido do que o processamento mecânico tradicional.

2. Corte de alta qualidade e baixo efeito térmico

O corte não tem rebarbas, e a rugosidade da superfície Ra ≤ 12,5 μ m, reduzindo a necessidade de processamento secundário. A largura da zona afetada pelo calor é menor que 0,1 mm, evitando efetivamente a deformação do material.

3. Adaptabilidade e flexibilidade dos materiais

Ele pode processar mais de 300 tipos de materiais, incluindo aço carbono, liga de titânio, cerâmica e materiais compostos, e suporta o corte de gráficos complexos sem a necessidade de moldes feitos sob medida.

4. Automação e energia - poupança e proteção ambiental

O sistema de controle numérico CNC permite a automação completa do processo, aumentando a taxa de utilização de material em 15% - 20% e reduzindo o consumo de energia em 40% em comparação com o corte por plasma.

 

Materiais Aplicáveis e Aplicações Industriais

Classificação Material:

- Materiais Metálicos: Aço carbono (com uma espessura de até 30 mm), aço inoxidável, liga de titânio (grau aeroespacial), folha de cobre (para a indústria eletrônica).

- Materiais não metálicos: acrílico (para sinais publicitários), fibra de carbono (para peças automotivas), placas de PCB (para componentes eletrônicos).

 

Áreas principais de aplicação:

1. Fabricação de automóveis: peças de chapa metálica do corpo, sensores de airbag.

2. Aeroespacial: pás de motor, estruturas de cabine de liga de titânio.

3. Eletrônica e aparelhos elétricos: quadros do meio do telefone celular, placas de circuito impresso flexíveis.

4. Equipamento Médico: Processamento de precisão de instrumentos cirúrgicos e implantes ortopédicos.

 

Tipos de equipamentos e iteração tecnológica

1. Máquinas de corte a laser de CO2: Com um comprimento de onda de 10,6 μ m, adequado para cortar materiais metálicos não metálicos e finos.

2. Lasers de fibra: Com uma eficiência de conversão fotoelétrica de mais de 35%, a primeira escolha para processamento de metais.

3. Equipamento de Laser Ultravioleta: Com um comprimento de onda de 355 nm, usado para corte de wafer semicondutor.

 

Tendências do futuro: Fabricação inteligente e verde

1. Atualização de potência: Equipamentos de ultra-alta potência acima de 30 kW podem atravessar o corte de placas de aço de 100 mm de espessura.

2. Integração de IA: algoritmos de aprendizado de máquina otimizam o caminho de corte, reduzindo o consumo de energia em 15%.

3. Integração multi-processo: o equipamento integrado de corte - soldagem - marcação melhora a eficiência das linhas de produção.

4. Atualização de proteção ambiental: o sistema de purificação de fumaça pode filtrar 99% de partículas.

 

Como uma tecnologia fundamental na era da Indústria 4.0, o corte a laser continuará a impulsionar a inovação e avanços em campos como fabricação de precisão e equipamentos de nova energia. As empresas que adotam esta tecnologia podem encurtar o ciclo de desenvolvimento de produtos em 50% e reduzir o custo global em 30%, tornando-se uma escolha estratégica para aumentar a competitividade.