Applicazione della tecnologia laser nei materiali da costruzione

Il laser utilizza la sua elevata energia per interagire con i materiali e ottenere effetti di lavorazione. L'applicazione più semplice dei raggi laser è sui materiali metallici, che rappresenta il mercato più maturo per lo sviluppo.

I materiali metallici includono lamiere di ferro, acciaio al carbonio, acciaio inossidabile, rame, leghe di alluminio, ecc. Le lamiere di ferro e l'acciaio al carbonio sono utilizzati principalmente come componenti strutturali metallici, ad esempio per automobili, macchinari edili, condutture, ecc., che richiedono taglio e saldatura ad alta potenza. L'acciaio inossidabile è comunemente utilizzato in bagni, utensili da cucina e coltelli, dove lo spessore richiesto non è elevato e un laser di media potenza è sufficiente.

In Cina, il settore immobiliare e le varie infrastrutture si sono sviluppati rapidamente, con un ampio utilizzo di materiali edili. Ad esempio, la Cina consuma metà del cemento mondiale ed è anche il paese che utilizza la maggiore quantità di acciaio. I materiali da costruzione possono essere considerati uno dei pilastri dell'economia cinese. La lavorazione dei materiali edili richiede numerosi processi, e quali sono le applicazioni della tecnologia laser in questo settore? Attualmente, la costruzione di fondamenta o strutture in barre di ferro e profilati nervati viene effettuata principalmente con cesoie idrauliche o smerigliatrici. Il laser viene spesso utilizzato nella lavorazione di tubature, porte e finestre.

Lavorazione laser di tubi metallici

I tubi utilizzati in edilizia comprendono tubature per l'acqua, per il gas naturale/carbone, per le fognature, per le recinzioni, ecc., e i tubi metallici includono tubi in acciaio zincato e tubi in acciaio inossidabile. Con le crescenti aspettative in termini di resistenza ed estetica nel settore edile, sono aumentati anche i requisiti per il taglio dei tubi. I tubi standard hanno solitamente una lunghezza di 10 o addirittura 20 metri prima della consegna. Dopo essere stati distribuiti a vari settori, a causa delle diverse applicazioni, i tubi devono essere lavorati in parti di forme e dimensioni diverse per soddisfare le esigenze dei vari settori.

Caratterizzata da elevata automazione, alta efficienza e produttività, la tecnologia di taglio laser per tubi si sta rapidamente diffondendo nel settore e si rivela ideale per il taglio di tubi metallici di vario tipo. Tubi metallici con uno spessore generalmente inferiore a 3 mm possono essere tagliati da una macchina per il taglio laser da 1000 watt, mentre con una potenza laser superiore a 3000 watt è possibile ottenere tagli ad alta velocità. In passato, una macchina da taglio a mola abrasiva impiegava circa 20 secondi per tagliare una sezione di tubo in acciaio inossidabile, mentre con il taglio laser ne bastano solo 2, migliorando notevolmente l'efficienza. Pertanto, negli ultimi quattro o cinque anni, le apparecchiature per il taglio laser di tubi hanno sostituito molte tradizionali macchine da taglio meccaniche a lama. L'avvento del taglio laser per tubi ha permesso di automatizzare in un'unica macchina processi tradizionali come segatura, punzonatura e foratura. È in grado di tagliare, forare e realizzare tagli di contorno e di disegno. Con il processo di taglio laser per tubi, è sufficiente inserire le specifiche richieste nel computer e l'apparecchiatura completerà automaticamente, rapidamente ed efficientemente l'operazione di taglio. L'alimentazione automatica, il bloccaggio, la rotazione e il taglio delle scanalature sono adatti a tubi tondi, quadrati, piatti, ecc. Il taglio laser soddisfa quasi tutti i requisiti per il taglio dei tubi e consente una modalità di lavorazione efficiente.

Taglio laser di tubi

Lavorazione laser di porte e finestre

Porte e finestre sono elementi fondamentali del settore edile cinese. Tutte le case necessitano di porte e finestre. A causa dell'enorme domanda del settore e dell'aumento dei costi di produzione anno dopo anno, le esigenze in termini di efficienza e qualità dei prodotti per porte e finestre sono diventate sempre più elevate.

La grande quantità di acciaio inossidabile utilizzata nella produzione di porte, finestre, reti antieffrazione e ringhiere è costituita principalmente da lamiere e barre di stagno con spessore inferiore a 2 mm. La tecnologia laser consente di ottenere tagli, fori e tagli sagomati di alta qualità da lamiere e barre di stagno. Ora, la saldatura laser portatile permette di realizzare saldature senza giunture di parti metalliche di porte e finestre, eliminando gli spazi vuoti e le giunzioni di saldatura evidenti causate dalla saldatura a punti, garantendo così prestazioni eccellenti e un aspetto gradevole.

Il consumo annuo di porte, finestre, inferriate e parapetti è enorme, e il taglio e la saldatura possono essere realizzati con laser di piccola e media potenza. Tuttavia, poiché la maggior parte di questi prodotti è realizzata su misura in base alle dimensioni dell'abitazione e lavorata da piccole aziende di installazione di porte e finestre o da imprese di decorazione, che utilizzano i metodi tradizionali più diffusi come la molatura, la saldatura ad arco, la saldatura a fiamma, ecc., vi è un ampio margine per la sostituzione dei processi tradizionali con la lavorazione laser.

Porta di sicurezza per saldatura laser

Possibilità di lavorazione laser di materiali da costruzione non metallici

I materiali da costruzione non metallici includono principalmente ceramica, pietra e vetro. La loro lavorazione avviene tramite mole abrasive e lame meccaniche, processi che richiedono un intervento e un posizionamento interamente manuali. Questo processo genera grandi quantità di polvere, detriti e rumore, rappresentando un potenziale rischio per la salute umana. Per questo motivo, sono sempre meno i giovani disposti a svolgere questo lavoro.

Questi tre tipi di materiali da costruzione presentano tutti la possibilità di scheggiarsi e incrinarsi, e per questo motivo è stata sviluppata la lavorazione laser del vetro. I componenti del vetro sono silicati, quarzo, ecc., che reagiscono facilmente con i raggi laser per completare il taglio. Ci sono state molte discussioni sulla lavorazione del vetro. Per quanto riguarda la ceramica e la pietra, il taglio laser è raramente preso in considerazione e necessita di ulteriori approfondimenti. Se si trovasse un laser con una lunghezza d'onda e una potenza adeguate, anche la ceramica e la pietra potrebbero essere tagliate con una minore produzione di polvere e rumore.

Esplorazione della lavorazione laser in loco

Cantieri edili residenziali o progetti infrastrutturali come strade, ponti e binari, i cui materiali devono essere costruiti e posati in loco. Tuttavia, la lavorazione del pezzo con apparecchiature laser è spesso limitata all'officina, dopodiché il pezzo viene trasportato in un secondo luogo per l'applicazione. Pertanto, esplorare come le apparecchiature laser possano eseguire lavorazioni in tempo reale in loco nei loro scenari applicativi potrebbe rappresentare un'importante direzione per lo sviluppo futuro della tecnologia laser.

Ad esempio, la saldatrice ad arco di argon è popolare e ampiamente utilizzata. È caratterizzata da basso costo, grande portabilità, bassi requisiti di alimentazione, elevata stabilità, forte adattabilità e può essere facilmente trasportata in cantiere per la lavorazione in qualsiasi momento. A questo proposito, l'arrivo di una saldatrice laser portatile offre la possibilità di esplorare la lavorazione laser in loco nei suoi scenari applicativi. L'apparecchiatura di saldatura laser portatile e il refrigeratore d'acqua possono ora essere integrati in un unico dispositivo di dimensioni più compatte e possono essere utilizzati nei cantieri edili.

La formazione di ruggine sui componenti metallici è un problema molto fastidioso. Se non viene trattata tempestivamente, il prodotto rischia di dover essere scartato. Lo sviluppo della pulizia laser ha reso la rimozione della ruggine più semplice, efficiente e con costi di lavorazione inferiori. Offrire servizi professionali di pulizia laser a domicilio per la pulizia di pezzi non trasportabili e che necessitano di essere puliti direttamente in cantiere potrebbe essere una delle direzioni di sviluppo di questa tecnologia. Un'azienda di Nanchino ha sviluppato con successo un'attrezzatura mobile per la pulizia laser montata su veicolo, e altre aziende hanno creato macchine per la pulizia a zaino, in grado di effettuare la pulizia in loco di pareti esterne di edifici, tettoie, strutture in acciaio, ecc., offrendo una nuova opzione per la pulizia laser in loco.

S&A Chiller CWFL-1500ANW per il raffreddamento di saldatrici laser portatili