È necessaria una conoscenza di base della tecnologia di taglio laser.

Principio di funzionamento del taglio laser

Il taglio laser è dotato di un generatore laser che emette un raggio laser ad alta energia. Il raggio laser viene quindi focalizzato da una lente, formando un piccolissimo punto luminoso ad alta energia. Focalizzando il punto luminoso in punti appropriati, i materiali assorbono l'energia del laser e quindi evaporano, fondono, si ablatano o raggiungono il punto di innesco. Successivamente, un flusso di aria compressa ad alta pressione (CO2, ossigeno, azoto) rimuove i residui di lavorazione. La testa laser è azionata da un servomotore controllato da un programma e si muove lungo un percorso predeterminato sui materiali per tagliare pezzi di diverse forme.

Categorie di generatori laser (sorgenti laser)

La luce può essere classificata in luce rossa, luce arancione, luce gialla, luce verde e così via. Può essere assorbita o riflessa dagli oggetti. Anche la luce laser è luce. E la luce laser con diverse lunghezze d'onda ha caratteristiche diverse. Il mezzo di guadagno del generatore laser, ovvero il mezzo che trasforma l'elettricità in luce laser, determina la lunghezza d'onda, la potenza di uscita e l'applicazione del laser. E il mezzo di guadagno può essere allo stato gassoso, liquido o solido.

1. Il laser a stato gassoso più tipico è il laser a CO2;

2. I laser a stato solido più comuni includono laser a fibra, laser YAG, diodi laser e laser a rubino;

3. Il laser a stato liquido utilizza alcuni liquidi, come solventi organici, come mezzo di lavoro per generare luce laser.

Materiali diversi assorbono la luce laser di diverse lunghezze d'onda. Pertanto, il generatore laser deve essere scelto con cura. Nell'industria automobilistica, il laser più comunemente utilizzato è il laser a fibra.

Le modalità operative della sorgente laser

Le sorgenti laser presentano spesso 3 modalità di funzionamento: modalità continua, modalità modulata e modalità a impulsi.

In modalità continua, la potenza di uscita del laser è costante. Ciò fa sì che il calore che penetra nei materiali sia relativamente uniforme, rendendola adatta al taglio rapido. Questo non solo migliora l'efficienza lavorativa, ma peggiora anche l'effetto della zona termicamente alterata.

In modalità modulazione, la potenza di uscita del laser è proporzionale alla velocità di taglio. Questo sistema permette di mantenere il calore generato dai materiali a un livello relativamente basso, limitando la potenza in ogni punto per evitare bordi di taglio irregolari. Tuttavia, poiché il controllo è piuttosto complesso, l'efficienza operativa non è elevata e il sistema può essere utilizzato solo per brevi periodi.

La modalità a impulsi può essere suddivisa in modalità a impulsi normali, modalità a impulsi super intensi e modalità a impulsi super intensi. La differenza principale risiede unicamente nell'intensità. Gli utenti possono quindi scegliere in base alle caratteristiche dei materiali e alla precisione della struttura.

In sintesi, il laser spesso funziona in modalità continua. Tuttavia, per ottenere una qualità di taglio ottimale, per determinati tipi di materiali, è necessario regolare la velocità di avanzamento, ad esempio l'accelerazione, la velocità di taglio e il ritardo durante la tornitura. Pertanto, in modalità continua, non è sufficiente ridurre la potenza. La potenza del laser deve essere regolata modificando la frequenza degli impulsi.

Impostazione dei parametri per il taglio laser

A seconda delle diverse esigenze di prodotto, è necessario regolare continuamente i parametri in base alle diverse condizioni operative per ottenere i risultati ottimali. La precisione di posizionamento nominale del taglio laser può arrivare fino a 0,08 mm e la precisione di posizionamento ripetibile fino a 0,03 mm. Tuttavia, nella pratica, la tolleranza minima è di circa ±0,05 mm per l'apertura e ±0,2 mm per la posizione del foro.

Materiali diversi e spessori diversi richiedono un'energia di fusione differente. Di conseguenza, anche la potenza di uscita del laser necessaria varia. In fase di produzione, i proprietari delle fabbriche devono trovare un equilibrio tra velocità di produzione e qualità, selezionando la potenza di uscita e la velocità di taglio più adatte. In questo modo, l'area di taglio riceverà l'energia appropriata e i materiali verranno fusi in modo molto efficace.

L'efficienza con cui il laser converte l'elettricità in energia laser è di circa il 30%-35%. Ciò significa che con una potenza in ingresso di circa 4285W~5000W, la potenza in uscita è di soli 1500W circa. Il consumo effettivo di energia in ingresso è di gran lunga superiore alla potenza nominale in uscita. Inoltre, secondo la legge di conservazione dell'energia, una parte dell'energia si trasforma in calore, quindi è necessario aggiungere un refrigeratore d'acqua industriale .

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