A cabeça de corte de uma máquina de corte a laser opera em um ambiente hostil e requer proteção para seus componentes internos, principalmente os mais caros, como o colimador e a lente de foco. Para conseguir isso, lentes de proteção superiores e inferiores são instaladas na cabeça de corte.
Durante o processo de corte, poeira e respingos produzidos na superfície da peça podem causar sérios danos à lente de foco se entrarem na cabeça de corte. A lente protetora inferior ajuda a evitar isso, bloqueando essas partículas.
A limpeza da lente protetora é fundamental para o desempenho e a qualidade da máquina de corte a laser. Se a lente ficar suja, não apenas o efeito e a eficiência do corte serão afetados, mas também poderá causar danos aos componentes internos da cabeça de corte e da cabeça de saída do laser.
Para obter melhores resultados, é importante utilizar lentes protetoras feitas de materiais com alta transmitância de luz, baixos coeficientes de expansão térmica e boa durabilidade. Se a lente ficar suja durante o processamento, ela deverá ser limpa ou substituída.
Fig. 1 Cabeça de corte a laser
O processamento de lentes protetoras tem requisitos específicos em relação à seleção de materiais de base, precisão, defeitos superficiais, revestimento, estabilidade e propriedades mecânicas, como gravidade específica, fragilidade, resistência à tração, resistência à compressão e dureza. Esses requisitos também são evidentes nos processos de preparação de materiais, dobramento de resíduos, suspensão de areia, moagem, perfuração e revestimento.
Somente após rigorosa inspeção de qualidade os produtos acabados podem ser considerados prontos para o mercado. Escolher materiais de substrato comuns e pular o processo de revestimento em um esforço para reduzir custos pode levar a lentes de baixa qualidade com baixa transmitância de luz, baixa resistência ao calor e tendência a quebrar facilmente. Isso pode resultar no estouro ou quebra da lente, liberando partículas de pó que podem poluir toda a cabeça de corte e causar danos a componentes caros, como a lente de foco e o sensor.
O custo de manutenção para reparar uma cabeça de corte danificada pode chegar a 2-50% do custo de uma nova, causando atrasos na produção e no processamento, levando a maiores perdas económicas. Para evitar essas perdas, é recomendável adquirir acessórios de laser de um fabricante confiável por meio de canais regulares.
2. Umefeitos adversos da proteção de má qualidade lentes
2.1 O efeito de lente térmica causa a mudança de foco da cabeça de corte
Uma lente protetora de baixa qualidade pode aumentar a absortividade do laser. Após exposição sustentada à luz laser, a temperatura aumentará, causando deformação térmica e efeito de lente térmica. Isto, por sua vez, leva ao desvio de foco da cabeça de corte. Quanto maior a potência e o processamento de materiais de alta reflexão, mais rápida será a expansão térmica do elemento óptico e mais pronunciado será o efeito da lente térmica.
- Ao cortar aço inoxidável, o efeito da lente térmica pode causar seções de corte inconsistentes, produzindo cada vez mais escória e potencialmente impossibilitando o corte.
- Ao cortar aço carbono, o efeito da lente térmica pode resultar em cada vez mais escória na parte inferior do corte, dificultando o corte preciso.
Fig. 2 Efeito de lente térmica
2.2 Ponto de queima / queima da lente protetora
Uma lente de proteção inferior e de baixa qualidade tem capacidade limitada de bloquear poeira e respingos durante o processamento e é propensa a causar incêndio. Ao processar com um cabeçote de potência ultra-alta de 10.000 watts, é crucial selecionar cuidadosamente a lente protetora. Uma lente de baixa qualidade pode resultar em queimadura da lente quando exposta ao laser de 10.000 watts em situações graves.
Fig. 3 Ponto de queima / queima da lente protetora
2.3 Ponto de queima da lente de foco
Se a queima da lente protetora não for detectada em tempo hábil, o processamento contínuo do laser gerará partículas de poeira, que podem contaminar os componentes da instalação, o anel de vedação e a superfície inferior da lente de foco.
Isto pode resultar na formação de um ponto de queimadura na superfície da lente de focagem. Neste caso, é necessário limpar completamente e substituir todo o conjunto de componentes de instalação e o módulo da lente de foco.
Fig. 4 Ponto de queima da lente de foco
2.4 Queimadura do cabeçote de saída do laser
Se a lente protetora queimar, o colimador e o módulo da lente de foco na cabeça de corte ficarão vulneráveis a danos sob o laser de alta potência.
Em casos graves, se os elementos ópticos internos da cabeça de corte estiverem danificados, o caminho óptico se tornará anormal e a luz refletida causará aquecimento excessivo da peça da janela na cabeça de saída de fibra laser, levando à queima do QBH ou LOE cristal. Neste cenário, todo o cabeçote de saída do laser deve ser substituído.
Fig. 5 Queimadura do cabeçote de saída do laser
O uso de lentes protetoras de baixa qualidade não só reduz a vida útil da cabeça de corte e leva a diversos acidentes, mas também impacta negativamente o progresso do processamento e a qualidade da fábrica, resultando em aumento dos custos de processamento e redução da eficiência da fábrica.
Portanto, orienta-se que os usuários adquiram lentes de proteção apenas de fabricantes conceituados e por meio de canais confiáveis, a fim de evitar perdas significativas e ganhos insatisfatórios.
