A máquina de corte a laser é um dispositivo de corte eficiente e de alta precisão, amplamente utilizado na indústria metalúrgica. Consiste principalmente nos seguintes componentes principais:
Laser de fibra: O laser de fibra é o coração da máquina de corte a laser e um dos componentes mais caros. Afeta diretamente o desempenho do dispositivo de corte e todo o processo de corte. Marcas populares de lasers de fibra no mercado incluem IPG da Alemanha, SPI da Grã-Bretanha e Raycus da China.
Corpo principal da máquina-ferramenta: Isto inclui a plataforma de trabalho de corte usada para colocar a peça a ser cortada e pode se mover com precisão de acordo com o programa de controle. A peça da máquina-ferramenta realiza o movimento dos eixos X, Y e Z e forma a base para a operação de corte.
Componentes de transmissão de feixe: Isso inclui expansores de feixe, lentes protetoras e outros. Esses componentes podem alterar o diâmetro e o ângulo de divergência do feixe de laser, ao mesmo tempo que protegem a lente contra danos causados por respingos de detritos.
Sistema de refrigeração: O processo de corte a laser gera uma quantidade significativa de calor, daí a necessidade de um sistema de refrigeração para manter o funcionamento normal e prolongar a vida útil do equipamento. O sistema de resfriamento normalmente inclui um sistema de resfriamento de água circulante e um sistema de resfriamento de ar.
Sistema de abastecimento de gás: Isto fornece gases auxiliares para o processo de corte, como oxigênio e nitrogênio. Esses gases servem para resfriar e limpar a área de corte, melhorando a qualidade e a eficiência do corte.
Cabeça de corte a laser: Isso inclui a cavidade, o suporte da lente de foco, a lente de foco e outros componentes. O dispositivo de acionamento é utilizado para mover a cabeça de corte ao longo da direção do eixo Z de acordo com o programa, conseguindo um corte preciso do material.
Gabinete de controle numérico de microcomputador: Isto controla todo o processo de operação do dispositivo de corte. Todos os comandos operacionais da máquina de corte a laser de fibra são emitidos aqui.
Concluindo, os principais componentes da máquina de corte a laser incluem o laser de fibra, o corpo principal da máquina-ferramenta, os componentes de transmissão do feixe, o sistema de resfriamento, o sistema de fornecimento de gás, a cabeça de corte a laser e o gabinete de controle numérico do microcomputador. Esses componentes trabalham juntos, garantindo capacidades de corte eficientes e precisas da máquina de corte a laser.
O equipamento auxiliar para cortadores a laser inclui:
- fonte de alimentação do estabilizador
- resfriador de água
- cilindro de gás
- compressor de ar
- tanque de armazenamento de gás
- secador de resfriamento
- filtro
- filtro de ar
- máquina de descarga de escória
Vamos mergulhar nisso e dividirei o cortador a laser em 14 partes e explicarei cada uma delas detalhadamente.
Componentes da máquina de corte a laser
1. Moldura de cortador a laser
A parte mecânica do cortador a laser é responsável pela movimentação nos eixos X, Y e Z, incluindo a plataforma de trabalho de corte. A estabilidade da máquina-ferramenta é crucial para máquinas de corte a laser de fibra, pois impacta diretamente na precisão do corte.
Atualmente, as máquinas-ferramentas mais comuns no mercado são do tipo pórtico, tipo cantilever e tipo viga.
Cada tipo de máquina-ferramenta tem suas próprias funções, como máquinas-ferramentas do tipo feixe, usadas principalmente por grandes fabricantes para corte de materiais, e corte a laser de fibra 3D, usado principalmente na indústria automotiva.
2. Gerador de laser
Um dispositivo que produz uma fonte de luz laser é conhecido como gerador de laser. O gerador de laser é a principal fonte de energia do equipamento a laser, semelhante ao motor de um carro e é o componente mais caro das máquinas de corte a laser de fibra.
Atualmente, as marcas de geradores de laser de fibra importados no mercado incluem IPG alemão, ROFIN e SPI britânico, entre outros.
Com o avanço da tecnologia, também surgiram marcas nacionais de laser, como Raycus e Max, ganhando reconhecimento no mercado por sua alta relação custo-desempenho.
3. Lentes
A lente laser é o componente mais comumente usado em equipamentos de corte a laser de fibra. Vários dispositivos ópticos contêm lentes laser, cada uma servindo a uma finalidade diferente, como lentes de reflexão total, lentes de semi-reflexão e lentes de foco.
A qualidade da lente impacta diretamente a potência de saída do laser, afetando assim o desempenho geral da máquina. Embora as lentes importadas tenham vida útil mais longa e melhor efeito de corte em comparação com as lentes nacionais, elas são muito mais caras.
4. Sistema CNC
O sistema de controle é o principal sistema operacional da máquina de corte a laser de fibra, que controla principalmente os movimentos dos eixos X, Y e Z e regula a potência de saída do laser. Sua qualidade determina a estabilidade do desempenho operacional da máquina.
A precisão e o efeito de corte podem ser efetivamente melhorados através do controle preciso do software.
5. Fonte de alimentação regulada
A conexão entre o gerador de laser, o cortador a laser e o sistema de alimentação serve principalmente para evitar interferências da rede de alimentação externa.
6. Cabeça de corte a laser
A cabeça de corte é o dispositivo de saída do laser de uma máquina de corte a laser de fibra, consistindo em um bico, uma lente de foco e um sistema de rastreamento de foco.
O dispositivo de acionamento da cabeça de corte, que consiste em um servo motor, haste de parafuso ou engrenagem, move a cabeça de corte ao longo do eixo Z conforme programado.
No entanto, a altura da cabeça de corte a laser deve ser ajustada e controlada dependendo do material, espessura e método de corte utilizado.
7. Plataforma de controle
O processo de controle de todo o dispositivo de corte.
8. Motor
O motor da máquina de corte a laser é um componente crucial do sistema de movimento. O desempenho do motor impacta diretamente a qualidade do processamento e a eficiência da produção do produto.
Atualmente, os motores comumente utilizados são o motor de passo e o servo motor, que são selecionados com base nos requisitos da indústria e do objeto de processamento.
Motor de piso: Possui uma velocidade de inicialização rápida, responsivo e é adequado para processamento de gravação e corte. Eles são acessíveis, com muitas marcas oferecendo diferentes opções de desempenho.
Servo motor: Possui uma velocidade de movimento rápida, operação suave, alta capacidade de carga e desempenho estável. É ideal para indústrias e produtos com altos requisitos de processamento, proporcionando processamento suave de bordas e alta velocidade de corte, embora seja mais caro.
9. Resfriador de água
O sistema de resfriamento é usado para resfriar o gerador de laser de uma máquina de corte a laser de fibra. O gerador de laser converte energia elétrica em energia luminosa, com taxa de conversão de 20% no caso de laser de CO2. A energia restante é convertida em calor.
O sistema de água de resfriamento remove o excesso de calor para manter o gerador de laser funcionando corretamente.
O resfriador também resfria o refletor do caminho óptico externo e o espelho de foco para garantir uma qualidade de transmissão de feixe estável e evitar deformações ou rachaduras nas lentes devido ao superaquecimento.
10. Cilindros de gás
O meio de trabalho e os cilindros de gás auxiliares do cortador a laser estão incluídos.
Esses gases servem como complementos industriais para oscilação do laser e como gases auxiliares para o funcionamento do cabeçote de corte.
11. Compressor de ar, tanque de armazenamento de gás
Fornecer e armazenar ar comprimido.
12. Secador de resfriamento de ar, filtro
O sistema de fornecimento de ar é utilizado para fornecer ar limpo e seco ao gerador de laser e ao caminho do feixe de laser, garantindo o funcionamento normal do caminho e dos refletores.
13. Extrator de pó
A fumaça e a poeira geradas durante o processo de fabricação devem ser filtradas e tratadas para atender aos padrões de proteção ambiental.
14. Descarga de Escória Máquina
Elimine as sobras de materiais e resíduos gerados durante o processamento.
Que tipos de sistemas de refrigeração existem para máquinas de corte a laser e quais são as suas respectivas vantagens e desvantagens?
As máquinas de corte a laser empregam principalmente dois tipos de sistemas de resfriamento: o sistema de resfriamento por circulação de água e o sistema de resfriamento por circulação de refrigerante.
Sistema de resfriamento por circulação de água:
O princípio de funcionamento deste sistema envolve o estrangulamento e despressurização do líquido refrigerante através de um tubo capilar, fluindo para o evaporador. Aqui, ele vaporiza, absorvendo o calor da água resfriada do sistema de resfriamento de circulação externa de água, transformando-se em vapor refrigerante de alta temperatura que é sugado para dentro do compressor. Uma vez dentro do compressor, ele é comprimido em vapor de alta temperatura e alta pressão para descarga. No entanto, pode ter desvantagens, como a necessidade de manutenção regular para evitar bloqueios ou vazamentos nas tubulações e, em alguns casos, problemas de qualidade da água podem afetar a operação do equipamento a longo prazo.
Sistema de resfriamento por circulação de refrigerante:
Este sistema, semelhante ao sistema de refrigeração por circulação de água, consegue efeitos de refrigeração através da circulação do refrigerante. Sua vantagem reside em fornecer efeitos de resfriamento mais precisos e estáveis, especialmente quando se trata de sistemas laser de alta densidade de potência. No entanto, este sistema normalmente tem um custo mais elevado e pode exigir suporte técnico profissional para manutenção e solução de problemas.
A escolha do sistema de refrigeração correto é crucial para garantir o funcionamento normal da máquina de corte a laser e prolongar sua vida útil. O sistema de refrigeração por circulação de água, devido ao seu menor custo e facilidade de manutenção, é amplamente utilizado, enquanto o sistema de refrigeração por circulação de refrigerante, com sua capacidade de refrigeração eficiente e precisa, é adequado para aplicações com maiores requisitos de refrigeração. Os usuários devem escolher o tipo de sistema de refrigeração mais adequado com base em suas necessidades e orçamento específicos.
Como podemos otimizar o sistema de fornecimento de gás de uma máquina de corte a laser para melhorar a eficiência e a qualidade do corte?
Para otimizar o sistema de fornecimento de gás de uma máquina de corte a laser para maior eficiência e qualidade de corte, considere os seguintes aspectos:
Escolha o gás auxiliar apropriado: Selecione o gás auxiliar mais adequado com base nos diferentes materiais e requisitos de corte. Por exemplo, o nitrogênio é usado principalmente como gás auxiliar significativo na indústria de corte a laser. O laser de dióxido de carbono é um dos lasers de gás mais comumente usados para corte a laser.
Mantenha a consistência do gás auxiliar: A máquina a laser requer pressão e fluxo de gás auxiliar consistentes para manter a qualidade do corte. Falhas no fornecimento de gás podem levar a quedas desnecessárias de pressão, afetando a qualidade da produção.
Otimize o gasoduto de abastecimento de gás: O comprimento e o diâmetro do gasoduto determinam o fluxo do gás auxiliar. Idealmente, a tubulação de abastecimento deve ter o mínimo de curvatura para reduzir a resistência ao fluxo de gás, garantindo a estabilidade e suficiência do fornecimento de gás.
Ajuste a distância entre o bico e o material: Ao ajustar a distância entre o bico e o material, você pode efetivamente melhorar a eficiência de corte do equipamento.
Aumentar a potência: O aumento adequado da potência do laser pode melhorar a velocidade e a qualidade do corte, garantindo ao mesmo tempo a segurança.
Estabeleça um bom ambiente de trabalho: Uma temperatura ambiente de trabalho favorável é igualmente importante para a eficiência e qualidade de corte da máquina de corte a laser.
Use um gerador de nitrogênio profissional: Ao otimizar um gerador profissional de nitrogênio para corte a laser PSA, você pode fornecer nitrogênio de alta qualidade para o processo de corte a laser, melhorando assim a eficiência e a qualidade do corte.
Qual é o papel do gabinete de controle numérico do microcomputador nas máquinas de corte a laser e seu impacto na precisão da usinagem?
O gabinete de controle numérico do microcomputador desempenha um papel fundamental nas máquinas de corte a laser. Ele forma o núcleo do sistema de corte a laser em conjunto com o gerador de laser, componentes de transmissão de feixe, bancada de trabalho (máquina-ferramenta), refrigerador e computador.
A principal função do gabinete de controle numérico do microcomputador é controlar o movimento preciso e o processo de corte do laser por meio de programação de computador, garantindo que o laser opere com precisão na peça de trabalho ao longo de um caminho predeterminado.
O gabinete de controle numérico do microcomputador influencia muito a precisão da usinagem.
Em primeiro lugar, garante alta precisão e qualidade durante o processo de corte a laser, controlando com precisão a potência de saída e a velocidade de movimento do laser.
Em segundo lugar, o gabinete de controle numérico do microcomputador ajusta os parâmetros de corte, como a localização do ponto focal e a pressão do gás, de acordo com os diferentes tipos de materiais e espessuras para atender às diversas necessidades de corte, aumentando ainda mais a precisão da usinagem.
Além disso, ele suporta planejamento complexo de caminhos de corte, permitindo que a máquina de corte a laser realize cortes eficientes e precisos em peças com formatos complexos, melhorando significativamente a eficiência do processamento e a taxa de rendimento.
O gabinete de controle numérico do microcomputador não é apenas um componente chave nas máquinas de corte a laser, mas também desempenha um papel decisivo para garantir a precisão da usinagem, aumentar a eficiência da produção e melhorar a qualidade do produto.
