Selectare țară/regiune și limbă

Debitarea cu laser ca proces de separare fără contact

Debitarea cu laser este un proces de separare prin care pot fi tăiate materiale metalice și nemetalice de diferite grosimi. În acest scop, baza este un fascicul laser ghidat, modelat și concentrat. Când laserul atinge piesa brută, materialul se încălzește la o temperatură atât de ridicată, încât începe să se topească sau să se evapore. Întreaga putere a laserului este concentrată într-un singur punct, care de cele mai multe ori are un diametru mai mic de jumătate de milimetru. Dacă asupra acestui punct este aplicată o cantitate de căldură mai mare decât cea care poate fi eliminată prin conductivitate termică, fasciculul laser străpunge materialul în întregime – procesul de debitare a început. În cazul altor procese, asupra tablei acționează instrumente masive cu o forță enormă, însă fasciculul laser își îndeplinește sarcina fără contact. Astfel, se evită uzura instrumentului, precum și deformațiile sau deteriorările la nivelul piesei brute.

Avantajele debitării cu laser

O mare diversitate de materiale

Toate materialele utilizate în prelucrarea industrială – de la oțel, aluminiu, oțel inoxidabil și tablă colorată până la materiale nemetalice precum plastic, sticlă, lemn sau ceramică – pot fi debitate cu laser în mod sigur și la o calitate superioară. Cu ajutorul acestui instrument pot fi debitate table de grosimi foarte diferite, de la 0,5 până la peste 30 de milimetri. Acest spectru de materiale extrem de larg face ca laserul să fie cel mai bun instrument de debitare pentru numeroase alte tipuri de aplicații în domeniul materialelor metalice și nemetalice.

Libertatea de a crea conturul dorit

Fasciculul laser concentrat încălzește materialul doar la nivel local, restul piesei brute fiind supuse unei solicitări termice minime sau nule. Astfel, fanta de debitare este puțin mai lată decât fasciculul, iar contururile complexe, filigranate rămân netede și fără bavuri după debitare. În majoritatea cazurilor, nu mai este necesar un proces laborios de prelucrare ulterioară. Grație flexibilității sale, procesul de debitare este utilizat frecvent în cazul loturilor de mici dimensiuni, în cazul unei multitudini de variante și în construcția de prototipuri.

Muchii de debitare de înaltă calitate cu impulsuri ultrascurte

Laserele cu durate de puls ultrascurte vaporizează aproape orice material atât de rapid, încât nu poate fi detectată nicio influență termică. Astfel se obțin muchii de debitare de calitate superioară fără încărcare cu topitură. Din acest motiv, laserul este ideal pentru fabricarea produselor metalice, filigranate, precum stenturile din domeniul tehnicii medicale. Laserul cu impulsuri ultrascurte debitează sticlă întărită prin procese chimice pentru industria ecranelor.

Descoperiți produsele noastre pentru debitarea cu laser

Indiferent dacă doriți prelucrare cu laser 2D sau 3D - TRUMPF vă oferă mașini și sisteme pentru cele mai diverse aplicații.

Aflați mai multe

Procesul debitării cu laser

La baza debitării cu laser stă interacțiunea dintre fasciculul laser focalizat și piesa brută. Pentru ca acest proces să fie efectuat în siguranță și cu precizie, sunt utilizate numeroase componente și mijloace auxiliare la nivelul și în jurul fasciculului laser, care vor fi explicate în următoarea reprezentare grafică.

Sistem optic de focalizare: un set de lentile și oglinzi focalizează fasciculul laser la locul de prelucrare
Fascicul laser: fasciculul laser intră în contact cu piesa brută și o încălzește până când aceasta se topește sau se evaporă.
Gaz de debitare: cu ajutorul gazului de debitare, topitura rezultată este suflată din rostul de debitare. Gazul se scurge din duză coaxial cu fasciculul laser.
Caneluri de debitare: în cazul debitării cu laser, muchia de debitare este prevăzută cu un model specific de caneluri. În cazul unei viteze de debitare scăzute, aceste caneluri sunt aproximativ paralele cu fasciculul laser.
Topitură: fasciculul laser – lumină laser concentrată – este ghidat de-a lungul conturului și topește materialul la nivel local.
Față de debitare: la nivelul piesei brute, fanta de debitare are un diametru puțin mai mare decât fasciculul laser focalizat.
Duză: fasciculul laser și gazul de debitare intră în contact cu piesa brută prin intermediul duzei de debitare.
Direcție de debitare: prin mișcarea capului de debitare sau a piesei brute într-o anumită direcție se formează fanta de debitare.

Diversitatea aplicațiilor din domeniul debitării cu laser

Atât de bun încât nu se formează bavuri vizibile: roata dințată ilustrează calitatea extraordinară a componentelor obținute prin debitarea cu laser, chiar și în cazul materialelor mai groase.

De la oțel carbon și oțel inoxidabil până la materiale cu un grad ridicat de reflectivitate – toate materialele utilizate în mediul industrial pot fi prelucrate la o calitate înaltă cu ajutorul laserului.

Rapid, fără bavuri și tridimensional: debitarea cu laser a componentelor realizate prin procesul de formare la cald, precum stâlpii B din industria automobilelor.

În cazul debitării autogene, laserul debitează oțel inoxidabil și oțel carbon subțire, cu o grosime începând de la 0,5 milimetri, în mod rapid și rentabil.

Tablă de protecție împotriva încălzirii, debitată cu laser, pentru instalații de gaze arse

Componentele tridimensionale precum tablele de protecție termică pentru instalațiile de evacuare a gazului pot fi, de asemenea, debitate cu precizie cu ajutorul laserului.

Debitarea materialelor casante precum sticla cu ajutorul laserului

Chiar și materialele casante și rigide, precum sticla, pot fi prelucrate mai rapid cu mașinile de debitare cu laser, iar suprafețele rezultate sunt extrem de netede – fără bavură sau cioburi.

BrightLine fiber este o combinație ingenioasă între un sistem optic special, duze cu debit optimizat și alte inovații tehnice. Avantajul: datorită muchiilor de debitare de înaltă calitate, piesele dumneavoastră nu se agață atunci când sunt scoase.

În comparație cu procesele mecanice de separare, cu ajutorul laserului, cuțitele pot fi fabricate mai rapid, fiind eliminată prelucrarea ulterioară a muchiei de debitare.

Laserul cu impulsuri scurte și ultrascurte debitează structuri filigranate micrometrice rapid și rentabil. În acest mod sunt produse, de exemplu, indicatoare debitate cu laser în industria ceasurilor sau implanturi debitate cu laser în tehnica medicală.

O privire de ansamblu asupra tuturor procedeelor de debitare cu laser

În domeniul debitării materialelor metalice și nemetalice, laserul, în calitate de instrument universal, este de multe ori prima opțiune. Fasciculul laser debitează aproape orice contur rapid și flexibil - oricât de filigranată și complexă ar fi forma și oricât de subțiri ar fi materialele. Gaze de debitare și presiuni de debitare diferite influențează procesul de prelucrare și rezultatul.

Debitarea cu flacără

În cazul debitării cu flacără se utilizează oxigen ca gaz de debitare, acesta fiind suflat cu o presiune de până la 6 bar în fanta de debitare. Acolo, acesta arde și oxidează topitura de metal. Energia eliberată în urma acestei reacții chimice susține fasciculul laser. Debitarea cu flacără permite o viteză de debitare foarte mare și prelucrarea unor table mai groase și a oțelului carbon.

Debitare autogenă

Ca gaz de debitare la debitarea autogenă cu laser este utilizat azotul sau argonul. Acesta este direcționat prin rostul de debitare cu o presiune între 2 și 20 de bar și nu reacționează cu suprafața metalică la nivelul fantei de debitare, spre deosebire de debitarea cu flacără. Acest procedeu de debitare are avantajul de a nu lăsa urme de oxidare sau bavuri la nivelul muchiilor de debitare și de a nu necesita prelucrare ulterioară.

Debitare prin sublimare

Debitarea prin sublimare este utilizată în principal pentru operațiuni de debitare complexe, care necesită muchii de debitare de înaltă calitate. În cadrul acestui procedeu, laserul vaporizează materialul cu un nivel de topire cât mai scăzut posibil. Vaporii de material generează în rostul de debitare o presiune ridicată, prin intermediul căreia topitura este ejectată în sus și în jos. Gazul de proces - azotul, argonul, sau heliul - ecranează suprafața de debitare față de mediul ambiant și nu permite oxidarea muchiilor de debitare.

Debitare fină

În cazul debitării fine cu laser, sunt realizate, prin intermediul energiei laser cu impulsuri, orificii adiacente individuale care se suprapun în proporție de 50 până la 90 % și formează un rost de debitare. Datorită impulsurilor foarte scurte, este generată o putere de vârf a impulsului foarte ridicată și sunt atinse densități ale puterii foarte mari la nivelul suprafeței piesei brute. Avantajul: nivelul de încălzire al componentei este foarte scăzut, ceea ce permite debitarea componentelor filigranate fără deformare.

Parametri care influențează procedeul de debitare cu laser

Poziția focarului și diametrul focarului

Poziția focarului influențează densitatea puterii și forma fantei de debitare la nivelul piesei brute. Diametrul focarului determină lățimea fantei și, de asemenea, forma fantei de debitare.

Puterea laserului

Pentru depășirea pragului de prelucrare, și anume punctul în care materialul începe să se topească, este necesară o anumită cantitate de energie la nivelul suprafeței. Aceasta este definită prin: energie pe suprafață = densitatea puterii x timp de expunere asupra piesei.

Diametrul duzei

Alegerea duzei corecte este decisivă pentru calitatea pieselor. Atât forma jetului de gaz, cât și cantitatea de gaz sunt determinate de diametrul duzei.

Regim de lucru

Regim în undă continuă sau impulsuri - prin intermediul regimului de lucru se poate comuta între aplicarea energiei laser la nivelul piesei brute în mod continuu sau cu întreruperi.

Viteză de debitare

Viteza de debitare este determinată de operațiunea de debitare respectivă și de materialul care urmează să fie prelucrat. În general, cu cât este disponibilă mai multă putere laser, cu atât se poate debita mai rapid. În plus, viteza de debitare scade în raport cu creșterea grosimii materialului. Dacă viteza este prea mare sau prea mică pentru materialul respectiv, acest lucru duce la apariția unor neregularități la nivelul suprafeței și la formarea de bavuri.

Grad de polarizare

Aproape toate laserele CO₂ produc lumină laser polarizată liniar. În cazul debitării contururilor, rezultatul debitării este afectat de direcția de debitare: dacă lumina oscilează paralel cu direcția de debitare, muchia este netedă. Dacă lumina oscilează perpendicular pe direcția de debitare, se formează o bavură. De aceea, lumina laser polarizată liniar este de multe ori înlocuită cu lumină laser polarizată circular. Gradul de polarizare indică în ce măsură a fost atinsă polarizarea circulară necesară și este foarte important pentru calitatea debitării. În cazul laserelor cu mediu solid, polarizarea nu trebuie schimbată; rezultatele debitării realizate cu acestea sunt independente de direcție.

Gaze de debitare și presiuni de debitare

În funcție de procedeul de debitare sunt utilizate diferite gaze de proces care trebuie aplicate cu diferite presiuni la nivelul rostului de debitare. Argonul și azotul, de exemplu, au avantajul de a nu reacționa cu metalul topit din fanta de debitare. În același timp, acestea ecranează suprafața de debitare împotriva mediului înconjurător.

Debitarea cu laser cu amestec de gaze

În combinație cu puterea ridicată a laserului, utilizarea unui amestec de gaze din azot și oxigen poate duce la o reducere a bavurilor în oțelul carbon și aluminiu. Îmbunătățirea calității pieselor depinde de tipul de material, de aliajul de material și de calitatea materialului în zonele groase de tablă, între șase și doisprezece milimetri.

S-ar putea ca și aceste subiecte să vă intereseze

Mașini de debitare a țevilor cu laser

Tot mai mulți designeri beneficiază de un grad mai ridicat de libertate în ceea ce privește debitarea cu laser a țevilor, grație mașinilor TruLaser Tube de la TRUMPF.

Dintr-o privire: ce avantaje vă oferă mașinile noastre laser?

Posibilități aproape nelimitate: datorită numeroaselor funcții& inteligente oferite de TRUMPF, puteți valorifica la maximum puterea laserului mașinii dumneavoastră. Cum? Aflați aici.

Mașini laser 2D

Lasere CO₂ sau cu mediu solid? Pentru fiecare cerință, oferim mașina laser 2D adecvată și avem soluția optimă pentru toate tipurile de tablă.

Contact

TRUMPF Laser + Machinery S.R.L.

Telefon +40 376 206 400

E-mail

Service și contact