Un raggio laser ad alta densità di potenza viene utilizzato per irradiare il materiale da tagliare, in modo che il materiale venga rapidamente riscaldato alla temperatura di evaporazione ed evapori formando fori. Mentre il raggio si muove attraverso il materiale, i fori formano continuamente fessure di taglio di larghezza molto stretta (ad esempio, circa 0,1 mm).
Poiché non vi sono costi di lavorazione degli utensili, le apparecchiature di taglio laser sono adatte anche per la produzione di piccoli lotti di parti di dimensioni diverse che prima non potevano essere lavorate. Le apparecchiature di taglio laser utilizzano spesso apparecchiature CNC (tecnologia di controllo numerico computerizzato). Il dispositivo può ricevere dati di taglio da una workstation di progettazione assistita da computer (CAD) tramite una linea telefonica.
Classificazione
Il taglio laser può essere suddiviso in quattro categorie: taglio laser a vapore, taglio laser a fusione, taglio laser a ossigeno, incisione laser e frattura controllata.
1. Taglio laser a vapore
Un raggio laser ad alta densità di energia viene utilizzato per riscaldare il pezzo, provocando un rapido aumento della temperatura e raggiungendo il punto di ebollizione del materiale in un tempo molto breve, e il materiale inizia a vaporizzare e formare vapore. Questi vapori vengono emessi ad una velocità molto elevata e contemporaneamente all'emissione dei vapori vengono praticati dei tagli sul materiale. Il calore di vaporizzazione del materiale è generalmente molto elevato, quindi il taglio laser a vapore richiede grande potenza e densità di potenza.
Il taglio laser a vapore viene utilizzato principalmente per il taglio di materiali metallici estremamente sottili e materiali non metallici (come carta, stoffa, legno, plastica e gomma, ecc.).
2. Taglio tramite fusione laser
Nel taglio tramite fusione laser, il materiale metallico viene fuso mediante riscaldamento laser. Successivamente, attraverso un ugello coassiale al fascio, viene spruzzato del gas non ossidante (Ar, He, N, ecc.), sfruttando la forte pressione del gas per espellere il metallo liquido formando un taglio. Il taglio con fusione laser non richiede la completa evaporazione del metallo e l'energia richiesta è solo 1/10 del taglio con evaporazione.
Il taglio laser fusione viene utilizzato principalmente per il taglio di alcuni materiali difficili da ossidare o metalli attivi come acciaio inossidabile, titanio, alluminio e loro leghe.
3. Taglio laser con ossigeno
Il principio del taglio laser con ossigeno è simile al taglio ossiacetilenico. Utilizza un laser come fonte di calore di preriscaldamento e gas attivo come l'ossigeno come gas da taglio. Da un lato, il gas iniettato interagisce con il metallo da taglio inducendo una reazione di ossidazione e rilasciando una grande quantità di calore di ossidazione; d'altra parte, l'ossido fuso e la massa fusa vengono espulsi dalla zona di reazione per formare un metallo tagliato. Poiché la reazione di ossidazione genera una grande quantità di calore durante il processo di taglio, il fabbisogno energetico per il taglio laser ad ossigeno è solo la metà di quello del taglio per fusione e la velocità di taglio è molto più veloce di quella del taglio laser a vapore e del taglio per fusione. Il taglio laser con ossigeno viene utilizzato principalmente per materiali metallici facilmente ossidabili come acciaio al carbonio, acciaio al titanio e acciaio trattato termicamente.
4. Incisione laser e frattura controllata
Nella scrittura laser, un laser ad alta densità di energia scansiona la superficie di un materiale fragile, provocando il riscaldamento e l'evaporazione del materiale, formando un piccolo solco. Quindi viene applicata una certa pressione e il materiale fragile si rompe lungo la piccola scanalatura. I laser utilizzati per l'incisione laser sono generalmente laser Q-switched e laser CO2.
La frattura controllata sfrutta la ripida distribuzione della temperatura creata dall'incisione laser per generare stress termici locali nel materiale fragile, provocando la frattura del materiale lungo le piccole scanalature.
Caratteristiche
Rispetto ad altri processi di taglio termico, il taglio laser è generalmente caratterizzato da un'elevata velocità di taglio e da un'elevata qualità. Il riepilogo specifico è il seguente.
⑴ Buona qualità di taglio
Grazie al piccolo punto laser, all'elevata densità di energia e all'elevata velocità di taglio, il taglio laser può ottenere una migliore qualità di taglio.
Il taglio del taglio laser è stretto, entrambi i lati della fessura sono paralleli e perpendicolari alla superficie e la precisione dimensionale delle parti tagliate può essere
