Come processo di base nella produzione moderna, la tecnologia di taglio laser utilizza un fascio laser ad alta densità energetica per ottenere una lavorazione efficiente dei materiali. Dalla nascita del laser nel 1960, questa tecnologia si è costantemente evoluta ed è diventata la soluzione preferita per la lavorazione di materiali sia metallici che non metallici. Il seguente analizza in modo completo la tecnologia di taglio laser da aspetti quali i principi tecnici, i vantaggi principali, i materiali applicabili, gli scenari di applicazione e le tendenze future.

 

Principio fondamentale: l'effetto sinergico dell 'effetto termico e del flusso di gas

Nel taglio laser, un raggio laser ad alta potenza viene generato da un generatore laser e poi focalizzato da una lente di messa a fuoco in un punto estremamente piccolo (di solito con un diametro di 0,1 - 0,3 mm), generando una densità di energia alta fino a 106 - 108 W / cm2. Quando il raggio agisce sulla superficie del materiale, il riscaldamento istantaneo fa sì che il materiale si scioglie, vaporizza o brucia rapidamente. Nel frattempo, il gas ad alta pressione (come ossigeno o azoto) coassiale con il fascio soffi via il materiale fuso, formando una cucitura di taglio liscia. Questo processo può essere suddiviso in quattro modalità in base alle proprietà del materiale:

1. Taglio per vaporizzazione: Usato per materiali non metallici come legno e plastica.

2. Taglio a fusione: adatto per metalli come acciaio inossidabile e lega di alluminio.

3. Taglio per ossidazione: migliora l'efficienza di taglio dell 'acciaio al carbonio attraverso la combustione assistita dall' ossigeno.

4. Controlled Fracture: Utilizzato per la segmentazione precisa di materiali fragili.

 

Vantaggi tecnici: rivoluzionare i metodi di lavorazione tradizionali

1. Alta precisione e alta velocità

L'accuratezza di posizionamento può raggiungere 0,02 mm e la larghezza della cucitura di taglio è di soli 0,1 - 0,3 mm, rendendolo adatto per parti di precisione a livello di micron. La velocità di taglio può raggiungere i 10 m / min, 5 - 10 volte più veloce rispetto alla lavorazione meccanica tradizionale.

2. Taglio di alta qualità e basso effetto termico

Il taglio non ha sbarbi e la rugosità superficiale Ra ≤ 12,5 μ m, riducendo la necessità di lavorazione secondaria. La larghezza della zona colpita dal calore è inferiore a 0,1 mm, evitando in modo efficace la deformazione del materiale.

3. Adattabilità e flessibilità dei materiali

Può elaborare più di 300 tipi di materiali, tra cui acciaio al carbonio, lega di titanio, ceramica e materiali compositi, e supporta il taglio di grafica complessa senza la necessità di stampi personalizzati.

4. Automazione ed energia - Risparmio e protezione ambientale

Il sistema di controllo numerico CNC consente l'intera automazione del processo, aumentando il tasso di utilizzo del materiale del 15% - 20% e riducendo il consumo energetico del 40% rispetto al taglio al plasma.

 

Materiali applicabili e applicazioni industriali

Classificazione dei materiali:

- Materiali Metallici: Acciaio al carbonio (con uno spessore fino a 30 mm), acciaio inossidabile, lega di titanio (aerospaziale - grado), foglio di rame (per l'industria elettronica).

- Materiali non metallici: Acrilico (per cartelli pubblicitari), fibra di carbonio (per parti automobilistiche), schede PCB (per componenti elettronici).

 

Principali aree di applicazione:

1. Produzione automobilistica: Carrosserie in lamiera, sensori di airbag.

2. Aerospaziale: pale del motore, strutture della cabina in lega di titanio.

3. Elettronica ed elettrodomestici: telaio centrale per telefoni cellulari, schede flessibili a circuiti stampati.

4. Attrezzature mediche: lavorazione di precisione di strumenti chirurgici e impianti ortopedici.

 

Tipi di attrezzature e iterazione tecnologica

1. Macchine per il taglio laser a CO2: Con una lunghezza d'onda di 10,6 μ m, adatte per il taglio di materiali metallici non metallici e sottili.

2. Laser a fibra: Con un ' efficienza di conversione fotoelettrica superiore al 35%, la prima scelta per la lavorazione dei metalli.

3. Attrezzature laser ultraviolette: Con una lunghezza d'onda di 355 nm, utilizzato per il taglio di wafer a semiconduttore.

 

Tendenze future: produzione intelligente e verde

1. Potenza di potenza: attrezzature ultra-alta - potenza superiore a 30 kW possono rompere attraverso il taglio di lastre di acciaio di 100 mm di spessore.

2. Integrazione di AI: gli algoritmi di machine learning ottimizzano il percorso di taglio, riducendo il consumo energetico del 15%.

3. Integrazione multi-processo: attrezzature integrate per taglio - saldatura - marcatura migliorano l'efficienza delle linee di produzione.

4. Miglioramento della protezione ambientale: il sistema di purificazione del fumo può filtrare il 99% delle particolazioni.

 

Come tecnologia fondamentale nell 'era dell' Industria 4.0, il taglio laser continuerà a guidare l'innovazione e le innovazioni in campi come la produzione di precisione e le attrezzature a nuova energia. Le aziende che adottano questa tecnologia possono accorciare il ciclo di sviluppo del prodotto del 50% e ridurre il costo complessivo del 30%, rendendola una scelta strategica per migliorare la competitività.