Sommario
Cos'è una macchina per il taglio laser a CO2? La macchina per il taglio laser a CO2 è un dispositivo che utilizza un raggio laser a infrarossi (solitamente con una lunghezza d'onda di 10,6 μm) generato da un laser a CO2.2 Laser per tagliare, incidere o marcare vari materiali. È ampiamente utilizzato nella lavorazione di materiali come metallo, plastica, legno, pelle, tessuto, vetro e acrilico.
1. Che cosa è una macchina per il taglio laser CO2?
Una macchina per il taglio laser a CO2 è un dispositivo che utilizza un laser infrarosso ad alta energia (lunghezza d'onda di circa 10,6 μm) generato da un CO2 Laser per tagliare, incidere o marcare materiali. Appartiene alla tecnologia di lavorazione termica ed è ampiamente utilizzato nella lavorazione di precisione di materiali non metallici (come legno, acrilico, plastica, tessuto, pelle, ecc.) e di alcuni materiali metallici.
2. Principio di funzionamento della macchina per il taglio laser CO2
CO2 La macchina per il taglio laser è un tipo di apparecchiatura che utilizza un laser a infrarossi ad alta energia (lunghezza d'onda di circa 10,6 μm) generato da un laser a CO₂ per riscaldare, fondere o gassificare i materiali, e soffia via le scorie attraverso un gas ausiliario per ottenere un taglio ad alta precisione. Come funziona il taglio laser a CO₂?
Processo di lavoro
1) Il laser genera un raggio laser CO2
Utilizzo di CO2 miscela di gas (componenti principali: anidride carbonica, azoto, elio) come mezzo di lavoro, le molecole di CO2 vengono eccitate sotto l'azione di un campo elettrico ad alta tensione per rilasciare un raggio laser infrarosso con una lunghezza d'onda specifica (10,6 μm).
Questo raggio laser ha un'elevata densità energetica e una buona monocromaticità, caratteristiche che lo rendono adatto al taglio di materiali non metallici e di alcuni materiali metallici.
2) Trasmissione e messa a fuoco del sistema ottico
Il raggio laser viene guidato verso la testina di taglio attraverso un riflettore e una lente di focalizzazione e focalizzato in un punto dal diametro molto piccolo (solitamente inferiore a 0,2 mm).
L'elevata energia del laser riscalda istantaneamente il materiale nel punto desiderato, portandolo allo stato fuso o gassificato.
3) Il materiale viene riscaldato, fuso o vaporizzato
Dopo che il raggio laser focalizzato viene irradiato sulla superficie del materiale, il materiale assorbe l'energia laser e la sua temperatura aumenta rapidamente.
Reazioni di diversi materiali:
- Materiali fusibili (come plastica e acrilico): si fondono direttamente e vengono soffiati via.
- Materiali combustibili (come legno e pelle): carbonizzano ed evaporano.
- Materiali metallici: richiedono laser ad alta potenza e sono assistiti dall'ossigeno per la combustione ossidativa per migliorare l'efficienza del taglio.
4) Il gas ausiliario soffia via le scorie
Durante il processo di taglio vengono solitamente utilizzati gas ausiliari ad alta pressione (come ossigeno, azoto o aria):
- Ossigeno (O₂): favorisce la combustione per migliorare l'efficienza del taglio dei metalli.
- Azoto (N₂): adatto per materiali che richiedono taglienti di alta qualità (come l'acciaio inossidabile).
- Aria compressa: una soluzione economica adatta alle lavorazioni a basso costo.
Il flusso d'aria ad alta velocità può raffreddare la zona di taglio, evitare di bruciare eccessivamente il bordo e soffiare via il materiale fuso per migliorare la qualità del taglio.
5) Il sistema CNC controlla accuratamente il percorso di taglio
Il sistema di controllo numerico computerizzato (CNC) o il software di controllo laser preimposta il percorso di taglio e controlla la testa laser in modo che si muova secondo lo schema specificato.
Principali metodi di taglio laser CO₂
Il taglio laser ad anidride carbonica si basa principalmente sulle caratteristiche di assorbimento dell'energia laser da parte dei materiali, combinate con diverse reazioni fisiche e chimiche per ottenere una lavorazione efficiente. I metodi di taglio più comuni includono il taglio per vaporizzazione, il taglio per fusione, il taglio per ossidazione e il taglio a cubetti.
1) Taglio per vaporizzazione
Principio:
- Il raggio laser riscalda in brevissimo tempo la superficie del materiale fino al punto di ebollizione, provocandone la vaporizzazione (sublimazione) diretta.
- Poiché non c'è una fase di fusione, il materiale si trasforma direttamente in vapore e viene trasportato via da gas ausiliario ad alta velocità.
Caratteristiche:
- Adatto a materiali con elevato punto di fusione e bassa conduttività termica.
- L'incisione è estremamente stretta e i bordi sono netti.
- È richiesta una potenza laser estremamente elevata (generalmente superiore a quella del taglio per fusione).
Materiali applicabili:
- Legna
- Carta
- Plastica (parziale)
- Acrilico
- Materiali compositi
- Alcuni materiali ceramici
2) Taglio a fusione
Principio:
- Il raggio laser riscalda il materiale fino al punto di fusione, fondendolo.
- Il gas inerte ad alta pressione (ad esempio azoto N₂, argon Ar) soffia via il materiale fuso senza reazione di ossidazione.
Caratteristiche:
- Applicabile ai materiali che non si ossidano, come acciaio inossidabile, alluminio, ecc.
- La superficie di taglio è liscia e priva di strato di ossido.
- Per soffiare via il materiale fuso è necessario un gas ausiliario con una pressione dell'aria più elevata.
Materiali applicabili:
- Acciaio inossidabile
- Alluminio e leghe di alluminio
- Titanio e leghe di titanio
- Alcune plastiche
3) Taglio a fiamma / taglio per ossidazione
Principio:
- Utilizzando l'ossigeno (O₂) come gas ausiliario, il raggio laser riscalda il metallo fino al punto di accensione, provocando una violenta reazione di ossidazione con l'ossigeno, generando una grande quantità di energia termica e accelerando il processo di taglio.
- Le scorie di ossido generate dalla reazione vengono spazzate via dal flusso d'aria ad alta velocità, formando una giunzione di taglio.
Caratteristiche:
- La velocità di taglio è maggiore rispetto al taglio per fusione (perché la reazione di ossidazione genera calore aggiuntivo).
- Applicabile a materiali ossidabili come l'acciaio al carbonio, ma si formerà uno strato di ossido (è necessaria una post-elaborazione).
- Applicabile al taglio di materiali metallici più spessi.
Materiali applicabili:
- acciaio al carbonio
- Acciaio debolmente legato
- Alcune ghise
4) Scribing / Taglio controllato della frattura
Principio:
- Utilizzare un laser a bassa potenza per graffiare una microcrepa sulla superficie di materiali fragili, quindi applicare uno stress meccanico o termico per far sì che il materiale si rompa lungo la crepa.
Caratteristiche:
- Applicabile a materiali fragili come vetro e ceramica per evitare la fusione diretta o la gassificazione.
- Il tagliente è netto e la zona termicamente alterata (ZTA) è ridotta.
- La potenza e la messa a fuoco del laser devono essere controllate con precisione per evitare fratture irregolari del materiale.
Materiali applicabili:
- Vetro (come vetro ottico, vetro al quarzo)
- Ceramica
- zaffiro artificiale
Tabella comparativa dei vari metodi di taglio:
Metodo di taglio | zona termicamente alterata | Velocità di taglio | Qualità della superficie tagliata | Materiali applicabili |
Taglio per vaporizzazione | Piccolo | Moderare | Molto liscio | Legno, carta, plastica, acrilico |
Taglio a fusione | Basso | Moderare | Alto (nessuno strato di ossido) | Acciaio inossidabile, alluminio, titanio |
Taglio per ossidazione | Alto | Veloce | Basso (necessità di rimuovere lo strato di ossido) | Acciaio al carbonio, acciaio debolmente legato |
Taglio della tracciatura | Molto piccolo | Veloce | Molto alto (nessuna fusione) | Vetro, ceramica |
Caratteristiche del taglio laser CO₂ e tabella dei materiali applicabili:
Metodo di taglio | Caratteristiche | Materiali applicabili |
Taglio per vaporizzazione | Il laser ad alta energia vaporizza direttamente il materiale | Legno, plastica, acrilico, carta |
Taglio a fusione | Il materiale si scioglie, assistito dal soffiaggio di gas per rimuovere le scorie | Metallo, acciaio inossidabile, plastica |
Taglio per ossidazione | Si affida all'ossigeno per favorire la combustione, accelerando il taglio del metallo | Acciaio al carbonio, acciaio legato |
Taglio della tracciatura | Il laser a bassa potenza viene utilizzato per tagliare materiali fragili | Vetro, ceramica |
Riepilogo:
- Taglio per vaporizzazione: adatto per materiali a basso punto di fusione (legno, plastica) e applicazioni che richiedono un taglio ad alta precisione.
- Taglio a fusione: adatto al taglio di metalli come acciaio inossidabile e alluminio che richiedono bordi non ossidati.
- Taglio per ossidazione: adatto alla lavorazione di metalli come l'acciaio al carbonio, che richiede un taglio efficiente ma consente la formazione di uno strato di ossido.
- Taglio a incisione: adatto per la lavorazione fine di materiali fragili come vetro e ceramica.
3. Quali sono le caratteristiche della macchina per il taglio laser CO2?
La macchina per il taglio laser CO₂ è un'apparecchiatura per il trattamento termico senza contatto, che utilizza principalmente un laser a infrarossi con una lunghezza d'onda di 10,6 μm per il taglio e l'incisione ad alta precisione, ed è adatta a una varietà di materiali non metallici e ad alcuni materiali metallici. Di seguito sono riportate le sue caratteristiche principali:
1) Ampia gamma di materiali applicabili
Applicabile a materiali non metallici: quali legno, acrilico, plastica, pelle, stoffa, gomma, carta, vetro, ceramica, ecc.
Può lavorare alcuni metalli: i metalli sottili (come acciaio inossidabile, acciaio al carbonio, lega di alluminio) possono essere tagliati con l'aggiunta di gas ausiliario (come ossigeno) o di un rivestimento speciale.
Adatto ai materiali organici: il taglio laser non provoca stress fisico e non danneggia facilmente i materiali.
2) Elevata precisione di taglio
La precisione può raggiungere ±0,1 mm, il che è adatto per incisioni fini e tagli di motivi complessi.
Il diametro del punto è piccolo e la zona interessata dal calore è piccola, il che riduce la deformazione e la bruciatura del taglio.
Non è necessario alcuno stampo, è supportata la progettazione CAD/CAM e si ottiene una lavorazione automatica ad alta precisione.
3) Buona qualità di taglio e bordi lisci
Il raggio laser ad alta energia fonde il materiale e il tagliente risulta netto, senza necessità di rettifica secondaria.
Il taglio è liscio, senza sbavature e senza deformazioni meccaniche, il che migliora la qualità del prodotto.
Adatto per lavorazioni ad alta richiesta in settori quali la pubblicità, la decorazione, l'imballaggio e l'abbigliamento.
4) Alta efficienza e automazione
La velocità di taglio è elevata, più efficiente rispetto al taglio con utensili tradizionali e adatta alla produzione di massa.
Supporta il sistema di controllo numerico CNC, in grado di programmare e ottimizzare automaticamente i percorsi di taglio per migliorare l'efficienza produttiva.
È possibile importare direttamente file di progettazione quali CAD e CorelDRAW per ottenere un funzionamento intelligente.
5) Lavorazione senza contatto, bassa perdita
Il taglio laser è una lavorazione senza contatto, che non esercita pressione meccanica sul materiale e non è facile da danneggiare.
Nessuna usura degli utensili, riduzione della sostituzione delle parti meccaniche e riduzione dei costi di manutenzione.
Adatto per materiali fragili, morbidi o delicati (come vetro, tessuto, acrilico, ecc.).
6) Tutela ambientale e basso inquinamento
Niente polvere, niente scarti, niente rumore, più pulito dei metodi di taglio tradizionali.
Durante il taglio laser è possibile utilizzare apparecchiature di aspirazione dei fumi per ridurre l'impatto del fumo sull'ambiente.
Evita gli sprechi generati durante il taglio meccanico e migliora l'utilizzo del materiale.
7) Incisibile e marcabile
Oltre al taglio, è possibile eseguire anche l'incisione laser, con la quale è possibile ottenere incisioni di motivi precisi e personalizzazioni personalizzate.
Adatto a scenari applicativi quali la produzione pubblicitaria, l'incisione di regali e la marcatura di componenti elettronici.
8) Sistema di automazione integrabile
Può essere combinato con apparecchiature industriali quali linee di assemblaggio, robot, CNC, ecc. per migliorare il livello di automazione della produzione.
Adatto alla produzione di massa e alla produzione intelligente, migliora l'efficienza e riduce i costi di manodopera.
4. La differenza tra la macchina per il taglio laser CO₂ e la macchina per il taglio laser a fibra
Caratteristiche | Macchina per il taglio laser CO₂ | |
Materiali applicabili | Utilizzato principalmente per materiali non metallici, può tagliare metalli sottili | Utilizzato principalmente per il taglio dei metalli |
lunghezza d'onda | 10,6 μm (adatto per materiali non metallici) | 1,06 μm (adatto per metallo) |
Qualità di taglio | Taglio liscio, adatto per incisioni fini | Maggiore efficienza nel taglio dei metalli |
Costo dell'attrezzatura | Relativamente basso | Prezzo più alto, bassi costi di manutenzione |
Consumo energetico | Relativamente alto | Più efficiente dal punto di vista energetico |
Aree di applicazione | Ampiamente utilizzato nella pubblicità, nell'abbigliamento, nel packaging, nella lavorazione del legno, ecc. | Utilizzato principalmente nella lavorazione dei metalli, nell'industria automobilistica, aeronautica e in altri settori |
5. Riepilogo
Cos'è una macchina per il taglio laser a CO₂? Una macchina per il taglio laser a CO₂ è un tipo di macchina che utilizza un laser ad anidride carbonica (CO₂) per tagliare, incidere o marcare vari materiali. È una delle tecnologie di taglio laser più comunemente utilizzate grazie alla sua precisione, efficienza e versatilità.
Vantaggi del taglio laser CO2:
- Elevata precisione di taglio
- Bordi lisci e puliti
- Funziona con un'ampia gamma di materiali non metallici
- Velocità di elaborazione elevate
- Bassa manutenzione rispetto al taglio meccanico
Svantaggi:
- Non ideale per tagliare metalli spessi o riflettenti
- Richiede una manutenzione regolare (ad esempio, pulizia delle lenti, sostituzione dei tubi laser CO2)
- Consumo energetico più elevato rispetto ai laser a fibra
Perché scegliere la macchina per il taglio laser CO₂?
- Adatto per il taglio di materiali non metallici, come legno, plastica, acrilico, pelle, tessuto, ecc.
- Elevata precisione di taglio, adatta per la pubblicità, l'imballaggio, la decorazione, la produzione industriale e altri settori.
- Lavorazione senza contatto, basse perdite, nessuna necessità di cambiare utensile, bassi costi di manutenzione.
- Rispettoso dell'ambiente e non inquinante, riduce polvere, rumore e spreco di materiali.
- Supporta l'automazione e può integrare un sistema di produzione intelligente per migliorare l'efficienza produttiva.
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