As técnicas de fabricação subtrativa são operações típicas de fabricação de peças nas indústrias. Um exemplo principal de tais técnicas é corte a laser de chapa – um procedimento de fabricação essencial.
O processo concentra o feixe de laser na superfície do material para queimar, vaporizar ou derreter materiais e, finalmente, produzir os resultados desejados. Por ser um processo preciso e preciso, facilita a fabricação de componentes com detalhes intrincados.
Este artigo é um guia abrangente com todas as informações necessárias que você pode precisar sobre corte a laser antes de se aventurar em seu próximo trabalho de fabricação.
O que é Corte a laser de chapa metálica?
Fabricação de chapas de metal é uma das principais técnicas de fabricação industrial. Como tal, o corte a laser de chapas metálicas parece ser um dos procedimentos obrigatórios. A fabricação de corte a laser usa um feixe de luz de alta potência (laser) para cortar folhas planas e finas de metais. O processo é dirigido por ótica e tecnologia de controle numérico computadorizado (CNC), responsável pela alta precisão das peças cortadas a laser.
História da Corte a laser de chapa metálica
A tecnologia de corte a laser existe há mais de 60 anos, com sua primeira tentativa de cortar chapas de metal datando de 1960.
Em 1964, CO2 os lasers já eram usados para fabricar detalhes intrincados, como a soldagem de molas de relógio. A automação e os recursos de alta precisão do corte a laser em relação a outros processos de corte os tornaram amplamente aceitos para fabricação delicada e produção em grande volume.
Os lasers de fibra foram produzidos pela primeira vez nos anos 60, mas não até o final dos anos 80 antes de chegarem ao mercado comercial. A década de 1990 é considerada a era de ouro da tecnologia a laser, pois deu lugar a muitos lasers de alta potência, como os lasers de estado sólido, que melhoraram enormemente a eficiência e a produtividade. No início dos anos 2000, os serviços de corte a laser eram agora uma técnica de fabricação amplamente aceita e usada por várias indústrias, como as indústrias automotiva e aeroespacial.
Tipos de lasers para corte de chapas metálicas
Existem três formas diferentes de lasers para cortar materiais na fabricação industrial. Cada cortador a laser possui recursos exclusivos que os distinguem dos outros. Com isso dito, abaixo está um resumo abrangente dos três tipos de cortadores a laser.
Lasers de fibra
As máquinas de corte a laser de fibra são alguns dos dispositivos de corte de precisão mais potentes. Eles pertencem aos lasers de estado sólido que usam lasers de sementes para amplificar o feixe com fibras de vidro especiais. Eles são eficazes para cortar peças de metais, ligas e não metais, como vidro, plástico e até madeira. Além de simples operações de corte, eles são adequados para gravação e recozimento de metal.
Os cortes a laser de fibra são mais extensos do que outros; isso pode explicar seu alto poder. Eles possuem uma longa vida útil não inferior a 25,000 horas e, portanto, requerem menos manutenção. Eles produzem algumas das vigas mais fortes e estáveis. No entanto, eles são mais adequados para materiais com menos de 20 mm de espessura.
CO2 lasers
CO2 os lasers produzem o feixe de luz passando eletricidade através de um tubo cheio de uma mistura de gases. A mistura de gases contém principalmente dióxido de carbono e gases inertes – hélio e nitrogênio, as formas mais comuns de lasers.
No entanto, eles são menos potentes em comparação com os lasers de fibra. CO2 máquinas a laser só podem cortar não-metais como madeira, acrílico e plásticos. Em alguns casos, eles também podem funcionar para corte a laser de chapas metálicas, especialmente chapas finas de alumínio e alguns outros metais não ferrosos.
Lasers de cristal
Os cortadores a laser de cristal existem em duas formas: cristais Nd:YAG (granada de alumínio e ítrio dopado com neodímio) e cristais Me:YVO (ortovanadato de ítrio dopado com neodímio, YVO4). Ambos são dispositivos de corte incrivelmente potentes. No entanto, eles são muito caros, mas têm cerca de metade da expectativa de vida dos lasers de fibra – 8,000 a 15,000 horas. Eles são adequados para cortar metais revestidos e não revestidos, não metais e plásticos e até mesmo cerâmicas em circunstâncias específicas.
Três Corte a laser de chapa metálica Processos
Folha de metal de corte a laser é o processo térmico que envolve o uso de um feixe de laser para cortar peças de uma folha de metal. Basicamente, existem três métodos de corte de chapas metálicas.
Corte por fusão a laser
O corte por fusão usa um gás de corte inerte, geralmente nitrogênio ou argônio, para expulsar o material fundido da tocha de corte. Por utilizar o gás inerte, evita a oxidação no fio de corte sem reagir com o processo. O processo é adequado para chapas planas e finas e para casos em que o material deve atender a altos requisitos visuais e menos necessidades de pós-processamento.
Corte de chama de feixe de laser
O corte por chama usa gás oxigênio para expelir o material fundido. Ele causa uma reação exotérmica que é responsável por um aumento na entrada de energia total do processo. O processo é ideal para cortar aço-carbono, entre outros tipos de chapas metálicas e materiais fusíveis como a cerâmica.
Corte por sublimação a laser
O corte por sublimação usa um laser para evaporar partes de um material com menos fusão. Como o corte por fusão, gases inertes – nitrogênio, hélio ou argônio servem como gás de corte, o que garante que as arestas de corte estejam livres de oxidantes. Embora seja lento, produz bordas de alta qualidade para corte de alta precisão.
Vantagens de Corte a laser de chapa metálica
Abaixo estão cinco vantagens críticas desta técnica de fabricação.
Cortes de alta precisão
O feixe de luz corta metais com altíssima precisão na fabricação de corte a laser. A exatidão e a precisão com que o laser derrete e evapora os materiais são incomparáveis a muitos outros métodos de corte. Algumas ferramentas de corte e vinco têm níveis de tolerância de cerca de 1 a 3 mm, enquanto os cortadores a laser cortam com precisão de até 0.003 mm.
Alta utilização de folhas
Os cortadores a laser oferecem a oportunidade de usar uma grande porcentagem dos materiais de fabricação. A tecnologia oferece pouco ou nenhum espaço para desperdício – a máquina maximiza o número de peças utilizáveis de qualquer chapa metálica. Portanto, menos preocupação em fornecer materiais em excesso; você pode comprar a quantidade exata sabendo que seria o suficiente.
Versatilidade de Corte Extrema
As operações de corte a laser são altamente flexíveis e versáteis. Um único cortador a laser funciona bem para diferentes operações de corte, como cortes simples, complexos com detalhes intrincados, marcações, perfurações e até gravações. Portanto, os fabricantes não precisam substituir ferramentas de tempos em tempos durante o processo.
Baixa utilização de energia
Os cortadores a laser não requerem a movimentação de diferentes partes do dispositivo, ao contrário de algumas outras máquinas de corte. Isso permite que eles cortem efetivamente pedaços de material sem consumir muita energia. Enquanto os cortadores a laser podem funcionar com 10kW de energia, a maioria dos outros procedimentos pode usar até cinco vezes.
Pouco ou nenhum dano
Talvez você pense que a exposição ao calor dos materiais no corte a laser pode causar empenamento ou distorção das peças ou mesmo danos totais. Bem, isso não é verdade. As peças afetadas pelo calor no corte a laser são mínimas e não representam nenhuma ameaça à tolerância das características ou componentes após a fabricação.
Desvantagens de Corte a laser de chapa metálica
Apesar de seus inúmeros benefícios, o corte a laser de chapas metálicas apresenta algumas deficiências. Vamos discuti-los.
Necessidade de Operador Especializado
Para melhor utilizar seus cortadores a laser, pode ser necessário contratar um profissional para operar a máquina para a fabricação da peça. Um especialista, por exemplo, detectará rapidamente uma falha ou uma configuração inadequada que possa afetar os processos produtivos ou até mesmo a integridade da máquina.
Limitações na espessura do metal
Embora o corte a laser funcione bem com uma ampla variedade de materiais, incluindo chapas de metal, é recomendável usar outros procedimentos de corte ao lidar com metais espessos. Os cortadores a laser típicos são ótimos para cortar chapas de alumínio com espessura máxima de 15 mm e aço de 6 mm.
Gases prejudiciais
À medida que os cortadores a laser derretem e evaporam os materiais, eles liberam vapores nocivos significativamente ao cortar plástico. Consequentemente, é vital operar o corte a laser em uma sala bem ventilada ou em um ambiente de trabalho seguro.
Alto investimento inicial
O custo de um cortador a laser de alta qualidade é alto. Um cortador a laser típico pode custar cerca de US $ 3000, o que é duas vezes mais alto que o custo de jato de água ou cortadores de plasma. Para se envolver em serviços de corte a laser como um meio de negócios, você precisa arcar com o alto investimento inicial.
Dicas de design para peças de corte a laser
Para uma utilização eficaz e eficiente dos serviços de corte a laser das suas peças. Você precisa aderir aos conjuntos de dicas abaixo para o seu design de produto de corte a laser.
Seus detalhes não podem ser menores que a espessura do metal
A espessura é um fator importante que você deve considerar nas operações de corte a laser. Relaciona-se diretamente com a potência do laser. Portanto, quanto maior a espessura, menos capaz o laser pode penetrar e cortar o material. No entanto, aumentar a potência do laser às vezes pode aumentar a probabilidade de cortar esse material.
Lembre-se do Kerf
O design do laser torna importante observar o que as pessoas chamam de Kerf. Kerf é o material que evapora quando o feixe de laser atinge o material de corte a laser. Não é só no corte a laser. É visível em outros processos de usinagem subtrativos. O corte a laser Kerf ocorre devido à espessura do feixe de laser. É uma coisa importante a considerar durante a fase de concepção.
Escolha o Material Certo
O material certo é a coisa mais importante a observar antes de uma operação de corte a laser. A escolha de um material depende das propriedades que você deseja que o produto final tenha. Por exemplo, os materiais têm propriedades diferentes em termos de rigidez, translucidez e flexibilidade. Na Rapid Direct, você terá acesso a diferentes cortes a laser de chapas, plásticos, papéis, etc.
Espaçamentos são importantes
O espaçamento é muito importante no corte a laser para remover o erro e obter o melhor resultado possível. O espaçamento mínimo deve ser igual à espessura do material. Por exemplo, no corte a laser de chapa metálica, se a chapa metálica tiver 2 mm de espessura, o espaçamento entre dois caminhos será de 2 mm. Também é importante se você estiver pensando em trabalhar em diferentes designs de chapas metálicas cortadas a laser.
Converta seu texto em pontos de ancoragem e curvas
Nem todas as operações a laser requerem corte de texto. No entanto, se você precisar incorporar texto, deve espaçar as letras do texto e escrevê-las em formato grande. Isto é para uma operação mais suave e o melhor resultado. Se as letras estiverem próximas, elas podem se sobrepor, levando a uma inscrição ilegível.
O conhecimento das dicas acima pode ajudar a reduzir custos de fabricação de chapas metálicas.
Devo investir em uma máquina de corte a laser ou escolher um serviço
Desde a fabricação de equipamentos simples até grandes empresas – como as indústrias aeroespacial e automotiva – os serviços de corte a laser são cruciais para várias operações de fabricação. A técnica é um procedimento eficaz e altamente eficiente adequado para uma vasta gama de materiais.
No entanto, a escolha inteligente para empresas de manufatura de pequena escala é escolher um serviço em vez de investir na máquina, pois é uma excelente maneira de economizar custos e oferecer qualidade aos clientes. No entanto, se houver recursos disponíveis, investir em máquinas de corte a laser pode ser altamente lucrativo devido às inúmeras vantagens que acompanham o dispositivo.
De qualquer forma, a escolha depende exclusivamente dos fabricantes. Mas se você optar por contratar um serviço, entre em contato com a RapidDirect – especialista em serviços de corte a laser de chapas.
Seus serviços de corte a laser on-line para peças de chapa metálica
Você está procurando uma empresa que garanta serviços de corte a laser de qualidade? Então, RapidDirect é exatamente o que você precisa para sua fabricação.
Somos uma empresa confiável fornecendo serviços de fabricação de chapas para prototipagem rápida e produção personalizada. Garantimos serviços de corte a laser de chapa metálica de alta qualidade e fornecemos soluções econômicas e sob demanda conforme sua solicitação.
Também oferecemos protótipos de baixo volume e produção de alto volume. Com o RapidDirect, você pode ter certeza de que seus produtos não apresentarão problemas de fabricação de chapas metálicas, mesmo ao trabalhar com produtos personalizados com detalhes intrincados. Além disso, também oferecemos alguns dos melhores serviços em usinagem CNC, impressão 3D, moldagem por injeção e fundição sob pressão.
Alternativas ao Corte a Laser
Talvez você não queira usar o corte a laser e não tenha certeza de como cortar formas de chapas de metal; abaixo estão outras opções de ponta para suas necessidades de fabricação.
EDM
EDM, Usinagem por descarga elétrica, como o corte a laser, usa energia térmica para remover pedaços de material. Ele usa descargas elétricas (faíscas) para cortar a forma desejada de um material. Comparado ao corte a laser, o EDM produz um melhor acabamento superficial com uma zona menos afetada pelo calor. Além disso, é adequado para cortar peças endurecidas de material.
Fresagem CNC
O fresamento CNC envolve o uso de fresas rotativas de alta velocidade para moldar materiais. As operações de fresamento funcionam bem em metais, ligas e não metais. Como o corte a laser, eles são um processo de fabricação subtrativo de alta precisão. A principal diferença entre os dois processos é que, enquanto o fresamento usa ferramentas de corte - fresas rotativas, para esculpir ou modelar designs, o corte a laser usa feixes de luz, derreter a laser ou queimar a forma do design.
Corte a jato de água
O corte por jato de água é uma técnica de fabricação que envolve o uso de água ou uma mistura de água e substâncias abrasivas sob alta pressão para cortar um pedaço de material.
Abaixo está uma comparação entre corte a jato de água e corte a laser.
- Os cortadores a laser podem gravar números ou marcas, enquanto o corte a jato de água permite apenas o corte.
- Ambos são adequados para cortar uma ampla gama de materiais. No entanto, os jatos de água não podem cortar materiais mais espessos do que os cortadores a laser, até 50 mm.
- O corte a laser tem melhores níveis de tolerância e presta mais atenção aos detalhes intrincados, o que os torna a melhor escolha para geometrias complexas.
perfuração
A perfuração usa uma prensa de perfuração para cortar a forma desejada de um pedaço de material. Como outras operações CNC, a perfuração é uma técnica altamente precisa para a fabricação de peças e também é adequada para uma vasta gama de materiais. No entanto, a punção não é ideal para fabricar componentes com geometrias complexas.
Conclusão
O corte a laser é uma tecnologia utilizada na prototipagem rápida de materiais de corte. Este artigo apresentou a operação, sua história, tipos e outras coisas que você talvez conheça. Acreditamos que você aprendeu uma ou mais coisas sobre corte a laser. No entanto, você pode confiar em nós no RapidDirect para obter os melhores serviços de corte a laser.
