Quando se trata de cortar metais, a escolha do método correto pode ser um fator de mudança. Já se interrogou sobre as diferenças entre corte a laser, jato de água, plasma e fio? Este artigo analisa as capacidades, vantagens e limitações únicas de cada técnica de corte. Desde a precisão e velocidade de corte até à adequação do material e ao custo, descubra o que torna cada método distinto e qual poderá ser o mais adequado às suas necessidades. Obtenha informações sobre as aplicações práticas e o desempenho destas tecnologias de corte.
A escolha do método de corte depende da situação específica. Para além do corte a laser, existem outros métodos como o corte com água, o corte com plasma e o corte com fio. Quando são utilizados?
Segundo um engenheiro do sector do corte:
Analisaremos mais pormenorizadamente estas diferentes técnicas de corte.
O corte a laser é um processo no qual um feixe de laser de alta densidade de potência é direcionado para a peça de trabalho, provocando a fusão, vaporização, ablação ou ignição do material. O material fundido é então removido por uma corrente de ar de alta velocidade que é coaxial com o feixe de luz, resultando no corte da peça de trabalho.
Atualmente, o CO2 os lasers pulsados e os lasers de fibra são os mais utilizados tipos de lasers para corte. O corte a laser é considerado um dos métodos de corte térmico.
O corte por jato de água, também designado por faca de água, é uma máquina de corte que utiliza um fluxo de água a alta pressão para cortar materiais. Sob controlo informático, tem a capacidade de esculpir a peça de trabalho conforme desejado, com um impacto mínimo na qualidade do material.
O corte com água divide-se ainda em dois métodos: o corte sem areia e o corte com areia.
Ver também:
Plasma corte em arco é um processo que utiliza o calor gerado por um arco de plasma de alta temperatura para fundir e vaporizar o metal na aresta de corte da peça de trabalho. O impulso do plasma de alta velocidade é então utilizado para eliminar o metal fundido e formar um corte.
A maquinagem por descarga eléctrica de fio (WEDM), também conhecida como maquinagem por descarga eléctrica de corte de fio, é um tipo de processamento elétrico. Pode ser dividida em corte de fio rápido, corte de fio médio e corte de fio lento. O corte rápido de fio WEDM tem uma velocidade de deslocação do fio de 6 a 12 m/s, e o fio move-se para trás e para a frente a alta velocidade com uma precisão de corte relativamente baixa.
O corte de fio WEDM médio é uma técnica mais recente que oferece funções de corte de frequência múltipla com base no corte de fio WEDM rápido. O corte por fio WEDM lento tem uma velocidade de deslocação do fio de 0,2 m/s. A fio do elétrodo move-se a baixa velocidade e de forma unidirecional, resultando numa precisão de corte muito elevada.
Nas secções seguintes, faremos uma comparação pormenorizada destes métodos de corte.
As máquinas de corte a laser têm uma vasta gama de aplicações e podem cortar materiais metálicos e não metálicos. Por exemplo, materiais não metálicos, como tecido e couro, podem ser cortados com um cortador a laser CO2. Quando se trata de cortar metal, um corte por laser de fibra é preferida devido à sua capacidade de produzir uma deformação mínima da placa.
O corte com água é considerado um método de corte a frio e não resulta em deformação a quente. Produz uma superfície de corte de alta qualidade e elimina a necessidade de maquinação secundária. Além disso, é fácil de reprocessar, se necessário. O corte com água pode cortar eficazmente qualquer material com uma velocidade de corte rápida e um tamanho de processamento flexível.
As máquinas de corte por plasma são capazes de cortar aço inoxidável, alumínio, cobre, ferro fundido, aço carbono e outros materiais metálicos. No entanto, o corte por plasma tem um efeito térmico notável e baixa precisão, dificultando o reprocessamento da superfície de corte.
O corte por fio só pode ser utilizado para cortar materiais condutores e requer um líquido de refrigeração durante o processo. Por conseguinte, os materiais não condutores, como o papel e o couro, ou os materiais sensíveis à poluição causada pela água ou pelo líquido de arrefecimento do corte, não podem ser cortados com este método.
A utilização do corte a laser para o aço-carbono na indústria está normalmente limitada a espessuras inferiores a 20 mm, com uma capacidade de corte geralmente inferior a 40 mm.
Para corte de aço inoxidávelO limite típico é inferior a 16 mm, e a capacidade de corte é geralmente inferior a 25 mm. À medida que a espessura da peça de trabalho aumenta, a velocidade de corte diminui significativamente.
O corte por jato de água tem a capacidade de cortar materiais com espessuras que variam entre 0,8 mm e 100 mm e, em alguns casos, materiais ainda mais espessos.
A gama de espessuras de corte dos cortadores de plasma vai de 0 mm a 120 mm. Os cortadores de plasma que podem cortar metal com uma espessura de 20 mm são considerados como tendo o melhor desempenho em termos de custos.
O corte de arame tem normalmente uma gama de espessuras de 40 mm a 60 mm, com a capacidade de atingir até 600 mm para os cortes mais espessos.
Se uma placa de aço macio com 2 mm de espessura for cortada com um potência do laser de 1200W, a velocidade de corte pode atingir até 600cm/min. Para um 5 mm de espessura placa de resina de polipropileno, a velocidade de corte pode atingir os 1200 cm/min. Isto destaca a velocidade vantagem do laser corte para produção em massa.
A eficiência do corte de fio EDM é geralmente de 20 mm2 a 60 mm2 por minuto, com um máximo de 300 mm2 por minuto. Em comparação, o corte a laser é mais rápido e mais adequado para a produção em massa.
A velocidade de corte da água é relativamente lenta, o que a torna menos adequada para a produção em massa.
O corte por plasma tem uma corte lento velocidade e precisão relativamente baixa, o que o torna mais adequado para cortar chapas grossas. No entanto, a face final terá uma inclinação.
Para o processamento de metais, o corte com fio oferece uma maior precisão, mas tem uma corte lento velocidade. Nalguns casos, podem ser necessários outros métodos, como a perfuração e o corte de roscas, mas estes têm capacidades de corte limitadas.
A incisão de corte a laser é estreita, com lados paralelos e perpendiculares à superfície. A precisão do tamanho da peça cortada pode atingir ±0,2mm.
O corte por plasma tem uma precisão inferior a 1 mm.
O corte com água não produz deformação térmica e tem uma precisão de ±0,1mm. Se for utilizada uma máquina de corte a água dinâmica, a precisão de corte pode ser melhorada até 0,02 mm e a inclinação de corte será eliminada.
O corte de fio tem geralmente uma precisão de ±0,01mm a ±0,02mm, com uma precisão máxima de ±0,004mm.
O corte a laser é mais preciso do que o corte a plasma, com pequenas fendas de aproximadamente 0,5 mm.
As ranhuras de corte do corte por plasma são maiores do que as do corte a laser, normalmente 1-2 mm.
O corte com água resulta em fendas que são cerca de 10% maiores do que o diâmetro do tubo de corte, normalmente 0,8 mm a 1,2 mm. À medida que o diâmetro do tubo de corte de areia aumenta, o tamanho da incisão também aumenta.
O corte de fio tem a largura de fenda mais pequena, normalmente entre 0,1 mm e 0,2 mm.
A rugosidade de precisão da superfície do corte a laser não é tão boa como a do corte com água, e este facto torna-se mais pronunciado à medida que a espessura do material aumenta.
O corte com água não altera a textura do material que rodeia a junta cortada. Isto deve-se ao facto de o corte a laser ser um método de corte térmico que altera a textura em torno da área de corte.
(1) O preço dos cortadores a laser varia consoante a utilização a que se destinam. Uma opção mais barata, como um cortador a laser de CO2, pode custar cerca de $4,000, enquanto uma opção mais cara, como um cortador a laser de fibra de 1000W, pode custar mais de $50,000. O corte a laser não tem consumíveis, mas tem o custo de investimento em equipamento e os custos de manutenção mais elevados de todos os métodos de corte.
(2) Os cortadores a plasma são muito mais baratos do que os cortadores a laser e os preços variam em função de factores como a potência e a marca da máquina de corte a plasma. O corte por plasma tem um custo de utilização elevado, uma vez que pode cortar qualquer material que conduza eletricidade.
(3) O equipamento de corte por jato de água só perde em custo para o corte a laser, com um elevado consumo de energia e custos de manutenção. A sua velocidade de corte é mais lenta do que a do corte por plasma. Além disso, todos os abrasivos utilizados são descartáveis e podem contribuir para a poluição ambiental.
(4) O corte por fio custa normalmente vários milhares de dólares. No entanto, tem consumíveis, como o fio de molibdénio, o líquido de refrigeração para o corte, etc. Há dois fios normalmente utilizados: um é o fio de molibdénio, que é caro mas pode ser reutilizado muitas vezes e é utilizado em equipamento de movimentação rápida do fio; o outro é o fio de cobre, que é utilizado em equipamento de movimentação lenta do fio mas só pode ser utilizado uma vez. Além disso, as máquinas WEDM rápidas são 5-6 vezes mais baratas do que as máquinas WEDM lentas.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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