Lentes de proteção para a cabeça de corte a laser: porque é que a qualidade é importante?

1. Introdução

A cabeça de corte de uma máquina de corte a laser funciona num ambiente agressivo e requer proteção para os seus componentes internos, especialmente os mais dispendiosos, como o colimador e a lente de focagem. Para tal, são instaladas lentes de proteção superiores e inferiores na cabeça de corte.

Durante o processo de corte, o pó e os salpicos produzidos na superfície da peça de trabalho podem causar danos graves na lente de focagem se entrarem na cabeça de corte. A lente de proteção inferior ajuda a evitar isto, bloqueando estas partículas.

A limpeza da lente de proteção é fundamental para o desempenho e a qualidade da corte a laser máquina. Se a lente ficar suja, não só o efeito de corte e a eficiência serão afectados, como também poderá causar danos nos componentes internos da cabeça de corte e da cabeça de saída do laser.

Para obter resultados óptimos, é importante utilizar lentes de proteção feitas de materiais com elevada transmissão de luz, baixos coeficientes de expansão térmica e boa durabilidade. Se a lente ficar suja durante o processamento, deve ser limpa ou substituída.

Fig. 1 Cabeça de corte a laser

O tratamento das lentes de proteção tem requisitos específicos no que respeita à seleção dos materiais de base, à precisão, aos defeitos de superfície, ao revestimento, à estabilidade e às propriedades mecânicas, como a gravidade específica, a fragilidade, a resistência à tração, a resistência à compressão e a dureza. Estes requisitos são também evidentes nos processos de preparação do material, dobragem de resíduos, suspensão em areia, trituração, descaroçamento e revestimento.

Só após uma rigorosa inspeção de qualidade é que os produtos acabados podem ser considerados prontos para o mercado. Escolher materiais de substrato comuns e saltar o processo de revestimento num esforço para reduzir os custos pode levar a lentes de má qualidade com baixa transmissão de luz, fraca resistência ao calor e uma tendência para se partirem facilmente. Isto pode resultar no rebentamento ou quebra da lente, libertando partículas de pó que podem poluir toda a cabeça de corte e causar danos em componentes dispendiosos, como a lente de focagem e o sensor.

O custo de manutenção da reparação de uma cabeça de corte danificada pode atingir 2-50% do custo de uma nova, provocando atrasos na produção e no processamento, o que leva a maiores perdas económicas. Para evitar estas perdas, recomenda-se a compra de acessórios para laser a um fabricante reputado através de canais regulares.

2. Aefeitos adversos de uma proteção de má qualidade lentes

2.1 O efeito de lente térmica provoca a mudança de foco da cabeça de corte

Uma lente de proteção de má qualidade pode aumentar a capacidade de absorção do laser. Após uma exposição prolongada à luz laser, a temperatura aumentará, causando deformação térmica e a lente térmica efeito. Isto, por sua vez, leva ao desvio do foco da cabeça de corte. Quanto maior for a potência e o processamento de materiais de elevada reflexão, mais rápida é a expansão térmica do elemento ótico e mais pronunciado é o efeito de desvio do foco. lente térmica efeito será.

• Quando corte de aço inoxidávelO efeito de lente térmica pode causar secções de corte inconsistentes, produzindo cada vez mais escória e tornando potencialmente impossível o corte.
• Ao cortar aço carbono, o efeito de lente térmica pode resultar em mais e mais escória na parte inferior do corte, dificultando o corte com precisão.

Fig. 2 Efeito de lente térmica

2.2 Ponto de combustão/queimadura da lente de proteção

Uma lente de proteção inferior de má qualidade tem uma capacidade limitada para bloquear poeiras e salpicos durante o processamento e é suscetível de causar um ponto de incêndio. Ao processar com uma cabeça de potência ultra-alta de 10000 watts, é crucial selecionar cuidadosamente a lente de proteção. Uma lente de má qualidade pode provocar a queima da lente quando exposta ao laser de 10000 watts em situações graves.

Fig. 3 Ponto de combustão/queimadura da lente de proteção

2.3 Ponto de combustão da lente de focagem

Se a queima da lente de proteção não for detectada atempadamente, a lente de proteção pode ser processamento a laser irá gerar partículas de pó, que podem contaminar os componentes de instalação, o anel de vedação e a superfície inferior da lente de focagem.

Isto pode resultar na formação de um ponto de queimadura na superfície da lente de focagem. Neste caso, é necessário limpar cuidadosamente e substituir todo o conjunto de componentes de instalação e o módulo da lente de focagem.

Fig. 4 Ponto de combustão da lente de focagem

2.4 Queima da cabeça de saída do laser

Se a lente de proteção se queimar, o colimador e o módulo da lente de focagem na cabeça de corte ficam vulneráveis a danos causados pelo laser de alta potência.

Em casos graves, se os elementos ópticos internos da cabeça de corte estiverem danificados, o percurso ótico tornar-se-á anormal e a luz reflectida provocará um aquecimento excessivo da peça da janela na fibra laser cabeça de saída, levando à queima do cristal QBH ou LOE. Neste caso, é necessário substituir toda a cabeça de saída do laser.

Fig. 5 Queimadura da cabeça de saída do laser

A utilização de lentes de proteção de baixa qualidade não só encurta a vida útil da cabeça de corte e conduz a vários acidentes, como também tem um impacto negativo no progresso do processamento e na qualidade da fábrica, resultando num aumento dos custos de processamento e numa redução da eficiência da fábrica.

Por conseguinte, é aconselhável que os utilizadores só comprem lentes de proteção a fabricantes reputados e através de canais fiáveis, a fim de evitar perdas significativas e ganhos insatisfatórios.