Você já se perguntou o que faz uma máquina de corte a laser funcionar? Nesta postagem do blog, vamos nos aprofundar no funcionamento interno dessas máquinas de alta precisão que revolucionaram o setor de metalurgia. Nosso engenheiro mecânico especialista detalhará os principais componentes, desde o potente laser de fibra até o intrincado sistema de resfriamento, e explicará como eles trabalham juntos para proporcionar um desempenho de corte sem igual. Prepare-se para ter uma nova apreciação da tecnologia por trás dessas maravilhas da engenharia moderna!
A máquina de corte a laser é um dispositivo de corte eficiente e de alta precisão, amplamente utilizado no setor de metalurgia. Ela consiste principalmente nos seguintes componentes principais:
Laser de fibra: O laser de fibra é o coração da máquina de corte a laser e um dos componentes mais caros. Ele afeta diretamente o desempenho do dispositivo de corte e todo o processo de corte. As marcas populares de lasers de fibra no mercado incluem a alemã IPG, a britânica SPI e a chinesa Raycus.
Máquina-ferramenta Corpo principal: Isso inclui a plataforma de trabalho de corte usada para colocar a peça a ser cortada e pode se mover com precisão de acordo com o programa de controle. A parte da máquina-ferramenta realiza o movimento dos eixos X, Y e Z e forma a base para a operação de corte.
Componentes de transmissão de feixe: Isso inclui expansores de feixe, lentes de proteção e outros. Esses componentes podem alterar o diâmetro e o ângulo de divergência do feixe de laser e, ao mesmo tempo, proteger a lente contra danos causados por respingos de detritos.
Sistema de resfriamento: O processo de corte a laser gera uma quantidade significativa de calor, por isso a necessidade de um sistema de resfriamento para manter a operação normal e prolongar a vida útil do equipamento. O sistema de resfriamento normalmente inclui um sistema de resfriamento de água circulante e de ar.
Sistema de fornecimento de gás: Fornece gases auxiliares para o processo de corte, como oxigênio e nitrogênio. Esses gases servem para resfriar e limpar a área de corte, melhorando a qualidade e a eficiência do corte.
Cabeça de corte a laser: Isso inclui a cavidade, o suporte da lente de focalização, a lente de focalização e outros componentes. O dispositivo de acionamento é usado para mover o cabeçote de corte ao longo da direção do eixo Z de acordo com o programa, obtendo um corte preciso do material.
Gabinete de controle numérico do microcomputador: Isso controla todo o processo de operação do dispositivo de corte. Todos os comandos operacionais do máquina de corte a laser de fibra são emitidos a partir daqui.
Em conclusão, os principais componentes da máquina de corte a laser incluem o laser de fibra, o corpo principal da máquina-ferramenta, os componentes de transmissão do feixe, o sistema de resfriamento, o sistema de fornecimento de gás, o cabeçote de corte a laser e o gabinete de controle numérico do microcomputador. Esses componentes trabalham juntos, garantindo a eficiência e a precisão dos recursos de corte da máquina de corte a laser.
O equipamento auxiliar para cortadores a laser inclui:
Vamos nos aprofundar no assunto e eu dividirei o cortador a laser em 14 partes e explicarei cada uma delas em detalhes.
A parte mecânica do cortador a laser é responsável pelo movimento nos eixos X, Y e Z, incluindo a plataforma de trabalho de corte. A estabilidade da máquina-ferramenta é crucial para as máquinas de corte a laser de fibra, pois afeta diretamente a precisão do corte.
Atualmente, as máquinas-ferramentas mais comuns no mercado são as do tipo pórtico, do tipo cantilever e do tipo viga.
Cada tipo de máquina-ferramenta tem suas próprias funções, como as máquinas-ferramentas do tipo feixe, que são usadas principalmente por grandes fabricantes para o corte de materiais, e as máquinas-ferramentas 3D, que são usadas para o corte de materiais. corte a laser de fibra sendo usado principalmente no setor automotivo.
Um dispositivo que produz uma fonte de luz laser é conhecido como gerador de laser. O gerador de laser é a principal fonte de energia do equipamento a laser, semelhante ao motor de um carro, e é o componente mais caro das máquinas de corte a laser de fibra.
Atualmente, as marcas de geradores de laser de fibra importadas no mercado incluem a alemã IPG, a ROFIN e a britânica SPI, entre outras.
Com os avanços tecnológicos, marcas nacionais de laser, como Raycus e Max também surgiram, ganhando reconhecimento no mercado por sua alta relação custo-desempenho.
A lente do laser é o componente mais comumente usado em fibra corte a laser equipamentos. Vários dispositivos ópticos contêm lentes de laser, cada uma com uma finalidade diferente, como lentes de reflexão total, lentes de semirreflexão e lentes de foco.
A qualidade da lente afeta diretamente a potência de saída do laser, afetando assim o desempenho geral da máquina. Embora as lentes importadas tenham uma vida útil mais longa e melhor efeito de corte em comparação com as lentes nacionais, elas são muito mais caras.
O sistema de controle é o principal sistema operacional da máquina de corte a laser de fibra, que controla principalmente os movimentos dos eixos X, Y e Z e regula a potência de saída do laser. Sua qualidade determina a estabilidade do desempenho operacional da máquina.
A precisão e o efeito de corte podem ser efetivamente aprimorados por meio do controle preciso do software.
A conexão entre o gerador de laser, o cortador a laser e o sistema de fornecimento de energia serve principalmente para evitar interferência da rede de energia externa.
O cabeçote de corte é o dispositivo de saída de laser de uma máquina de corte a laser de fibra, que consiste em um bocal, uma lente de foco e um sistema de rastreamento de foco.
O dispositivo de acionamento do cabeçote de corte, que consiste em um servomotor, haste de parafuso ou engrenagem, move o cabeçote de corte ao longo do eixo Z, conforme programado.
No entanto, a altura do cabeçote de corte a laser deve ser ajustada e controlada de acordo com o material, a espessura e o método de corte que está sendo usado.
O processo de controle de todo o dispositivo de corte.
O motor da máquina de corte a laser é um componente crucial do sistema de movimento. O desempenho do motor afeta diretamente a qualidade do processamento e a eficiência da produção do produto.
Atualmente, os motores comumente usados são o motor de passo e o servomotor, que são selecionados com base nos requisitos do setor e do objeto de processamento.
Motor de passo: Ele tem uma velocidade de inicialização rápida, é ágil e adequado para o processamento de gravação e corte. Elas são econômicas, com muitas marcas oferecendo diferentes opções de desempenho.
Servo motor: Possui velocidade de movimento rápida, operação suave, alta capacidade de carga e desempenho estável. É ideal para setores e produtos com altos requisitos de processamento, proporcionando um processamento de borda suave e velocidade de corte rápida, embora seja mais caro.
O sistema de resfriamento é usado para resfriar o gerador de laser de uma máquina de corte a laser de fibra. O gerador de laser converte energia elétrica em energia luminosa, com uma taxa de conversão de 20% no caso de um laser de CO2. A energia restante é convertida em calor.
O sistema de água de resfriamento remove o excesso de calor para manter o gerador de laser funcionando adequadamente.
O resfriador também resfria o refletor do caminho óptico externo e o espelho de foco para garantir a qualidade estável da transmissão do feixe e evitar a deformação ou rachadura da lente devido ao superaquecimento.
O meio de trabalho do cortador a laser e os cilindros de gás auxiliares estão incluídos.
Esses gases servem como suplementos industriais para a oscilação do laser e como gases auxiliares para a operação do cabeçote de corte.
Fornecer e armazenar ar comprimido.
O sistema de suprimento de ar é usado para fornecer ar limpo e seco ao gerador de laser e à trajetória do feixe de laser, garantindo a operação normal da trajetória e dos refletores.
A fumaça e a poeira geradas durante o processo de fabricação devem ser filtradas e tratadas para atender aos padrões de proteção ambiental.
Eliminar as sobras de materiais e resíduos gerados durante o processamento.
As máquinas de corte a laser empregam principalmente dois tipos de sistemas de resfriamento: o sistema de resfriamento por circulação de água e o sistema de resfriamento por circulação de refrigerante.
Sistema de resfriamento por circulação de água:
O princípio de funcionamento desse sistema envolve o estrangulamento e a despressurização do líquido refrigerante por meio de um tubo capilar, fluindo para o evaporador. Aqui, ele vaporiza, absorvendo o calor da água resfriada do sistema externo de resfriamento por circulação de água, transformando-se em vapor de refrigerante de alta temperatura que é sugado para o compressor. Uma vez dentro do compressor, ele é comprimido em vapor de alta temperatura e alta pressão para descarga. No entanto, pode ter desvantagens, como a necessidade de manutenção regular para evitar bloqueios ou vazamentos na tubulação e, em alguns casos, problemas de qualidade da água podem afetar a operação de longo prazo do equipamento.
Sistema de resfriamento com circulação de refrigerante:
Esse sistema, semelhante ao sistema de resfriamento por circulação de água, obtém efeitos de resfriamento por meio da circulação do refrigerante. Sua vantagem está em proporcionar efeitos de resfriamento mais precisos e estáveis, especialmente quando se trata de sistemas de laser de alta densidade de potência. Entretanto, esse sistema geralmente tem um custo mais alto e pode exigir suporte técnico profissional para manutenção e solução de problemas.
A escolha do sistema de resfriamento correto é fundamental para garantir a operação normal da máquina de corte a laser e prolongar sua vida útil. O sistema de resfriamento por circulação de água, devido ao seu custo mais baixo e facilidade de manutenção, é amplamente utilizado, enquanto o sistema de resfriamento por circulação de refrigerante, com sua capacidade de resfriamento eficiente e precisa, é adequado para aplicações com requisitos de resfriamento mais altos. Os usuários devem escolher o tipo de sistema de resfriamento mais adequado com base em suas necessidades específicas e orçamento.
Para otimizar o sistema de fornecimento de gás de uma máquina de corte a laser para aumentar a eficiência e a qualidade do corte, considere os seguintes aspectos:
Escolha o gás auxiliar apropriado: Selecione o gás auxiliar mais adequado com base em diferentes materiais e requisitos de corte. Por exemplo, o nitrogênio é usado principalmente como um gás auxiliar importante no setor de corte a laser. O laser de dióxido de carbono é um dos lasers a gás mais comumente usados para corte a laser.
Manter a consistência do gás auxiliar: A máquina a laser requer pressão e fluxo de gás auxiliar consistentes para manter a qualidade do corte. Falhas no fornecimento de gás podem levar a quedas de pressão desnecessárias, afetando a qualidade da produção.
Otimizar o gasoduto de suprimento de gás: O comprimento e o diâmetro da tubulação de fornecimento de gás determinam o fluxo do gás auxiliar. O ideal é que a tubulação de suprimento tenha o mínimo de curvatura para reduzir a resistência do fluxo de gás, garantindo a estabilidade e a suficiência do suprimento de gás.
Ajuste a distância entre o bocal e o material: Ao ajustar a distância entre o bocal e o material, você pode melhorar efetivamente a eficiência de corte do equipamento.
Aumentar a potência: O aumento adequado da potência do laser pode melhorar a velocidade e a qualidade do corte e, ao mesmo tempo, garantir a segurança.
Estabelecer um bom ambiente de trabalho: Uma temperatura ambiente de trabalho favorável é igualmente importante para a eficiência e a qualidade de corte da máquina de corte a laser.
Use um gerador de nitrogênio profissional: Ao otimizar um gerador profissional de nitrogênio para corte a laser PSA, é possível fornecer nitrogênio de alta qualidade para o processo de corte a laser, melhorando assim a eficiência e a qualidade do corte.
O gabinete de controle numérico do microcomputador desempenha um papel fundamental nas máquinas de corte a laser. Ele forma o núcleo do sistema de corte a laser em conjunto com o gerador de laser, os componentes de transmissão do feixe, a bancada de trabalho (máquina-ferramenta), o resfriador e o computador.
A principal função do gabinete de controle numérico do microcomputador é controlar o movimento preciso e o processo de corte do laser por meio da programação do computador, garantindo que o laser opere com precisão na peça de trabalho ao longo de um caminho predeterminado.
O gabinete de controle numérico do microcomputador influencia muito a precisão da usinagem.
Em primeiro lugar, ele garante alta precisão e qualidade durante o processo de corte a laser, controlando com precisão a potência de saída e a velocidade de movimento do laser.
Em segundo lugar, o gabinete de controle numérico do microcomputador ajusta os parâmetros de corte, como a localização do ponto focal e a pressão do gás, de acordo com diferentes tipos e espessuras de materiais para atender a várias necessidades de corte, aumentando ainda mais a precisão da usinagem.
Além disso, ele suporta o planejamento de caminhos de corte complexos, permitindo que a máquina de corte a laser realize cortes eficientes e precisos em formas complexas de peças, melhorando significativamente a eficiência do processamento e a taxa de rendimento.
O gabinete de controle numérico do microcomputador não é apenas um componente essencial das máquinas de corte a laser, mas também desempenha um papel decisivo na garantia da precisão da usinagem, no aumento da eficiência da produção e na melhoria da qualidade do produto.
Como fundador do MachineMFG, dediquei mais de uma década de minha carreira ao setor de metalurgia. Minha vasta experiência permitiu que eu me tornasse um especialista nas áreas de fabricação de chapas metálicas, usinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou sempre pensando, lendo e escrevendo sobre esses assuntos, esforçando-me constantemente para permanecer na vanguarda do meu campo. Permita que meu conhecimento e experiência sejam um trunfo para sua empresa.
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