La maggiore riflettività e conducibilità termica rendono il taglio laser dell'alluminio molto più difficile di quello dell'acciaio al carbonio e dell'acciaio inossidabile, ma questo non significa che non si possano ottenere risultati perfetti. Leggendo questo articolo sarete in grado di padroneggiare alcune delle tecniche di taglio laser dell'alluminio.
Indice dei contenuti
Che cos'è l'alluminio?
L'alluminio è un metallo ad alta riflettività e conducibilità termica. È ampiamente utilizzato per le sue caratteristiche di leggerezza, resistenza alla corrosione e leggerezza.
Anche se l'alluminio è stato utilizzato per molto tempo, non significa che si possa tagliare perfettamente, soprattutto il taglio laser dell'alluminio!
In questo articolo, quindi, approfondiremo le difficoltà affrontate da alluminio tagliato al laser e come impostare i parametri per tagliare una superficie di alluminio liscia e senza bave.
Perché il taglio laser dell'alluminio è difficile?
È noto che il taglio laser è caratterizzato da un'elevata efficienza e da un'alta precisione, ma nel processo effettivo di taglio dell'alluminio incontra ancora molte difficoltà.
L'alluminio è un materiale altamente reattivo
L'alluminio ha una riflettività superficiale di 85%-95% rispetto ai comuni laser a fibra (1064nm) e ai laser CO2, e la maggior parte dell'energia laser viene riflessa anziché assorbita, il che può danneggiare lenti ottiche o sensori.
Sebbene l'alluminio sia stato criticato per le sue elevate proprietà riflettenti, non è difficile da correggere. Possiamo ridurre l'alta riflettività trattando preventivamente la lastra di alluminio, ad esempio con una sbavatura laser o spruzzando un rivestimento temporaneo.
Conduzione rapida del calore
La conducibilità termica dell'alluminio è cinque volte superiore a quella dell'acciaio, alluminio tagliato al laser processo di produzione delle lastre, il calore si diffonde rapidamente, la temperatura di fondo non è sufficiente, l'alluminio inferiore non viene tagliato, il che a sua volta porta a scorie sospese.
La conducibilità termica dell'alluminio fa sì che la dimensione del bagno di fusione o il grado di solidificazione non siano controllabili, con conseguente taglio della larghezza della cucitura o maggiore bava. Quando il calore del laser viene condotto intorno all'area di taglio, provoca l'ammorbidimento e la deformazione dell'alluminio nelle vicinanze, che a sua volta porta alla distorsione del pezzo tagliato.
Per evitare il problema degli scarsi risultati di taglio dovuti alla rapida conduzione del calore dell'alluminio, è possibile risolvere il problema regolando i parametri del sistema di taglio. taglio laser dell'alluminio macchina, il preriscaldamento della lastra di alluminio e la scelta dell'apparecchiatura di alimentazione giusta.
Bassa viscosità di fusione
L'alluminio ha una bassa viscosità dopo essere stato fuso dal calore, che difficilmente può essere soffiata via dal gas ausiliario, con il risultato che le scorie si attaccano sul fondo o i bordi di taglio sono ruvidi. Per evitare questa situazione, è possibile aumentare il gas di soffiaggio durante il processo di taglio per soffiare via rapidamente l'alluminio fuso sulla superficie di taglio.
Vantaggi del taglio laser dell'alluminio
L'alluminio è utilizzato in ogni aspetto della nostra vita, come lattine, porte e finestre in alluminio rotte, pentole e padelle, forni e involucri metallici per l'elettronica. Esistono anche molti modi per tagliare i pannelli di alluminio, come il taglio a sega, il taglio CNC e il taglio laser dell'alluminio.
Con così tanti metodi di taglio, perché taglio laser dell'alluminio ampiamente utilizzato? Sicuramente perché presenta molti vantaggi unici.
Elaborazione senza contatto
Una delle maggiori differenze tra il taglio laser e il taglio CNC, il taglio a sega e altri metodi è che il taglio laser è un taglio senza contatto. Ciò significa anche che il materiale non si deforma quando si tagliano al laser lastre o tubi di alluminio, anche se il loro spessore è inferiore a 1 mm.
Il taglio laser è senza contatto e proietta un raggio laser focalizzato sulla superficie del materiale da tagliare, provocando un aumento istantaneo della temperatura del materiale e causandone la fusione o la vaporizzazione. Ciò significa anche che il taglio laser dell'alluminio non produce usura degli utensili, riducendo i materiali di consumo in questo settore.
Alluminio tagliato al laser ad alta precisione
Rispetto al taglio a getto d'acqua o al taglio al plasma, la precisione di posizionamento del taglio laser dell'alluminio può raggiungere ±0,05 mm, o addirittura ±0,03 mm, e la larghezza della fenditura può essere controllata a 0,1-0,3 mm (equivalente alla larghezza di due ciocche di capelli). È più adatto per le industrie che richiedono un'elevata precisione di taglio, come il taglio di anelli di alluminio della fotocamera dell'iPhone, come la lavorazione fine.
Velocità di taglio elevata
A parità di spessore dell'alluminio, soprattutto di quello sottile, il taglio laser è più veloce della cesoiatura, della segatura, del taglio al plasma e così via. La velocità di taglio dell'alluminio di 3 mm di spessore con la macchina da taglio laser 6KW può raggiungere i 15 m/min, mentre la velocità del taglio al plasma è di soli 3 m/min, pari a 1/5 del taglio laser.
Design antiriflesso
Il taglio laser dell'alluminio ad alta riflettività comporta un basso utilizzo dell'energia e il rischio di danni all'apparecchiatura. Per risolvere questo problema, molti produttori di macchine per il taglio laser sono dotati di un isolatore di luce di ritorno, che può bloccare 99% della luce riflessa, riducendo efficacemente il danno al laser dal taglio di materiali altamente riflettenti e migliorando l'effetto di taglio.
Produzione intelligente digitalizzata
Il sistema di carico e scarico automatico della macchina da taglio laser, combinato con l'ispezione visiva AI, sta rivoluzionando la modalità di produzione della lavorazione dell'alluminio, in grado di realizzare una produzione ininterrotta senza personale per 24 ore.
Metodi chiave per un taglio laser dell'alluminio di alta qualità
Vedendo questo, sono sicuro che avete appreso le conoscenze relative all'alluminio e i vantaggi del taglio laser. In questa sezione verranno introdotti metodi efficaci per tagliare l'alluminio con alta precisione.
Potenza dell'apparecchiatura e velocità di taglio
A causa della rapida conduzione del calore dell'alluminio e del fatto che non è facile da pulire dopo la fusione, è necessario prestare attenzione a far coincidere la potenza dell'apparecchiatura con la velocità di taglio durante il taglio laser. Una velocità troppo elevata porterà al taglio o alla formazione di scorie sul fondo, mentre una velocità troppo bassa provocherà un'eccessiva combustione e una fenditura troppo ampia.
Nel taglio di lamiere di alluminio sottili inferiori a 3 mm si può ricorrere al taglio ad alta velocità (10-25 m/min) con impulsi ad alta frequenza per evitare l'accumulo di calore. Nel taglio di alluminio più spesso di 6 mm, ridurre adeguatamente la velocità e utilizzare un aumento progressivo della potenza per garantire la penetrazione dell'energia.
È possibile individuare il punto di massima efficienza della velocità per il taglio senza bave mediante la calibrazione del taglio di prova, di solito 70-80% della velocità limite.
Pretrattamento del materiale
Lo stato superficiale dell'alluminio influisce direttamente sul tasso di assorbimento del laser; se le condizioni lo consentono, si raccomanda di eseguire un pre-trattamento, come la rimozione del film di olio e dello strato di ossidazione sulla superficie dell'alluminio, la spruzzatura di un rivestimento opaco sull'alluminio a specchio e altri modi per migliorare l'assorbimento dell'alluminio al laser.
Gas ausiliario
Il gas ausiliario viene utilizzato per soffiare via le scorie residue, proteggere la lente e aumentare la velocità di taglio. Quando taglio laser dell'alluminioL'uso dell'azoto consente di ottenere risultati di taglio migliori. Questo perché l'azoto è un gas inerte e non reagisce con l'alluminio. Inoltre, l'azoto ad alta pressione può soffiare via efficacemente l'alluminio fuso, evitando la formazione di bave dovute alla condensazione delle scorie e migliorando così la qualità della superficie di taglio.
Monitoraggio della qualità del taglio
Il monitoraggio in tempo reale è il fulcro della garanzia di qualità del taglio. Il pool di fusione normale dovrebbe mostrare un plasma blu stabile, se c'è una spada volante o un lampo è necessario regolare i parametri.
La lunghezza del fascio di scintille posteriore deve essere di 20-40 mm; se la scintilla è troppo corta, significa che la potenza non è sufficiente, mentre se è troppo lunga, è troppo veloce e non taglia.
Difetti comuni nella lavorazione del taglio
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Fenomeno dei difetti |
Possibili cause |
Soluzioni |
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Scorie appese sul fondo |
Pressione del gas insufficiente/ugello intasato |
Pulire l'ugello e aumentare la pressione di 0,2MPa. |
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La cucitura di taglio è larga nella parte superiore e stretta in quella inferiore. |
La posizione del punto focale è spostata |
Ricalibrare il punto focale (±0,05 mm) |
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Superficie di taglio annerita |
Ossigeno miscelato / velocità troppo bassa |
Controllare la tenuta del gas e aumentare la velocità di 10% |
Domande frequenti
Sì, certo! Il taglio laser è di gran lunga l'opzione più adatta. È ampiamente utilizzato nell'industria della lavorazione dell'alluminio per la sua elevata precisione, velocità, rispetto dell'ambiente ed economicità.
Il prezzo della macchina per il taglio laser dell'alluminio dipende da diversi fattori come il tipo di laser, la potenza del laser, la larghezza di lavorazione e così via.
In generale, il taglio laser CO2 dell'alluminio ha una struttura semplice e si concentra principalmente sulla bassa potenza, che è più facile da ottenere e meno costosa.
Taglio laser in fibra dell'alluminio ha una maggiore potenza e ampiezza di elaborazione, è più adatto all'uso industriale e più costoso. Il prezzo specifico del taglio laser dell'alluminio deve essere determinato in base alla configurazione specifica.
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Potenza |
Spessore |
Velocità di taglio (azoto) |
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1-2KW |
1 mm |
15-25 m/min |
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4-6KW |
6 mm |
3-6 m/min |
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8-12KW |
15 mm |
0,8-1,5 m/min |
Alluminio tagliato al laser VS alluminio tagliato a CNC
Qui, forse tra il taglio laser e il taglio CNC, avete molte domande, le seguenti saranno confrontate dallo spessore di taglio, l'efficienza, i costi di investimento e i risultati di taglio.
Spessore di taglio
A causa dell'elevata conducibilità termica dell'alluminio, il laser è più adatto al taglio di piastre medio-sottili, come telai e dissipatori di calore. La cnc è adatta al taglio di parti in alluminio ultra-spessore, come gli sbozzi degli stampi.
Efficienza di taglio
Il taglio CNC è un metodo di fresatura a strati, accoppiato al CNC è un metodo di taglio a contatto, l'usura dell'utensile è più rapida, è necessario cambiare frequentemente il coltello, quindi la velocità di taglio sarà relativamente bassa.
Taglio laser nel taglio di alluminio sottile, la velocità più veloce fino a 20m/min, e la lavorazione senza contatto, senza bisogno di cambiare l'utensile, in un gran numero di efficienza di taglio piatto.
Costo dell'attrezzatura
Il taglio laser non richiede materiali di consumo costosi, il costo di acquisto e i costi di manutenzione sono bassi. La macchina da taglio CNC nel processo di lavorazione, l'usura degli utensili è più veloce, la necessità di sostituirli frequentemente, insieme all'elaborazione CNC della cucitura tagliata è più grande, la perdita di materie prime è maggiore. A lungo termine, il taglio CNC non è conveniente quanto la macchina per il taglio laser dell'alluminio.
Conclusione
Sebbene il taglio laser dell'alluminio debba affrontare sfide quali l'elevata riflettività e la rapida conducibilità termica, il taglio di alta qualità può essere pienamente realizzato attraverso l'impostazione scientifica dei parametri e il controllo avanzato del processo della macchina di pretrattamento del materiale.
Con l'aumento della potenza del laser in fibra e lo sviluppo della tecnologia di monitoraggio, il taglio laser dell'alluminio sta superando il limite dello spessore e della precisione, diventando un processo chiave nel settore aerospaziale, elettronico, automobilistico e in altri campi.
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XT LASER si impegna a fornire ai propri clienti il supporto più appropriato per il taglio laser dell'alluminio. Abbiamo una profonda comprensione delle diverse esigenze di lavorazione di ciascun cliente, garantendo che ogni cliente riceva la soluzione più soddisfacente.
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