A maior refletividade e condutividade térmica tornam o corte a laser do alumínio muito mais difícil do que o do carbono e do aço inoxidável, mas isso não significa que não seja possível obter resultados perfeitos. Ao ler este artigo, poderá dominar algumas das técnicas de corte a laser de alumínio.
Índice
O que é o alumínio?
O alumínio é um metal com elevada refletividade e condutividade térmica. É amplamente utilizado devido ao seu peso leve, resistência à corrosão e leveza.
Embora o alumínio tenha sido utilizado durante muito tempo, isso não significa que se possa cortá-lo na perfeição, especialmente o corte de alumínio a laser!
Assim, neste artigo, vamos aprofundar as dificuldades enfrentadas por corte a laser de alumínio e como definir os parâmetros para cortar uma superfície de corte de alumínio lisa e sem rebarbas.
Porque é que o corte a laser de alumínio é difícil?
É sabido que o corte a laser se caracteriza por uma elevada eficiência e precisão, mas no processo atual de corte de alumínio, ainda enfrenta muitas dificuldades.
O alumínio é um material altamente reativo
O alumínio tem uma refletividade superficial de 85%-95% para lasers de fibra comuns (1064nm) e lasers de CO2, e a maior parte da energia do laser é reflectida em vez de absorvida, o que pode danificar lentes ou sensores ópticos.
Embora o alumínio tenha sido criticado pelas suas elevadas propriedades reflectoras, não é difícil de corrigir. Podemos reduzir a elevada refletividade através de um pré-tratamento da folha de alumínio, como por exemplo, rebarbação a laser ou pulverização de um revestimento temporário.
Condução de calor rápida
A condutividade térmica do alumínio é cinco vezes superior à do aço, alumínio cortado a laser processo de chapa, o calor espalha-se rapidamente, a temperatura do fundo não é suficiente, o alumínio inferior não é cortado, o que, por sua vez, leva a escória suspensa.
A condutividade térmica do alumínio também fará com que o tamanho da poça de fusão ou o grau de solidificação não seja controlável, resultando no corte da largura da costura ou em mais rebarbas. Quando o calor do laser é conduzido em torno da área de corte, faz com que o alumínio nas proximidades amoleça e se deforme, o que, por sua vez, leva à distorção da peça cortada.
Para evitar o problema de maus resultados de corte devido à rápida condução de calor do alumínio, este pode ser resolvido ajustando os parâmetros da corte a laser de alumínio máquina, pré-aquecimento da placa de alumínio e escolha do equipamento elétrico adequado.
Baixa viscosidade de fusão
O alumínio tem uma baixa viscosidade depois de ser derretido pelo calor, o que é difícil de ser soprado pelo gás auxiliar, resultando em escória colada no fundo ou arestas de corte ásperas. Para evitar esta situação, pode aumentar o gás de sopro durante o processo de corte para soprar rapidamente o alumínio derretido na superfície de corte.
Vantagens do corte a laser de alumínio
O alumínio é utilizado em todos os aspectos da nossa vida, como latas, portas e janelas de alumínio partidas, tachos e panelas, fornos e invólucros metálicos para eletrónica. Existem também muitas formas de cortar painéis de alumínio, como o corte com serra, o corte CNC e o corte de alumínio a laser.
Com tantos métodos de corte, porque é que corte a laser de alumínio amplamente utilizado? Isso deve-se, sem dúvida, ao facto de ter muitas vantagens únicas.
Processamento sem contacto
Uma das maiores diferenças entre o corte a laser e o corte CNC, o corte com serra e outros métodos é que o corte a laser é um corte sem contacto. Isto também significa que o material não se deforma quando a placa ou tubo de alumínio é cortado a laser, mesmo que seja tão fino como menos de 1 mm.
O corte a laser é feito sem contacto, projectando um feixe de laser focado na superfície do material a cortar, fazendo com que a temperatura do material aumente instantaneamente e provoque a sua fusão ou vaporização. Isto também significa que o corte a laser de alumínio não produz desgaste da ferramenta, reduzindo os consumíveis nesta área.
Alumínio cortado a laser com alta precisão
Em comparação com o corte por jato de água ou o corte por plasma, a precisão de posicionamento do corte a laser de alumínio pode atingir ±0,05mm, ou mesmo ±0,03mm, e a largura da fenda pode ser controlada a 0,1-0,3mm (equivalente à largura de dois fios de cabelo). É mais adequado para indústrias que exigem elevada precisão de corte, como o corte de anéis de alumínio da câmara do iPhone, como o processamento fino.
Velocidade de corte rápida
Cortando a mesma espessura de alumínio, especialmente alumínio fino, o corte a laser é mais rápido do que o corte por cisalhamento, serragem, corte a plasma e assim por diante. A velocidade de corte de alumínio de 3mm de espessura com a máquina de corte a laser de alumínio 6KW pode atingir 15m/min, enquanto a velocidade de corte a plasma é de apenas 3m/min, que é 1/5 do corte a laser.
Design antirreflexo
O corte a laser de alumínio com elevada refletividade conduzirá a uma baixa utilização de energia e ao risco de danificar o equipamento. Para resolver este problema, muitos fabricantes de máquinas de corte a laser estão equipados com um isolador de luz de retorno, que pode bloquear 99% da luz reflectida, reduzindo eficazmente os danos no laser do corte de materiais altamente reflectores e melhorando o efeito de corte.
Produção Inteligente Digitalizada
O sistema automático de carga e descarga da máquina de corte a laser combinado com a inspeção visual AI está a revolucionar o modo de produção do processamento de alumínio, que pode realizar uma produção ininterrupta não tripulada de 24 horas.
Métodos chave para o corte a laser de alumínio de alta qualidade
Ao ver isto, tenho a certeza de que aprendeu sobre os conhecimentos relacionados com o alumínio e as vantagens do corte a laser. Nesta secção, serão apresentados métodos eficazes para cortar alumínio com elevada precisão.
Potência do equipamento e velocidade de corte
Devido à rápida condução de calor do alumínio e ao facto de não ser fácil limpá-lo após a fusão, é necessário prestar atenção à correspondência entre a potência do equipamento e a velocidade de corte no corte a laser. Uma velocidade demasiado rápida conduzirá a cortes ou escórias penduradas no fundo, enquanto uma velocidade demasiado lenta provocará uma combustão excessiva e uma fenda demasiado larga.
No corte de chapas de alumínio finas com menos de 3 mm, pode ser efectuado a alta velocidade (10-25 m/min) com impulsos de alta frequência para evitar a acumulação de calor. Ao cortar alumínio mais espesso do que 6 mm, reduza a velocidade de forma adequada e utilize um aumento de potência progressivo para garantir a penetração de energia.
Pode descobrir o ponto de velocidade de maior eficiência para o corte sem rebarbas através da calibração do corte de teste, normalmente 70-80% da velocidade limite.
Pré-tratamento do material
O estado da superfície do alumínio afecta diretamente a taxa de absorção do laser. Se as condições o permitirem, recomenda-se a realização de um pré-tratamento, como a remoção da película de óleo e da camada de oxidação na superfície do alumínio, a pulverização de um revestimento mate no espelho de alumínio e outras formas de melhorar a absorção do alumínio pelo laser.
Gás auxiliar
O gás auxiliar é utilizado para soprar a escória residual, proteger a lente e aumentar a velocidade de corte. Quando corte de alumínio por laserA utilização de azoto permite obter melhores resultados de corte. Isto deve-se ao facto de o azoto ser um gás inerte e não reagir com o alumínio. Além disso, o nitrogénio a alta pressão pode soprar eficazmente o alumínio fundido, evitando a formação de rebarbas por condensação de escória e melhorando assim a qualidade da superfície de corte.
Controlo da qualidade do corte
A monitorização em tempo real é o núcleo da garantia de qualidade do corte. A poça de fusão normal deve mostrar um plasma azul estável, se houver espada voadora ou intermitente é necessário ajustar os parâmetros.
O comprimento do feixe de faíscas da parte de trás deve ser de 20-40mm, se a faísca for demasiado curta, significa que a potência não é suficiente, e se for demasiado longa, é demasiado rápida e não corta.
Defeitos comuns no processamento de corte
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Fenómeno de defeito |
Causas possíveis |
Soluções |
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Escória suspensa no fundo |
Pressão de gás insuficiente/bico entupido |
Limpar o bocal e aumentar a pressão em 0,2 MPa |
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A costura de corte é larga em cima e estreita em baixo |
A posição do ponto focal é deslocada |
Re-calibrar o ponto focal (±0,05mm) |
|
Superfície de corte enegrecida |
Oxigénio misturado / velocidade demasiado lenta |
Verificar a estanquidade do gás e aumentar a velocidade em 10% |
Perguntas frequentes
O alumínio pode ser cortado com laser?
Sim, claro! O corte a laser é, de longe, a opção mais adequada. É largamente utilizado na indústria de transformação de alumínio devido à sua elevada precisão, velocidade, respeito pelo ambiente e relação custo-eficácia.
Quanto custa cortar alumínio a laser?
O preço da máquina de corte a laser de alumínio depende de vários factores, como o tipo de laser, a potência do laser, a largura de processamento e assim por diante.
De um modo geral, o alumínio de corte a laser CO2 tem uma estrutura simples e centra-se principalmente na baixa potência, que é mais fácil de obter e menos dispendiosa.
Corte de alumínio por laser de fibra tem mais potência e largura de processamento, mais adequado para uso industrial e mais caro. O preço específico do corte a laser de alumínio deve ser determinado de acordo com a configuração específica.
Que espessura de alumínio pode ser cortada a laser?
|
Potência |
Espessura |
Velocidade de corte (nitrogénio) |
|
1-2KW |
1mm |
15-25m/min |
|
4-6KW |
6mm |
3-6m/min |
|
8-12KW |
15 mm |
0,8-1,5m/min |
Alumínio cortado a laser VS alumínio cortado por CNC
Veja aqui, talvez entre o corte a laser e o corte CNC, você tem muitas perguntas, o seguinte será comparado a partir da espessura de corte, eficiência, custos de investimento e resultados de corte.
Espessura de corte
Devido à elevada condutividade térmica do alumínio, o laser é mais adequado para o corte de placas de espessura média, como chassis e dissipadores de calor. A cnc é adequada para o corte de peças de alumínio ultra-grossas, como moldes em bruto.
Eficiência de corte
Devido ao facto de o corte CNC ser uma fresagem em camadas, juntamente com o CNC é um método de corte por contacto, o desgaste da ferramenta é mais rápido, é necessário mudar a faca frequentemente, pelo que a velocidade de corte será relativamente lenta.
Corte a laser no corte de alumínio fino, a velocidade mais rápida até 20m/min, e processamento sem contacto, sem necessidade de mudar a ferramenta, num grande número de eficiência de corte plano.
Custo do equipamento
O corte a laser sem consumíveis caros, um custo de aquisição, os custos de manutenção de acompanhamento são baixos. A máquina de corte CNC no processo de processamento, desgaste da ferramenta mais rápido, a necessidade de substituição frequente, juntamente com o processamento CNC da costura de corte é maior, a perda de matérias-primas é maior. A longo prazo, o corte CNC não é tão económico como a máquina de corte a laser de alumínio.
Conclusão
Embora o corte a laser de alumínio enfrente desafios como a elevada refletividade e a rápida condutividade térmica, o corte de alta qualidade pode ser totalmente realizado através da definição de parâmetros científicos e do controlo avançado do processo da máquina de pré-tratamento de materiais.
Com o aumento da potência do laser de fibra e o desenvolvimento da tecnologia de monitorização, o corte a laser de alumínio está a ultrapassar os limites da espessura e da precisão, tornando-se um processo fundamental nos sectores aeroespacial, eletrónico, automóvel e outros.
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A XT LASER está empenhada em fornecer o suporte de corte a laser de alumínio mais adequado aos nossos clientes. Temos um profundo conhecimento das diferentes necessidades de processamento de cada cliente, garantindo que cada cliente receba a solução mais satisfatória.
Se tiver necessidades específicas, contacte a nossa equipa de profissionais para obter um orçamento gratuito e personalizado.
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