3 greșeli de evitat la tăierea cu laser a metalului

Deformarea este o altă provocare dificilă cu care se confruntă inginerii atunci când folosesc mașini de tăiere cu laser pentru a produce piese din tablă. Atunci când fasciculul laser acționează asupra metalului pentru tăiere, metalul absoarbe rapid energia laserului și o transformă în energie termică, care, la rândul său, determină încălzirea metalului. Pe măsură ce temperatura crește, metalul se dilată. 

Dar problema este că procesul de expansiune a metalului nu este uniform. Pe de o parte, diferite materiale metalice au coeficienți de dilatare termică diferiți. De exemplu, aliajul de aluminiu și oțelul inoxidabil au grade de dilatare complet diferite la aceeași variație de temperatură; pe de altă parte, procesul de fabricație a materialului, cum ar fi direcția de laminare, structura organizatorică internă și alți factori, va afecta, de asemenea, uniformitatea dilatației metalului atunci când este încălzit. Efectul combinat al acestor factori face foarte probabil ca metalul să se îndoaie și să se deformeze în timpul procesului de dilatare termică, ceea ce se numește deformare.

Acest fenomen de deformare va aduce multe probleme practice inginerilor. Pentru piesele care sunt proiectate inițial pentru a fi asamblate împreună cu precizie, odată ce apare deformarea, forma și dimensiunea pieselor se vor abate de la așteptările de proiectare, făcând dificilă potrivirea lor perfectă în timpul asamblării. Acest lucru nu numai că va prelungi timpul de asamblare și va crește costurile cu forța de muncă, dar, în cazuri grave, va determina chiar casarea pieselor, ducând la o risipă de resurse și la o creștere a costurilor de producție. 

Din punctul de vedere al mecanicii structurale, deformarea va aduce, de asemenea, pericole ascunse grave pentru componentele structurale. Atunci când o componentă structurală se deformează, distribuția internă a tensiunilor va deveni neuniformă, iar capacitatea sa inițială de a suporta sarcini în mod uniform va fi distrusă. Atunci când este supusă unor sarcini externe, este mai probabil ca partea deformată să producă o concentrare a tensiunilor, reducând astfel rezistența generală și capacitatea de susținere a sarcinii a componentei. În unele scenarii de aplicare cu cerințe extrem de ridicate pentru rezistența structurală, cum ar fi industria aerospațială, producția de automobile și alte domenii, deformarea prin deformare a componentelor poate provoca accidente grave de siguranță.

Prin urmare, inginerii trebuie să fie foarte precauți atunci când utilizează mașini de tăiat cu laser pentru fabricarea componentelor din tablă. În etapa de selecție a materialelor, puteți lua în considerare utilizarea materialelor metalice cu un coeficient de dilatare termică mai mic și o performanță mai stabilă, cum ar fi unele materiale din aliaje speciale. În etapa de proiectare, redundanța structurii ar trebui să fie crescută în mod corespunzător, iar forma și dispunerea pieselor ar trebui să fie ajustate în mod rezonabil pentru a reduce riscul de deformare cauzată de deformarea termică. În același timp, în ceea ce privește setarea parametrilor procesului, prin optimizarea unor parametri precum puterea laserului, viteza de tăiere și metoda de răcire, încălzirea neuniformă a metalului în timpul procesului de tăiere poate fi minimizată pe cât posibil. Dacă este necesar, se pot lua în considerare plăci metalice mai groase, deoarece plăcile mai groase au o rezistență mai bună la deformarea termică într-o anumită măsură, sau se poate reduce complexitatea proiectării și se poate reduce utilizarea formelor complexe și a structurilor cu pereți subțiri, reducând astfel probabilitatea de deformare.