A extraordinária capacidade de uma máquina de corte a laser reside em sua habilidade de derreter ou vaporizar instantaneamente metais, madeiras, plásticos e até tecidos, cortando com precisão padrões complexos. Ela utiliza um feixe de laser de alta densidade de potência como uma "faca de corte quente" e, por meio de controle preciso por computador, aquece rapidamente a superfície do material localmente, alcançando um corte fino e eficiente sem contato.
Corte a laser é alcançado aplicando a energia de alta densidade de potência gerada após o foco do laser. Sob o controle de um computador, o laser é descarregado através de pulsos para emitir um laser pulsado repetitivo de alta frequência controlado, formando um feixe de uma certa frequência e largura de pulso. Este feixe de laser pulsado é conduzido e refletido através do caminho óptico e focado na superfície do objeto a ser processado pelo grupo de lentes de foco, formando uma série de pontos de luz finos e de alta densidade de energia. O ponto focal está localizado próximo à superfície a ser processada. Derreta ou vaporize o material processado em uma temperatura alta instantânea. O cerne de uma máquina de corte a laser reside no feixe de laser que ela gera, que apresenta boa monocromaticidade, forte direcionalidade e alta coerência.
Componente principal: Um sistema preciso que trabalha em coordenação
Uma máquina de corte a laser típica consiste em várias partes-chave:
Gerador de laser: O "coração" que gera feixes de laser. Os principais tipos são:
Laser CO2: Um laser a gás com um comprimento de onda de 10,6μm, que se destaca no corte de não metais (madeira, acrílico, couro, tecido, papel) e alguns metais.
Laser de fibra: Laser de estado sólido, com um comprimento de onda de aproximadamente 1,06μm, apresenta alta eficiência de conversão fotoelétrica e excelente qualidade do feixe. É particularmente adequado para cortar metais (como aço inoxidável, aço carbono, alumínio, cobre, etc.) e é atualmente o principal no corte de metais.
Laser Nd:YAG: Laser de estado sólido, com uma faixa de aplicação entre CO2 e fibra.
Sistema de guia de luz: O "caminho óptico" que transmite o laser do gerador para a cabeça de corte. Os lasers CO2 geralmente usam espelhos, enquanto os lasers de fibra são transmitidos por meio de fibras ópticas flexíveis.
Cabeça de corte: Inclui componentes-chave, como uma lente de foco (para focar o feixe de laser em um ponto extremamente pequeno), um bico (para guiar o gás auxiliar e proteger a lente), um sensor de altura (para manter automaticamente a distância ideal entre a cabeça de corte e a superfície do material) e um canal de gás.
Sistema de controle numérico e sistema de movimento: O "cérebro" e as "mãos e pés" da máquina. O sistema de controle numérico lê os arquivos de design (como DXF, DWG), controla com precisão o movimento da cabeça de corte nos eixos X e Y (acionado por guias de precisão e servomotores) e coordena parâmetros como potência do laser, tipo/pressão do gás e velocidade de corte.
Bancada de trabalho: Suporta o material a ser processado, geralmente equipado com painéis de favo de mel ou racks para suporte e corte convenientes.
Sistema de resfriamento: Quando o laser está em operação, ele gera uma grande quantidade de calor e requer um sistema de resfriamento a água ou a ar para manter sua operação estável.
Sistema de gás auxiliar: Fornece oxigênio necessário para o corte (para auxiliar na combustão e aumentar a velocidade, usado para aço carbono), nitrogênio (proteção inerte para evitar a oxidação, usado para aço inoxidável e alumínio), ar comprimido (menor custo, usado para alguns não metais e metais finos), etc.
A tecnologia de corte a laser é amplamente aplicada na fabricação devido às suas vantagens significativas:
Alta precisão: O ponto do laser é extremamente pequeno (até 0,1 mm ou menos), a fenda de corte é estreita (0,1-0,3 mm) e a precisão da posição é alta, permitindo um corte de contorno extremamente fino e complexo.
Boa qualidade de corte: A superfície de corte é lisa e plana, com poucas ou nenhumas rebarbas, uma pequena zona afetada pelo calor e nenhuma ou apenas uma pequena quantidade de processamento secundário é necessária.
Alta velocidade: Especialmente ao cortar materiais de placa fina, a eficiência excede em muito a dos métodos tradicionais de corte mecânico (como plasma, chama, jato de água e prensa perfuradora).
Processamento sem contato: O feixe de laser não entra em contato com a superfície do material, evitando o estresse mecânico e permitindo o processamento de materiais facilmente deformáveis ou frágeis.
Alta flexibilidade: Os padrões de corte podem ser facilmente e rapidamente alterados por meio do software, adaptando-se à produção em pequenos lotes e de múltiplas variedades, especialmente adequado para personalização e prototipagem.
Forte adaptabilidade do material: Pode cortar metais (aço, alumínio, cobre, titânio, etc.), não metais (madeira, acrílico, plástico, borracha, tecido, couro, cerâmica, pedra, etc.) e seus materiais compostos.
Alto grau de automação: Fácil de integrar com linhas de produção automatizadas para obter processamento sem supervisão.