O que você precisa saber sobre corte de tubos a laser

Mar 24, 2023

Quando os fabricantes pensam na tecnologia de corte a laser de fibra, eles podem pensar primeiro no corte de alta velocidade. Isso pode ser verdade, mas quando se trata de corte de tubos, a velocidade é relativa. É mais sobre o tempo que leva para processar um tubo para atender às especificações do que a velocidade real de corte no tubo. Fotos cortesia de BLM Group USA Corp.

Nota do Editor: Este artigo foi adaptado de uma apresentação feita no The FABRICATOR's Leadership Summit no FMA Annual Meeting em Nashville em 6 de março de 2019.

A maioria dos fabricantes de metal tem uma forte compreensão do que a tecnologia de corte a laser de fibra fez para o processamento de chapas planas, mas o que o laser de fibra fez para o corte de tubos? Um pouco, na verdade.

Algumas coisas são bastante perceptíveis. O "gerador" de laser em um laser de fibra é muito menor quando comparado a um ressonador de CO2 tradicional. Na verdade, o laser de fibra é criado por bancos de diodos que são colocados juntos em um módulo do tamanho de uma maleta que pode variar em potência de 600 a 1.500 watts. Múltiplos módulos são unidos para criar o ressonador alimentado final, que normalmente é do tamanho de um pequeno arquivo. A luz gerada é canalizada e amplificada através de cabo de fibra ótica. Quando a luz sai do cabo de fibra ótica, é a mesma que estava ao ser gerada sem perda de potência ou qualidade. Em seguida, é ajustado e focado para o tipo de material a ser cortado.

O ressonador de CO2 é muito maior e requer mais energia, pois a eletricidade é introduzida em uma combinação de gases para produzir o feixe de laser. Os espelhos ajudam a luz a ganhar intensidade, preparando-a para sair do ressonador. Depois de sair do ressonador, o feixe deve percorrer um caminho composto por vários espelhos resfriados até chegar à lente. Este deslocamento causa uma perda de potência e qualidade no feixe de laser.

Devido à quantidade de energia necessária para criar um laser de CO2, ele é menos eficiente e tem uma eficiência de tomada de parede muito menor quando comparado a um laser de fibra. Segue-se que os grandes resfriadores necessários para os lasers de CO2 também precisam de mais potência geral. Dada a eficiência da tomada de parede do ressonador a laser de fibra de mais de 40 por cento, você não está apenas usando menos energia, mas também menos do seu espaço de alta demanda.

Algumas coisas não são tão evidentes até que você dê uma olhada em um laser de fibra em operação. Como o diâmetro do feixe geralmente é um terço do tamanho de um feixe de CO2, um laser de fibra tem uma densidade de potência maior do que um feixe de laser de CO2. Isso não apenas permite que a fibra corte mais rapidamente, mas também permite que ela perfure mais rapidamente. Esse tamanho de feixe menor também dá à fibra a capacidade de cortar formas intrincadas e deixar bordas afiadas. Imagine cortar o logotipo de uma empresa de um tubo quando o espaçamento entre as letras do logotipo é de 0,035 polegada; uma fibra pode fazer esse corte, enquanto um laser de CO2 não.

Os lasers de fibra têm um comprimento de onda de 1,06 mícrons, que é 10% menor do que um feixe de laser de CO2. Com seu comprimento de onda muito menor, o laser de fibra produz um feixe que é muito mais facilmente absorvido pelo material refletivo; um laser de CO2 tem muito mais probabilidade de refletir na superfície desses materiais. Por causa disso, as máquinas de corte a laser de fibra podem cortar latão, cobre e outros materiais refletivos. Deve-se notar que um feixe de laser de CO2 que reflete no material pode danificar não apenas a lente de corte da máquina, mas também todo o caminho do feixe. Usar um cabo de fibra ótica para o caminho do feixe elimina esse risco.

Obviamente, o laser de fibra não precisa de tanta atenção em termos de manutenção. Não requer limpeza de espelho e verificações de fole que uma máquina de corte a laser CO2 precisa. Contanto que receba água limpa do resfriador para resfriamento e os filtros de ar sejam substituídos rotineiramente, o próprio laser de fibra está livre de manutenção preventiva.

Outra consideração são os módulos do tamanho de pastas do laser de fibra - eles permitem redundância. Se um módulo tiver um problema, o ressonador não desliga completamente. O laser de fibra é redundante de forma que os outros módulos possam produzir mais energia temporariamente para suportar o módulo inoperante até que os reparos possam ser concluídos - o que, a propósito, pode ser feito em campo. Outras vezes, o ressonador de fibra pode continuar produzindo energia reduzida até que os reparos possam ser feitos. Infelizmente, se um ressonador de CO2 tiver um problema, todo o ressonador ficará inoperante, não apenas em um modo de energia reduzida.