Que alto

May 25, 2023

Lasers de alta potência são necessários para todos os tipos de necessidades de corte, não apenas para materiais espessos.

Os fabricantes não precisam ser especialistas em tecnologia de corte a laser de fibra para saber que, se podem cortar chapas de 0,25 polegadas com um laser de 4 kW, podem cortá-las mais rapidamente com uma fonte de alimentação de laser de 8 kW. Agora pense no que eles podem fazer com uma máquina de corte a laser de fibra de 12 kW. Que tal um de 15 kW?

Essas opções estão disponíveis para fabricantes de metal hoje, mas focar apenas no corte de metal espesso com esses novos lasers de fibra de alta potência seria errado. Essas máquinas de 10, 12 e até 15 kW podem fazer muito mais do que cortar materiais espessos, mesmo que essa seja a primeira coisa que vem à mente de um fabricante de metal ao falar sobre essas poderosas máquinas-ferramenta. A realidade é que a grande maioria das empresas de fabricação de metal na América do Norte processa metal com 0,25 pol. ou menos. Simplesmente não há muitas oficinas que exijam corte a laser de metais especiais muito espessos para algo como reatores nucleares. Esses tipos de aplicativos não são abundantes.

A história da tecnologia de laser de fibra de alta potência é sobre a redução do tempo de processo no corte a laser. É por isso que vemos fabricantes de metal comprando uma máquina de corte a laser de alta potência para substituir dois ou até três lasers mais antigos. Eles podem retirar as peças da base do laser de forma mais rápida e barata do que nunca.

Foi apenas em meados dos anos 2000 que as máquinas de corte a laser de CO2 de alta potência foram consideradas a ferramenta necessária para processar a placa de forma rápida e eficiente para a criação de kits de blindagem para veículos de tropas dos EUA implantados no Afeganistão e no Iraque. Dispositivos explosivos improvisados ​​eram uma grande ameaça, e os kits protegiam os militares de uma forma que os veículos de transporte simples não podiam.

Apenas alguns anos depois, a tecnologia de laser de fibra estreou e sua taxa de adoção explodiu em meados desta década. Sem a necessidade de se preocupar com limpeza de espelhos ou lentes, verificações de fole e alinhamentos de feixes, os fabricantes encontraram uma nova ferramenta de corte que exigia pouca manutenção e custava cerca de metade do custo de operação de um sistema de CO2.

O laser de fibra também produz um comprimento de onda de feixe que é cerca de 10 vezes menor que o comprimento de onda de feixe de 10 mícrons associado a um ressonador de CO2. Esse feixe focalizado produz uma densidade de potência mais alta que, quando combinada com a taxa de absorção mais alta da tecnologia, se traduz em uma velocidade de corte que supera em muito a de um laser de CO2, principalmente em materiais com espessura inferior a 0,25 pol.

Com a tecnologia de laser de fibra, os fabricantes podem aumentar a potência dessas máquinas-ferramenta com a adição de módulos de produção de laser. (Nos módulos, a luz emitida por diodos semicondutores é excitada em fibra ótica dopada com itérbio até que o laser seja produzido; todos os módulos são unidos a uma fibra ativa, que é então usada para fornecer o feixe de laser.) É por isso que o recente aumento de potência ocorreu tão rapidamente: Do ponto de vista da tecnologia pura, adicionar energia não é complexo. Na verdade, os sistemas de soldagem a laser de fibra hoje podem exceder 100 kW em alguns casos.

A razão pela qual os fabricantes não têm sistemas de 100 kW em suas fábricas é que os sistemas de entrega de vigas simplesmente não conseguem lidar com tanta energia. É por isso que tanta pesquisa está sendo feita no projeto da cabeça de corte. Cada fabricante de sistema de corte a laser está procurando produzir uma cabeça de corte confiável que possa fornecer o feixe de laser de fibra por um longo período de tempo em face de condições de corte severas, o que é mais do que provável de ocorrer ao cortar materiais espessos.

Nos últimos anos, esses mesmos fabricantes de máquinas-ferramenta desenvolveram óticas de cabeça de corte que podem modular o tamanho do feixe durante o corte. Este desenvolvimento tecnológico impulsionou as máquinas de corte a laser de fibra de serem estritamente uma ferramenta para cortar chapas finas. À medida que o material fica mais espesso, um feixe mais largo é necessário para criar mais corte para que o metal fundido possa ser removido.

O que os lasers de fibra de alta potência significam para uma oficina de fabricaçãoO que os lasers de fibra de alta potência significam para uma oficina de fabricaçãoEntão, qual a potência de um laser de fibra que um fabricante precisa? Uma empresa deve observar a faixa de espessura típica que compõe 80% de seu trabalho. Se for um calibre realmente fino, provavelmente não será necessário um laser de 15 kW. (Mesmo que uma loja tivesse um laser de fibra de 15 kW, ela diminuiria a potência para 6 kW e cortaria aquele material fino em uma velocidade muito rápida e com baixo custo.)