Parametri di processo per il taglio laser
Numerosi parametri influenzano il processo di taglio laser, alcuni dipendono dalle prestazioni tecniche della sorgente laser mentre altri sono variabili. L'attenzione di oggi è sui parametri di processo che influenzano il raggio e il punto focale nel taglio laser:
Principio del taglio laser
Il taglio laser prevede la focalizzazione di un laser ad alta-potenza sulla superficie del pezzo in lavorazione per scioglierlo o vaporizzarlo. Con l'aiuto del gas di taglio, le scorie fuse vengono spazzate via mentre la testa di taglio attraversa la superficie del pezzo, formando un solco che separa il materiale.
Potenza e modalità di uscita del laser
1. Potenza di uscita del laser
La potenza di uscita del laser influisce direttamente sulle prestazioni della macchina da taglio laser. Generalmente, all’aumentare dello spessore della lamiera, è necessaria una potenza laser maggiore. Per tagliare lo stesso materiale allo stesso spessore, una maggiore potenza di uscita del laser consente velocità di taglio più elevate e bordi di taglio più lisci. Tuttavia, una volta determinata la potenza in uscita, la velocità di taglio deve essere ottimizzata per il materiale e lo spessore specifici per ottenere i migliori risultati. Sia le velocità eccessivamente elevate che quelle eccessivamente lente possono influire negativamente sui risultati del taglio laser.
2. Modalità di uscita laser
La distribuzione della qualità del raggio laser è classificata in modalità-singola e modalità-multipla. La modalità-singola si verifica quando la densità di energia del raggio si concentra in un singolo punto focale, mentre la modalità-multipla esiste quando due o più punti mostrano la massima densità di energia. Nelle applicazioni di taglio, il punto focalizzato ha un impatto significativo sulla qualità del taglio. I laser a modalità singola- presentano un nucleo in fibra più fine, una qualità del raggio superiore rispetto ai laser a modalità multipla- e una distribuzione di energia gaussiana con densità di picco al centro. La rappresentazione tridimensionale-assomiglia a un picco acuto e arrotondato.
I laser multimodali presentano un nucleo in fibra più spesso, con conseguente qualità del raggio inferiore rispetto ai laser mono-modali. La loro distribuzione di energia è più uniforme su tutto lo spot, con un'immagine tridimensionale che ricorda una tazza rovesciata. La pendenza dei bordi indica che la distribuzione multimodale è significativamente più ripida di quella della distribuzione monomodale-.
I laser mono-modalità eccellono nella lavorazione di lamiere sottili, mentre i laser multi-modalità hanno prestazioni migliori su materiali più spessi. Il confronto tra i due non è significativo in quanto rappresentano configurazioni distinte del laser a fibra-molto simili ai veicoli: le berline sono adatte alle autostrade, mentre i SUV gestiscono i terreni-fuoristrada. Eppure le berline possono attraversare le montagne e i SUV possono navigarestrade.Pertanto, la selezione della modalità-singola o multi-dipende interamente dai requisiti di elaborazione specifici-dell'utente finale.
Dimensioni di messa a fuoco, profondità di messa a fuoco e posizione di messa a fuoco
1. Dimensioni e profondità di messa a fuoco
Nel taglio laser, la posizione del fuoco influisce in modo significativo sui risultati di taglio. Materiali o spessori diversi richiedono posizioni di messa a fuoco corrispondenti durante il taglio laser.
Nel taglio laser, la dimensione del punto focale e la profondità di campo sono fattori cruciali che influiscono sulla qualità e sull'efficienza del taglio. Una lente con fuoco corto-produce un diametro dello spot relativamente piccolo e una profondità di fuoco ridotta, con conseguente elevata densità di potenza nel punto focale. Ciò facilita il taglio ad alta-velocità di materiali sottili con una precisione superiore. Al contrario, un obiettivo a fuoco lungo- produce un diametro del punto focale maggiore ma una profondità di fuoco maggiore. A condizione che venga mantenuta una densità di potenza sufficiente, questa configurazione è più adatta per il taglio di pezzi più spessi.
2. Relazione tipica tra posizione di messa a fuoco e superficie di taglio
Quando si tagliano lamiere sottili, il fuoco è generalmente posizionato sulla superficie del pezzo. Per le lastre spesse, la messa a fuoco penetra tipicamente da circa 1/3 a 1/4 dello spessore della lastra, rimanendo all'interno dell'intervallo di sfocatura negativa. Quando si taglia l'acciaio al carbonio, il fuoco è posizionato sopra la superficie della piastra. All'aumentare dello spessore della piastra, la messa a fuoco si allontana dalla superficie, rimanendo all'interno dell'intervallo di sfocatura positiva.