Macchine taglio laser per lamiera: informazioni utili

per Luca

Il taglio laser è un procedimento molto popolare grazie alla sua versatilità. Le macchine da taglio laser possono tagliare un’ampia varietà di materiali: carta, legno, sughero, acrilico e schiuma a diversi tipi di metalli.

In quest’ultimo caso, si prestano a lavorare su tutti i tipi di metalli, dall’acciaio inossidabile alla lamiera, fino ad uno spessore di 30 mm. Lo spessore massimo, tuttavia, varia in base alla potenza del laser nonché alla perizia dell’operatore della macchina.

Come si effettua il taglio laser? 

Il taglio laser è principalmente un processo termico in cui un raggio laser focalizzato viene utilizzato per fondere il materiale in un’area localizzata. Il taglio continuo viene prodotto spostando il raggio laser o il pezzo in lavorazione sotto controllo CNC.

Esistono tre principali varietà di taglio laser: taglio a fusione, taglio a fiamma e taglio a distanza:

·      Nel taglio per fusione, viene utilizzato un gas inerte (tipicamente azoto) per espellere il materiale fuso dal taglio. L’azoto gassoso non reagisce esotermicamente con il materiale fuso e quindi non contribuisce all’immissione di energia.

·      Nel taglio a fiamma, l’ossigeno viene utilizzato come gas di assistenza. Oltre ad esercitare una forza meccanica sul materiale fuso, questo crea una reazione esotermica che aumenta l’apporto di energia al processo.

·      Nel taglio remoto, il materiale viene parzialmente evaporato da un raggio laser ad alta intensità, consentendo di tagliare fogli sottili senza gas di assistenza.

Il processo di taglio laser si presta all’automazione con sistemi CAD / CAM offline che controllano sistemi flatbed a tre assi o robot a sei assi per il taglio laser tridimensionale.

Quali tipi di taglio laser vengono utilizzati per la lamiera?

Oggigiorno la maggior parte del taglio laser industriale della lamiera viene eseguita utilizzando due tipologie di laser: CO 2 e fibra.

Laser a CO 2

Il laser CO 2 (laser ad anidride carbonica) viene generato da una miscela di gas, composta principalmente da anidride carbonica (CO 2 ), elio e azoto. Questo laser viene pompato elettricamente utilizzando una scarica elettrica. 

Il taglio laser delle lamiere è storicamente iniziato con i laser a CO 2. La maggior parte delle macchine da taglio laser a CO 2 sono sistemi a tre assi (XY, controllo di posizionamento bidimensionale con controllo dell’altezza dell’asse Z). Generalmente, il foglio di lamiera rimane fermo e gli specchi vengono spostati su entrambi gli assi X e Y.  Poiché il pezzo non viene spostato, ciò significa anche che non esiste un limite reale al peso della lamiera. 

In alternativa, esiste un sistema detto a “ottica fissa” in cui la testa laser rimane fissa e il pezzo viene spostato su entrambi gli assi X e Y.  Per fogli di peso relativamente leggero, un sistema ottico fisso può essere un’opzione praticabile, ma con l’aumentare del peso del foglio, il posizionamento accurato del materiale ad alta velocità può essere un problema.

La terza opzione è nota come sistema “ibrido”, in cui la testa del laser viene spostata su un asse e il materiale sull’altro asse. Questo è spesso un miglioramento rispetto all’ottica fissa, ma soffre ancora di difficoltà con fogli di peso maggiore.

Laser in fibra

I laser a fibra fanno parte di una famiglia chiamata “laser a stato solido”. In questo caso, il raggio è generato da una serie di diodi laser. Il raggio laser viene quindi trasmesso attraverso una fibra ottica dove viene amplificato. Il fascio amplificato, in uscita dalla fibra ottica, viene collimato e quindi focalizzato da una lente o da un concavo sul materiale da tagliare.  

A differenza di un laser CO 2 convenzionale, una sorgente laser a fibra non ha parti in movimento e questo è un grande vantaggio in termini di riduzione dei requisiti di manutenzione e dei costi operativi. I laser a fibra sono inoltre due o tre volte più efficienti dal punto di vista energetico rispetto ai laser a CO 2 della stessa potenza.

Un laser a fibra può tagliere fogli di lamiera più velocemente di un laser a CO 2 della stessa potenza. Ciò è dovuto al migliore assorbimento della lunghezza d’onda del laser in fibra sul fronte di taglio.

I laser a fibra sono in grado di tagliare materiali riflettenti senza timore che i riflessi posteriori possano danneggiare la macchina. Ciò consente di tagliare senza problemi anche rame, ottone e alluminio.

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