O corte a laser é, sem dúvida, um dos maiores avanços na indústria de fabricação de metais. Quando a tecnologia recém-criada foi aplicada ao corte de metais, as possibilidades de qualidade consistente de alto nível estavam disponíveis.
Então, vamos considerar todos os detalhes sobre o corte a laser, especialmente se você está pensando em adquirir grandes equipamentos de corte a laser para sua planta fabril. Vamos começar com o básico.
O que é corte a laser?
O corte a laser é um processo que utiliza um laser de alta potência para cortar materiais. O feixe de laser incide sobre o material, e o calor do laser vaporiza ou derrete o material, deixando uma borda cortante. É um processo preciso que pode ser usado para cortar formas e padrões complexos.
Os lasers são usados em uma variedade de aplicações, incluindo:
- Corte e solda
- Perfuração
- Março
- Cirurgia
- Telecomunicações
- Divertimento
Normalmente, o corte a laser é usado na fabricação para produzir peças de alta qualidade. Ele também é usado em uma variedade de outras indústrias de nicho, como fabricação de sinais, fabricação de joias e aeroespacial.
A nova tecnologia
As máquinas de solda a laser são a nova tendência em termos de simplicidade de uso, acabamento perfeito e portabilidade. Adquira a sua hoje mesmo.
Quais materiais podem ser cortados com corte a laser?
O corte a laser é um processo versátil que pode ser usado para cortar uma grande variedade de materiais, incluindo:
Metais: aço, alumínio, aço inoxidável, titânio e muito mais.
Madeira: compensado, MDF, madeira de lei, etc.
Plásticos: Acrílico, policarbonato, polietileno, polipropileno e outros.
Vidro: Vidro transparente, colorido e temperado.
Tecido: algodão, poliéster, nylon e muito mais.
Papel: Cartolina, papel de construção, etc.
Espuma: Poliestireno, Poliuretano e outros.
Borracha: Borracha natural e borracha sintética.
Cerâmica: Porcelanato, barro e muito mais.
Pedra: Mármore, granito, etc.
É importante notar que nem todos os materiais são adequados para corte a laser. Por exemplo, materiais que contenham água ou substâncias inflamáveis não devem ser cortados com laser.
Os materiais específicos que podem ser cortados com corte a laser variam dependendo do tipo de laser e da potência do laser. Por exemplo, um laser de CO2 é amplamente utilizado para cortar madeira, papel e plástico, enquanto um laser de fibra é usado principalmente para cortar metal.
Embora reconheçamos que os lasers podem ser usados para cortar uma variedade de materiais, o escopo deste artigo é como ele pode ser aplicado a metais.
Aqui estão alguns dos principais benefícios do corte a laser:
- É um processo mais limpo para cortar metal
- É um processo mais rápido do que o corte a plasma
- Fornece a melhor qualidade de corte disponível
O que é um feixe de laser?
Um feixe de laser é um feixe de luz produzido por um laser. Os lasers são dispositivos que amplificam a luz estimulando a emissão. Isso significa que eles usam uma pequena quantidade de luz para criar uma grande quantidade de luz em um feixe. A luz de um laser é coerente, o que significa que todas as ondas estão em fase umas com as outras. Isso dá ao feixe de laser seu brilho e estreiteza característicos.
A história do corte a laser
A história do corte a laser remonta aos primórdios do desenvolvimento do laser. Em 1960, Theodore H. Maiman construiu o primeiro laser, um laser de rubi. Este foi um avanço na tecnologia laser, e abriu caminho para o desenvolvimento de outros tipos de lasers, como o laser de CO2.
A primeira máquina de corte a laser foi desenvolvida no início da década de 1970. Esta máquina usava um laser de CO2 para cortar metal. O corte a laser rapidamente se tornou popular na indústria de manufatura, pois era uma maneira mais precisa e eficiente de cortar metal do que os métodos tradicionais, como punção e cisalhamento.
Na década de 1980, o corte a laser começou a ser usado para outros materiais, como madeira, plástico e tecido. Isso tornou o corte a laser ainda mais versátil e abriu novos mercados para a tecnologia.
Hoje, o corte a laser é um processo amplamente utilizado em uma variedade de indústrias. Ele é usado para cortar uma ampla gama de materiais, e é uma maneira precisa, eficiente e econômica de produzir peças de alta qualidade.
Principais marcos ao longo de décadas na história do corte a laser
1960: Theodore H. Maiman constrói o primeiro laser, um laser de rubi.
Década de 1970: É desenvolvida a primeira máquina de corte a laser.
Década de 1980: O corte a laser começa a ser usado para outros materiais, como madeira, plástico e tecido.
Década de 1990: O corte a laser torna-se mais acessível.
Anos 2000: O corte a laser é usado em uma ampla gama de indústrias.
Década de 2010: O corte a laser continua a evoluir e melhorar.
Quem é Theodore Maiman?
Theodore Harold Maiman (Los Angeles, 11 de julho de 1927 — Vancouver, 5 de maio de 2007) foi um físico estadunidense. Este é um dispositivo que produz luz coerente monocromática, ou luz em que os raios são todos do mesmo comprimento de onda e fase. O laser encontrou inúmeros usos práticos, que vão desde cirurgias delicadas até a medição da distância entre a Terra e a Lua.
Depois de receber um Ph.D. da Universidade de Stanford em 1955, Maiman aceitou uma posição no Hughes Research Laboratories (agora HRL Laboratories, LLC), onde se interessou por um dispositivo desenvolvido e construído por Charles H. Townes e colegas e conhecido como maser (acrônimo para “amplificação de micro-ondas [ou molecular] por emissão estimulada de radiação”). Maiman fez inovações de design que aumentaram muito a viabilidade do maser de estado sólido. Ele então se propôs a desenvolver um maser óptico, ou laser, que é baseado no princípio maser, mas produz luz visível em vez de micro-ondas. Ele operou o primeiro laser de sucesso em 1960 e dois anos depois estabeleceu a Korad Corporation para pesquisa, desenvolvimento e fabricação de laser. Maiman mais tarde vendeu a Korad e trabalhou como consultor na TRW, uma empresa de tecnologia. Sua autobiografia, The Laser Odyssey, foi publicada em 2000.
CO2 x Fibra
Existem dois tipos principais de cortadores a laser industriais: CO2 e fibra.
Em um sistema de corte a laser de CO2, a luz é produzida quando a eletricidade passa por um tubo cheio de gás com espelhos em ambas as extremidades. Um espelho é totalmente reflexivo, enquanto o outro deixa passar alguma luz, gerando um feixe de luz. Esse feixe de luz é guiado por espelhos até o material a ser cortado. O gás é tipicamente uma mistura de dióxido de carbono, nitrogênio, hidrogênio e hélio.
A fibra ótica é um meio de propagação controlado que aprisiona e conduz o feixe de luz gerado pelo LASER. Esse desenvolvimento permitiu uma redução de itens moveis tornando muito mais barato, eficiente e poderosos do que os lasers tradicionais. Os lasers de fibra são frequentemente usados para cortar metal, pois podem produzir cortes muito precisos. Eles também são usados para soldagem, marcação e gravação.
Os lasers de CO2 geralmente têm um custo de investimento de capital mais baixo, mas são mais caros de manter do que os lasers de fibra. Na verdade, o laser de fibra é o tipo de laser amplamente utilizado para cortar metais.
Vantagens do corte a laser
Como explicado acima, o corte a laser é um processo que utiliza um laser para vaporizar materiais, resultando em uma aresta de corte. Algumas das principais vantagens do corte a laser incluem:
Precisão: É um processo muito preciso, capaz de produzir cortes com maior precisão. Isso o torna ideal para aplicações onde a precisão é importante, como na indústria aeroespacial, medicina e fabricação de peças de alta qualidade.
Rapidez: Quando se trata de espessuras baixas, é um processo muito rápido, capaz de cortar metais de forma veloz e eficiente. Isso o torna uma opção econômica para produção de alto volume.
Versatilidade: Pode ser usado para cortar uma grande variedade de materiais, incluindo metal, madeira, plástico e vidro. Quando se trata de metais, pode cortar aço, aço inoxidável, latão, alumínio, etc. Isso o torna um processo versátil que pode ser usado para uma variedade de aplicações.
Automação: O corte a laser pode ser automatizado, tornando-se uma boa escolha para produção de alto volume. Isso pode economizar tempo e dinheiro, e também pode melhorar a consistência dos cortes.
Durabilidade: São construídos para durar e, com os devidos cuidados, podem suportar os rigores do uso diário. Os sistemas de corte a laser são equipamentos caros que podem durar décadas sem se deteriorar.
Desvantagens do corte a laser
O corte a laser também tem algumas desvantagens que devem ser consideradas antes de tomar uma decisão sobre obter o sistema ou não. Algumas dessas desvantagens incluem:
Altos custos iniciais: Esses sistemas de corte são caros de comprar, então os custos iniciais podem ser proibitivos para pequenas empresas. Modelos mais simples podem custar cerca de US$ 20 mil, mas normalmente representariam um investimento de cerca de US$ 250 mil. Alguns sistemas de corte a laser podem chegar a alguns milhões de dólares.
Espessura limitada do material: Eles só podem cortar materiais até uma certa espessura, por isso podem não ser adequados para todas as aplicações. A maioria dos sistemas de corte a laser pode lidar com espessuras de menos de uma polegada.
Os sistemas de corte a laser não podem ser misturados com oxicorte, como alguns sistemas de corte a plasma. Nesses casos, o operador deve decidir se deseja utilizar plasma ou oxicorte para o corte, de acordo com a espessura da chapa.
Se você tem uma gama de espessuras de chapas de metal para cortar, o corte a laser só seria uma solução para você se elas não excederem uma polegada. Se você precisar cortar espessuras acima de uma polegada, a melhor opção é fazer isso com um sistema de corte a plasma. Temos todos os equipamentos necessários para o corte a laser e a plasma.
Fumos e gases perigosos: O corte a laser pode produzir fumos e gases perigosos, por isso é importante ter ventilação adequada. Esta é uma desvantagem comum dos equipamentos de solda e corte, independentemente do tamanho.
Requer operadores qualificados: As máquinas de corte a laser são equipamentos complexos, por isso exigem operadores qualificados para usá-las de forma eficaz. Qualquer operador que queira controlar uma máquina de corte a laser requer treinamento especializado na área.
Isso é especialmente importante por causa dos riscos potenciais à saúde que podem advir do uso indevido de lasers. Todos os operadores que manuseiam a máquina de corte a laser devem conhecê-los.
O processo de corte mais confiável
O corte a plasma nunca foi tão fácil
Quanto é usado o corte a laser no mundo?
O tamanho do mercado global de máquinas de corte a laser foi avaliado em US$ 3,37 bilhões em 2020 e deve atingir US$ 6,69 bilhões até o final de 2027, crescendo a uma taxa de 10,65% a cada ano durante o período 2021-2027. O mercado é segmentado por tipo (laser de CO2, laser de fibra e outros), aplicação (chapa metálica, tubo e tubulação e outros) e região (América do Norte, Europa, Ásia-Pacífico e resto do mundo).
O crescimento do mercado de máquinas de corte a laser é impulsionado pela crescente demanda por corte de materiais de alta precisão e alta velocidade em uma variedade de indústrias, como automotiva, aeroespacial, eletrônica e médica. A crescente demanda por máquinas de corte a laser também está sendo impulsionada pela crescente adoção da automação na fabricação.
Espera-se que a região Ásia-Pacífico seja o mercado de crescimento mais rápido para máquinas de corte a laser durante o período de previsão. Isso é atribuído ao rápido crescimento econômico da região, que está levando a um aumento na demanda por bens manufaturados. A China é o maior mercado de máquinas de corte a laser na região Ásia-Pacífico.
Equipamento necessário para o corte a laser
O equipamento necessário para o corte a laser irá variar dependendo do tipo de laser e da potência do laser. No entanto, o equipamento básico necessário para o corte a laser inclui:
Laser: O laser é o coração do sistema de corte a laser. Ele é responsável por gerar o feixe de laser que é usado para cortar o material.
Pórtico: O pórtico é a estrutura mecânica que sustenta a cabeça do laser e a move ao redor da peça de trabalho.
Prancheta: A prancheta é a superfície sobre a qual a peça de trabalho é colocada. Também pode ser conhecida como uma mesa de corte a laser, embora às vezes seja assim que eles chamam todo o sistema de corte.
Computador: O computador é usado para controlar o sistema de corte a laser. É usado para introduzir o design da peça de trabalho e para controlar o movimento da cabeça do laser. O laser pode ser controlado por um software conhecido como CNC (Computer Numerical Control). Há muitas opções disponíveis.
Este software pode agrupar automaticamente as diferentes peças que você deseja cortar na chapa de metal para consumir melhor o material disponível. Além disso, eles podem lidar com o calor produzido pelo processo de corte e variam a localização do feixe de laser para evitar deformações no material.
Sistema de resfriamento: O sistema de resfriamento é usado para resfriar a cabeça do laser e o resonador LASER. Isso é importante porque a cabeça do laser e a unidade de ressonador LASER podem ficar muito quente durante a operação.
Fornecimento de gás: Todo sistema de corte, seja oxicorte, plasma ou laser, precisará de uma fonte de gás para operar. É muito importante que o ar fornecido seja de alta qualidade.
Sistema de exaustão: O sistema de exaustão é usado para remover fumos e gases que são produzidos durante o corte a laser. Estes fumos e gases podem ser prejudiciais para a saúde humana.
Equipamentos de proteção individual (EPIs) para operadores
Além dos equipamentos básicos para o sistema, existem alguns outros acessórios que são necessários para operadores a laser, como:
Óculos de segurança: Os óculos de segurança são essenciais para proteger os olhos do raio laser.
Luvas: As luvas são usadas para proteger as mãos do calor da cabeça do laser.
Avental: Um avental é usado para proteger as roupas do raio laser.
Cortador: Um cortador pode ser necessário para cortar ou liberar o material depois de ter sido cortado a laser.
Lixa: A lixa é usada para alisar as bordas do material cortado. Pode fazer parte do processo de acabamento.
Agora, falando sobre os EPIs que qualquer operador pode precisar, é hora de falar sobre as diretrizes de segurança a serem consideradas ao usar um sistema de corte a laser.
Diretrizes de segurança ao usar equipamentos de corte a laser
Os sistemas de corte a laser são ferramentas poderosas que podem ser usadas para criar cortes intrincados e precisos em uma variedade de materiais. No entanto, é importante seguir as orientações de segurança ao usar equipamentos de corte a laser para evitar lesões. Aqui estão alguns deles:
Use óculos de segurança ao operar uma máquina de corte a laser. O feixe de laser pode causar danos oculares permanentes, mesmo que apenas vistos brevemente, por isso use sempre os óculos de segurança adequados, independentemente de você estar operando a máquina ou localizado apenas nas proximidades.
Nunca olhe diretamente para o feixe de laser. Mesmo um olhar momentâneo pode causar danos oculares permanentes. Não direcione o feixe de laser para ninguém, nem mesmo como reflexo.
Mantenha seu corpo e roupas longe do raio laser. O feixe de laser pode causar queimaduras na pele e nos olhos. Quanto mais EPI apropriado você puder usar, melhor.
Não opere uma máquina de corte a laser se estiver cansado ou intoxicado. Isso pode levar a acidentes por não prestar atenção à operação. Se você estiver tomando medicamentos que podem causar sonolência, não use um sistema de corte a laser.
Certifique-se de que a máquina de corte a laser está devidamente aterrada. Isso ajudará a evitar choques elétricos. Além disso, um atalho elétrico pode causar danos dispendiosos ao equipamento laser.
Mantenha a área da máquina de corte a laser limpa e livre de detritos. Os detritos podem pegar fogo ou fazer com que o feixe de laser se desvie. Além disso, pode impedir que o laser faça um corte ou o torne irregular. Limpe a ótica quantas vezes forem recomendadas pelo fabricante no manual do proprietário.
Mantenha um extintor de incêndio e kit de primeiros socorros à mão em caso de emergência. Devido ao calor extremo na peça de trabalho ou outro motivo, um incêndio pode começar. Qualquer emergência deve ser atendida o mais rápido possível.
Leia e siga atentamente as instruções de segurança do fabricante. Isso deve ser um fato, mas é surpreendente quantas pessoas não seguem as instruções. No caso de sistemas de corte a laser, é essencial seguir cuidadosamente as instruções fornecidas pelo fabricante.
Algumas regulamentações dos Estados Unidos agora são seguidas por muitos outros países. Alguns exemplos são estes:
- EIC 60825-1 Segurança de produtos a laser, Parte 1 “Classificação e requisitos do equipamento”
- ANSI Z136.1; Padrão Nacional Americano para Uso Seguro de Lasers
- Código de regulamentação federal dos EUA de 21CFR1040.10 para um produto a laser completo
- Código de regulamentação federal dos EUA de 21CFR1040.11 para um produto a laser completo
- Manual Técnico da Administração de Saúde de Segurança Ocupacional dos EUA (OSHA), Seção III, Capítulo 6, “Riscos do Laser”
Seguindo essas diretrizes de segurança, você pode ajudar a garantir que o corte a laser seja um processo seguro e produtivo em sua própria empresa, evitando acidentes e responsabilidades.
Podemos ajudá-lo a começar no corte a laser
Sabemos como é importante para você decidir se deseja obter um sistema de corte a laser para sua planta de produção ou não. Mesmo quando você chegou à conclusão de que o corte a laser é realmente o melhor para suas circunstâncias, há muitas opções disponíveis.
Qualquer um de nossos especialistas está lá para responder a quaisquer perguntas que você possa ter sobre corte a laser. Preencha o formulário ou ligue para nós e podemos iniciar este processo. Temos mais de 40 anos de experiência ajudando empresas de todos os tamanhos a montar sistemas de corte. Sinta-se à vontade para entrar em contato conosco a qualquer momento.
