Tutto sul Taglio Laser

Come funziona il taglio laser?

Nel taglio laser il fascio di radiazione EM proveniente dalla sorgente viene focalizzato, tramite una lente, sulla superficie della lamiera da tagliare la quale si riscalda e giunge rapidamente a fusione. Contemporaneamente un flusso di gas coassiale al fascio laser uscente da un ugello posto a valle della lente di focalizzazione produce una spinta fluidodinamica sufficientemente intensa da allontanare il fuso generando di fatto il solco di taglio.La lavorazione procede movimentando il fascio laser e la lamiera lungo il percorso di taglio desiderato.

Tipologie a seconda del gas impiegato

Taglio laser con gas inerte

Questo è il caso di quando il il gas utilizzato per allontanare il materiale fuso dal solco è inerte rispetto al materiale tagliato; i gas più utilizzati sono azoto, argon ed elio. Tale procedimento permette la realizzazione di un taglio di buona qualità, con una striatura laterale molto contenuta.

Taglio assistito ossigeno

Nel taglio laser assistito ossigeno il gas di processo (O2) reagisce con il materiale metallico in lavorazione generando ossido metallico; ciò rilascia una quantità di energia aggiuntiva rispetto a quella del fascio laser che contribuisce a fondere il materiale velocizzando così la lavorazione. In questa tipologia il fascio laser ha la principale funzione di riscaldare il materiale permettendo così la reazione di ossidazione, la quale genera la maggior parte dell’energia necessaria a fondere il materiale. Rispetto alla tipologia precedente il vantaggio è di poter disporre di maggior potenza e di conseguenza poter lavorare su superfici più spesse o a velocità maggiori di contro le parti generate sono rivestite da un sottile strato di ossido metallico e sono geometricamente più irregolari che nel caso del taglio con gas inerte.

Tipologie a seconda della sorgente

Taglio laser CO2

Si tratta di laser a gas basati su una miscela gassosa di biossido di carbonio eccitato elettricamente; tipicamente hanno una lunghezza d’onda di 10 μm. Tra i punti di forza dei laser CO2 un rendimento relativamente elevato ed un’ottima qualità del taglio anche su lamiere spesse di acciai legati.

Taglio laser a fibra

Nei laser a fibra il raggio è prodotto per mezzo di un cosiddetto laser seed e viene amplificato tramite fibre di vetro montate appositamente, alle quali viene alimentata energia mediante diodi di pompaggio; la lunghezza d’onda dei laser a fibra è di 1 μm. Tra i vantaggi principali del taglio laser a fibra una maggiore efficienza rispetto al laser CO2, la possibilità di tagliare metalli non conduttivi come ottone e rame, una maggior velocità e una minor manutenzione.

Taglio laser a diodo

Tale tipologia di macchina per taglio laser coniuga i vantaggi delle due precedenti categorie garantendo consumi energetici più bassi in quanto il rapporto di conversione (rapporto tra potenza sviluppata e potenza realmente impiegata nel taglio) è pari al 50%.Il laser al diodo ha capacità di taglio superiori rispetto alla tipologia a CO2 e supera il taglio laser a fibra sui materiali riflettenti. La qualità invece è comparabile a quella del taglio laser CO2; infine il taglio laser a diodo garantisce un’altissima velocità di taglio, in media un 15% in più rispetto al laser in fibra.

Quali materiali possono essere tagliati con tecnologie laser?

  • Acciaio a basso tenore di carbonio: si presta molto bene ad essere tagliato mediante laser sia con gas inerte sia, in particolare, assistito ossigeno.
  • Acciaio ad alto tenore di carbonio e acciai legati: possono essere tagliati con il laser ma occorre prestare attenzione alle strutture estremamente dure o fragili che si possono formare in prossimità del solco a causa del ciclo termico non controllato che può compromettere la piegabilità della lamiera tagliata.
  • Leghe di alluminio: si prestano bene ad essere tagliate mediante laser; tali leghe possono essere tagliate sia con gas inerte sia con ossigeno anche se spesso ci si spinge verso soluzioni miste.
  • Acciaio inossidabile austenitico: può essere tagliato agevolmente mediante in laser in particolare utilizzando azoto ad alta pressione; più raro è l’impiego del taglio assistito ossigeno in quanto non offre notevoli incrementi di velocità e possono nascere problemi di resistenza alla corrosione.

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Opportunità e vantaggi del taglio laser

I vantaggi del taglio laser sono da ricercarsi principalmente nella velocità, nella precisione, nella qualità del lembo generato e al costo limitato della lavorazione.Tale lavorazione permette di ottenere vantaggi tanto nella fase di progettazione quanto nella fase di progettazione del ciclo di produzione; è possibile infatti lavorare con una grande variabilità di spessori e di materiali. I vantaggi progettuali derivano dalla possibilità di tagliare geometrie su lamiere piane o anche già piegate o imbunite progettando un ciclo che preveda l’utilizzo di tali superfici che verranno poi unite tramite vicoli tradizionali o saldatura.In particolare, grazie all’elevata precisione offerta dal taglio laser, è possibile realizzare sia tasselli di posizionamento che le relative sedi facilitando così il posizionamento ed il montaggio. Tali vantaggi si riscontrano principalmente nell’esecuzione di prototipi o piccole serie con un impegno economico del tutto contenuto.

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