Le numerose cose che ci circondano, utilizzate per diverse applicazioni, sono realizzate utilizzando molteplici metodi e materiali. Gli oggetti che coinvolgono il metallo tendono a passare attraverso metodi diversi per produrre i diversi prodotti basati sull'applicazione. Uno dei metodi di produzione di prodotti a base metallica è il taglio laser della lamiera. Se desideri saperne di più su questo processo e su ogni minimo dettaglio associato, sei nel posto giusto. Questa guida di seguito presenta tutto ciò che è associato al processo di taglio laser della lamiera e ti aiuterà a imparare molte cose al riguardo. Allora, leggiamo di seguito.
Il taglio laser della lamiera è anche noto come fabbricazione di lamiere. È un processo industriale di produzione che utilizza i laser sotto forma di fasci luminosi ad alta potenza. Questo laser aiuta a tagliare le sottili lamiere. L'intero processo è controllato dalla tecnologia CNC e aiuta a tagliare le parti con alta precisione. Numerosi settori utilizzano il processo di taglio laser della lamiera per produrre parti basate su lamiere. Esistono diversi processi e forme di laser utilizzati nel processo di taglio e ogni tipo di laser ha i suoi pro e contro, seguiti da funzionalità che aiutano con il taglio processi.
2. Il processo di taglio laser della lamiera
Il processo di taglio laser della lamiera si basa su tre metodi distinti e ogni tecnica utilizza un processo diverso; questi tre metodi sono discussi di seguito:
2.1. Taglio per fusione del raggio laser
Il processo di taglio per fusione a raggio laser comprende gas da taglio inerte, argon o azoto, e viene eseguito tramite un cannello da taglio. Il gas inerte utilizzato aiuta ad evitare l'ossidazione. Questa ossidazione solitamente avviene sul tagliente ma può essere evitata utilizzando gas inerte.
Questo gas non reagisce mai con il processo e quindi è adatto per lamiere sottili e piatte e dove il materiale ha sufficienti requisiti visivi e ha anche meno necessità di post-lavorazione.
2.2. Taglio a sublimazione del raggio laser
Il taglio a sublimazione è un altro processo utilizzato per il taglio laser della lamiera e comprende un laser. Le parti del materiale in questione vengono evaporate con l'aiuto del raggio laser, e questo non lascia sciogliere molto il metallo.
Il taglio a sublimazione del raggio laser è un processo lento, ma se sono necessari tagli ad alta precisione e bordi ben rifiniti, questo processo è una delle opzioni più adatte.
2.3. Taglio a fiamma con raggio laser
Il processo delle aziende di taglio a fiamma con raggio laser che utilizza gas ossigeno. Questo gas aiuta a evaporare il metallo fuso. Poiché è coinvolto l'ossigeno, il processo è una reazione esotermica, che porta ad un aumento dell'energia del processo.
Questo processo è principalmente per il taglio dell'acciaio dolce e aiuta con diverse lamiere. Inoltre, anche materiali come la ceramica possono essere lavorati con questo metodo.
3. Tipologie di laser per il taglio della lamiera
Esistono diversi tipi di laser utilizzati per il taglio della lamiera; ogni tipo differisce dagli altri e le caratteristiche di ciascun tipo di laser sono discusse di seguito:
3.1. Laser a fibra
Le macchine da taglio laser a fibra offrono il taglio più preciso, quindi i laser a fibra sono scelti in applicazioni in cui il taglio dei metalli richiede un'elevata precisione. Si tratta di laser allo stato solido; usandoli, aiutano a tagliare materiali come leghe di metalli, metalli e persino non metalli.
Oltre a tagliare i materiali, questi laser aiutano a incidere e ricotturare i metalli. Sono molto estesi e consistono nell'utilizzo di una potenza elevata. La loro vita è di circa 25000 ore, e non necessitano di un elevato livello di manutenzione.
È noto che i laser a fibra producono i raggi laser più robusti, che sono altamente stabili. Sono adatti al taglio di materiali con spessore inferiore a 20 mm.
3.2. Laser a CO2
I laser a CO2 sono ampiamente utilizzati anche come laser da taglio, e questi laser svolgono la loro funzione producendo un fascio di luce; questa luce arriva attraverso l'elettricità corrente, che proviene da un tubo contenente una miscela di gas.
Questi gas sono gas inerti compressivi misti come azoto ed elio seguiti da anidride carbonica. I gas utilizzati in questo processo sono quelli più comuni.
Rispetto ai laser a fibra, i laser ad anidride carbonica sono meno vigorosi. Le macchine laser che utilizzano laser CO2 possono tagliare non metalli, tra cui plastica, acrilico e legno. Tuttavia, in alcuni casi, aiutano anche a tagliare il metallo sotto forma di fogli. Le sottili lamiere tagliate con questo processo comprendono metalli non ferrosi e alluminio.
3.3 Laser a cristallo (ND: YAG o ND: YVO)
I laser a cristallo vengono utilizzati nel taglio della lamiera, ma esistono due forme di tali laser cutter. ND: YAG, chiamato anche granato di ittrio e alluminio drogato con neodimio, e ND: YVO, chiamato ittrio drogato con neodimio Roth-vanadate, YVO4, sono due forme di cristalli utilizzati per il processo di taglio.
Queste due forme di cristalli sono ampiamente utilizzate poiché offrono un'elevata potenza nel taglio dei metalli. D’altro canto sono molto costosi e la loro aspettativa di vita è pari alla metà di quella dei laser a fibra. Hanno una vita che varia dalle 8000 alle 15000 ore.
I laser a cristallo sono adatti per il taglio di metalli che possono essere rivestiti o non rivestiti e funzionano bene anche durante il taglio di non metalli, tra cui plastica e ceramica.
4. Materiale per il taglio laser della lamiera
Il taglio laser della lamiera è un metodo molto efficiente che aiuta a tagliare il metallo in diverse dimensioni e forme. Esistono però molti tipi di materiali tra cui scegliere, che hanno le loro caratteristiche per diverse applicazioni e che possono essere tagliati mediante il taglio laser della lamiera. Alcuni di questi materiali sono discussi di seguito.
Armadi in Acciaio
Esistono diverse forme di acciaio e ogni forma ha le sue caratteristiche:
Acciaio dolce viene utilizzato perché è altamente conveniente e offre versatilità.
Acciaio inossidabile è noto per la sua finitura di lunga durata e resiste alla corrosione.
Acciaio ad alta resistenza viene utilizzato anche in molte applicazioni, e viene utilizzato in quei prodotti che necessitano di un elevato livello di resistenza.
Alluminio
L'alluminio è un materiale leggero e viene utilizzato in applicazioni in cui è necessaria la resistenza alla corrosione, come nel settore automobilistico, aerospaziale ed elettronico di consumo.
Ottone
L'ottone è una miscela di zinco e rame e ha un aspetto esteticamente accattivante; viene quindi utilizzato per applicazioni che necessitano di un miglioramento estetico con il taglio laser della lamiera.
Rame
Il rame è un materiale utilizzato nelle applicazioni elettroniche e offre conduttività e resistenza alla corrosione; i componenti elettronici sono realizzati mediante taglio della lamiera.
Nichel, Ni free
Nichel, Ni free è un materiale molto durevole che resiste alle alte temperature e alla corrosione. Pertanto, viene utilizzato in applicazioni come l'elaborazione chimica e l'aerospaziale.
Acciaio galvanizzato
L'acciaio zincato viene utilizzato quando si tratta di taglio laser di lamiere e viene utilizzato in applicazioni che richiedono un materiale resistente alla corrosione costituito da uno strato di zinco.
Titanio
Il titanio è utilizzato nell'industria automobilistica, aerospaziale e medica. È resistente e leggero e offre facilità se combinato con il processo di taglio della lamiera.
I materiali discussi sopra sono tutti molto rilevanti per quanto riguarda il processo di taglio laser della lamiera, ma quale materiale scegliere per quale applicazione dipende dai requisiti.
Questi requisiti sono composti dalla forza, dalla capacità del budget materiale e da tutti questi fattori. Le proprietà del materiale devono essere valutate prima della selezione e dovrebbero essere adatte all'applicazione.
5. Fattori che influiscono sui costi del taglio laser
Il costo del taglio laser della lamiera dipende da molti fattori. Alcuni di questi fattori sono i seguenti:
Natura del materiale
I materiali hanno tipologie e spessori diversi; in base a ciò avviene il processo di taglio. I materiali, che sono duri e spessi, necessitano di più tempo e della potenza del laser per essere tagliati, e questo incide sui costi.
Maggiore è il tempo e la potenza necessari, maggiore sarà il costo del processo e viceversa.
Spreco di materiale
Il materiale deve essere utilizzato in modo efficiente durante il processo di taglio della lamiera; quando il materiale viene utilizzato, gli scarti si riducono e quindi la lamiera viene ottimizzata correttamente. Questo aiuta a ridurre i costi. Tuttavia, nei casi in cui gli sprechi sono elevati, aumenta anche il costo complessivo.
Costo di installazione
Anche il costo di installazione delle macchine è un costo considerevole e consiste nel caricare e fissare il materiale, impostare il laser e preparare la macchina; ciò aumenta il costo del processo perché richiede anche una persona addestrata separatamente per svolgere il lavoro e richiede anche tempo.
Complessità del design
I progetti complessi influiscono sulla velocità e finiscono per aumentare i tempi e i costi. Tuttavia, nei casi in cui il progetto è semplice, la velocità della macchina è elevata e quindi il costo è ridotto.
Efficienza della macchina
Macchinari efficienti aiutano a offrire un processo di taglio preciso ed efficiente, con conseguente risparmio sui costi. Le macchine per il taglio laser inefficienti o non mantenute correttamente possono aumentare il costo del processo.
Consumo di laser
Il processo di taglio laser è supportato con gas inerti; costano di più se consumati in quantità maggiori. I materiali spessi e resistenti tendono ad aumentare il costo del processo a causa dell'elevato consumo di gas ed energia.
Costo del lavoro
Anche i costi di manodopera si aggiungono all'intero processo di taglio laser e comprendono anche l'installazione della macchina e le attività di post-taglio; quindi, ciò porta ad un aumento del costo complessivo.
Volume dell'ordine
Anche il volume degli ordini è un aspetto essenziale che incide sul costo del processo di taglio laser della lamiera. Se il volume è elevato, si ottengono economie di scala, portando a risparmi sui costi di processo riducendo il prezzo unitario. Tuttavia, se il volume è basso, il costo unitario è elevato.
6. Vantaggi del taglio laser della lamiera
Il taglio laser della lamiera è un metodo per produrre molte applicazioni che richiedono il taglio del metallo sotto forma di fogli. Alcuni dei vantaggi del processo di taglio laser della lamiera sono i seguenti:
Tagli e disegni precisi
Il raggio di luce proveniente dal laser aiuta a tagliare i metalli con elevata precisione. La precisione del taglio è notevole, tanto da portare alla fusione ed evaporazione del materiale, talmente fine da non poter essere paragonato a nessun altro metodo utilizzato per il taglio dei metalli.
Gli strumenti di fustellatura offrono una tolleranza da 1 a 3 mm, ma il livello di precisione arriva fino a 0.003 mm quando si tratta del taglio laser.
Migliore utilizzo del foglio
Il taglio laser è un metodo che non comporta alcuno spreco. Il taglio laser valorizza i materiali e li utilizza al massimo. Pertanto, lo stress derivante dall’acquisto di materiale aggiuntivo per la realizzazione del progetto e del processo non è inesistente.
Inoltre, poiché gli sprechi si riducono, anche il costo del materiale si riduce perché troppi sprechi portano a costi eccessivi, che vengono risparmiati in questo processo.
Taglio versatile
L'intero processo di taglio della lamiera è versatile; offre flessibilità e molte funzioni vengono eseguite con questo metodo. Questo processo è adatto per tagli semplici e complessi e supporta anche dettagli e incisioni complessi.
Pertanto, il processo non impone ai produttori il fastidio di sostituire occasionalmente gli strumenti quando il processo continua. Aiuta a ottenere i tagli e i disegni desiderati in modo efficiente.
Utilizza meno energia
Il taglio laser della lamiera è un processo eseguito da macchine che funzionano in modo automatico e non è necessario spostare le loro parti. I pezzi metallici vengono tagliati consumando meno energia.
I laser cutter utilizzano un'energia di 10KW; altri processi di taglio consumano cinque volte più energia.
Tagli senza danni
Alcuni hanno pensato che a causa del procedimento di taglio laser della lamiera, i pezzi prodotti siano soggetti a danneggiamenti dovuti alla produzione di calore.
Tuttavia, questo non è il caso; l'impatto del calore è minimo e la tolleranza dei metalli non viene quindi compressa.
I componenti realizzati mediante taglio laser presentano caratteristiche integre e nessun danneggiamento.
7. Svantaggi del taglio laser della lamiera
Il processo di taglio laser della lamiera presenta molti vantaggi, ma presenta anche alcuni svantaggi, che sono i seguenti:
Richiede un operatore addestrato ed esperto
L'utilizzo di un laser cutter non è possibile per una persona che non è un professionista. Solo una persona professionale e addestrata può utilizzare la macchina per utilizzarla al meglio.
Un esperto li gestirà ragionevolmente nel caso in cui vi sia qualche difetto che anche l'esperto potrebbe rilevare. Se una persona non addestrata tenta di utilizzare la macchina, c'è un'alta probabilità che possa danneggiarla.
Spessore limitato del metallo supportato
Il taglio laser è in grado di supportare un'ampia varietà di materiali, compresi anche le lamiere. Tuttavia, questo processo è adatto solo per alcuni materiali più spessi. Per tagliare le lamiere sono adatti i normali laser cutter, e lo spessore massimo supportato è di 15 mm se è di alluminio e 6 mm se è di acciaio.
Rilascia gas nocivi
I laser cutter utilizzano gas inerti per eseguire la lavorazione della lamiera. Quando tendono a tagliare i metalli, lo fanno evaporandoli o sciogliendoli, e questo porta al rilascio di gas nocivi.
Questi gas possono causare molti problemi. Si consiglia quindi sempre di eseguire il processo di taglio laser in un ambiente di lavoro sicuro e adeguatamente ventilato in modo che i fumi non arrechino disturbo agli operatori delle macchine presenti nel locale.
Ingente investimento iniziale
Le macchine da taglio laser sono disponibili in diverse qualità; tuttavia, quando non vedi l’ora di investire nella macchina da taglio laser della migliore qualità, il costo è generalmente elevato e richiede un investimento ingente.
8. Suggerimenti critici per le parti tagliate al laser
Puoi seguire i suggerimenti suggeriti di seguito per massimizzare il processo di taglio laser nella progettazione delle parti metalliche dall'aspetto migliore.
Gestire il potere con lo spessore
Lo spessore del materiale e la potenza del laser vanno di pari passo; quando lo spessore del materiale è elevato, anche la potenza necessaria per tagliare il laser sarà elevata.
Se si mantiene una potenza bassa per il taglio di materiali più spessi, il laser non sarà in grado di penetrare nel metallo e non darà il taglio desiderato. Pertanto, è importante garantire che la potenza e lo spessore siano adeguatamente allineati.
Margine per Kerf
È necessario avere un margine per il taglio. Kerf è quando il laser cutter elabora il materiale utilizzato per la produzione della parte, incidendolo come un'ustione.
Pertanto, è essenziale mantenere un margine di taglio nella nostra parte prodotta utilizzando il materiale più spesso perché è più evidente quando il materiale utilizzato per la produzione di una parte è spesso.
Selezione del materiale appropriato
Fondamentale è anche considerare il materiale scelto per il taglio laser. Quando si seleziona un materiale adatto, è necessario tenere d'occhio le sue proprietà e se si desidera o meno incorporare queste proprietà nei prodotti finali.
Alcuni materiali sono rigidi, altri trasparenti e altri flessibili. Quindi, sceglierli in base alle proprie esigenze e al processo di taglio laser è altrettanto importante.
Significato della spaziatura
Lo spazio tra i due percorsi della lamiera deve essere almeno 2 mm. Questo spessore è importante perché aiuta a rimuovere l'errore nel caso in cui persista e si ottiene il miglior risultato possibile.
Incorporazione del testo
Le operazioni laser variano e solo alcune operazioni laser richiedono il taglio del testo. Tuttavia, nei casi in cui è necessario, il modo migliore per incorporarlo è scrivere le lettere in un formato più grande con una spaziatura sufficiente, poiché offre un risultato migliore. Se incorpori lettere ma sono vicine l'una all'altra, si sovrapporranno.
9. Applicazioni di parti di taglio laser in lamiera
Le parti di taglio laser della lamiera sono ampiamente utilizzate in molti tipi di applicazioni e alcune di queste sono le seguenti:
I componenti utilizzati nell'industria aerospaziale sono quelli che devono essere accurati. Sono parti altamente precise e necessitano anche di un'elevata tolleranza a causa della complessità della progettazione dell'aereo.
Il processo di taglio laser della lamiera aiuta a creare componenti leggeri e adatti all'industria aerospaziale. Materiali come l'alluminio e l'acciaio sono ampiamente utilizzati in queste applicazioni.
Anche il processo di taglio laser della lamiera è un metodo a basso costo ideale per la produzione di elementi di fissaggio utilizzati nel settore aerospaziale e dei pannelli. Inoltre, queste parti sono adatte per la produzione di involucri per sensori e altri dispositivi e strumenti.
La base delle automobili è la lamiera. L'evoluzione delle lamiere ha portato all'evoluzione delle automobili perché la maggior parte delle parti di un veicolo sono costituite da sottili fogli di metallo come telai, tetti, pannelli ecc. Queste parti vengono sedotte in un processo di taglio laser e assumono forma e design che è necessario per fissarli in un'automobile.
L'industria medica è soggetta a esigenze mutevoli, quindi la scelta del materiale adatto è molto importante per garantire che gli strumenti medici siano di alta qualità. Questi strumenti richiedono un elevato livello di precisione e non vi è alcun margine di compromesso in termini di qualità.
Il processo di taglio laser della lamiera è altamente automatizzato e richiede molta precisione. Pertanto, gli strumenti utilizzati nel settore sanitario possono svolgere molto bene le funzioni richieste.
Inoltre, le lamiere hanno proprietà tali da sembrare altamente adatte a diverse funzioni mediche. Le forme più comuni di lamiera utilizzate in medicina sono l'acciaio inossidabile e l'alluminio e vengono osservate principalmente nella risonanza magnetica poiché rimangono inalterate a causa dei campi magnetici creati.
Industria elettronica
L'industria elettronica è dotata di numerose applicazioni che richiedono l'uso di lamiera e quella tailandese comprende la produzione di componenti elettronici come telefoni cellulari, tablet, illuminazione a LED e apparecchiature per le telecomunicazioni.
Elettrodomestici di consumo
Ogni apparecchio utilizzato in diverse applicazioni è costituito da lamiera. Il processo di taglio laser della lamiera migliora la precisione. Aiuta a progettare la lamiera in modo molto vantaggioso e aiuta ad essere applicabile a diversi tipi di elettrodomestici.
Il processo di taglio laser della lamiera aiuta non solo a realizzare i componenti degli elettrodomestici ma anche gli involucri degli elettrodomestici. Gli apparecchi fabbricati utilizzando questo processo comprendono frullatori, applicazioni utilizzate in diversi apparecchi e molto altro.
10. Come ridurre i costi del taglio laser della lamiera?
Il costo del taglio laser della lamiera può essere ridotto utilizzando diversi metodi e alcune di queste tecniche sono le seguenti:
Selezione della materia prima appropriata
La selezione delle materie prime adeguate quando si tratta di produrre i componenti mediante il taglio laser della lamiera è un aspetto essenziale per garantire il risparmio sui costi. La scelta di materiali economici ma di migliore qualità è fondamentale.
Si suggerisce di utilizzare materiali economici e, allo stesso tempo, in grado di svolgere funzioni all'altezza. Se si confronta l'acciaio inox e l'alluminio si vede che il costo dell'alluminio è inferiore a quello dell'acciaio inox, ma le proprietà sono più o meno le stesse; quindi, sceglierlo ti aiuterà a risparmiare sui costi di produzione.
Selezione dello spessore del foglio
La scelta dello spessore della lamiera con una dimensione standard è sempre molto adatta al progetto. Si consiglia di scegliere gli spessori delle lamiere facilmente disponibili e convenienti.
Eliminazione della placcatura e della saldatura
Il costo del taglio laser della lamiera può essere ridotto eliminando la saldatura e la placcatura. Le lamiere saldate tendono a rilasciare gas tossici, quindi il costo di produzione aumenta.
Le lamiere placcate sono quelle che aumentano i costi di produzione e anche i tempi di consegna; quindi, evitarli aiuta a ridurre i costi di produzione.
Mantenere il design semplice
La complessità del design lo rende accattivante ed esteticamente gradevole, ma allo stesso tempo aumenta i costi di produzione. Più il progetto è dettagliato, più strumenti saranno necessari per crearlo e ciò aumenterà anche il costo del processo.
Progetti più semplici con piegature di base contribuiranno a ridurre il costo del processo e, se mantieni uniforme il raggio della piega, sarai in grado di ridurre i costi di produzione. Più funzionalità e dettagli aggiungi, maggiore sarà il costo del processo.
11. Processi successivi alla finitura
Una volta fabbricati i componenti utilizzando il taglio laser della lamiera, alcuni componenti potrebbero necessitare di post-elaborazione ed esistono diversi metodi di post-elaborazione, suggeriti di seguito:
passivazione
Il processo di passione viene scelto per proteggere il componente dalla corrosione e conferisce uno strato di ossido, che aggiunge protezione. Questo processo consiste nel fornire al materiale un bagno di acido citrico e nitrico.
La superficie della lamiera dopo questo processo non risulta liscia, ma necessita di un processo di pulizia preventiva per effettuare la passivazione.
Film chimici
È uno dei materiali di finitura più convenienti, che porta all'applicazione di un rivestimento chimico leader. È adatto per l'alluminio e funge da primer per la base del metallo e aiuta a ridurre la possibilità di corrosione sul metallo, che è rivestito con una pellicola chimica.
Galvanotecnica
Il processo di galvanica viene effettuato tramite l'elettricità e per questo utilizza una cella elettrolitica. Lo strato metallico viene applicato sui metalli, creando un legame che aiuta a migliorare la funzionalità e l'estetica dei componenti e del metallo.
Il processo di galvanica riduce l'attrito tra le parti che si muovono e offre anche uno strato di protezione. È ideale per evitare la corrosione e migliorare le proprietà di adesione dei metalli.
La pittura
Il processo di verniciatura aggiunge uno strato di vernice sulla superficie metallica. Sulle superfici metalliche vengono spruzzati strati di vernice.
Il processo di verniciatura migliora la finitura e la disposizione della superficie e aiuta anche a rimuovere i difetti o nascondere i difetti sulla superficie del metallo. Non è durevole come altri metodi di finitura, ma può comunque aiutare a nascondere i difetti sulla superficie.
Incisione laser
L'incisione laser aiuta a creare segni permanenti sui componenti, ed è un processo specifico che è costoso e aiuta ad aggiungere segni di identificazione fondendo il metallo. Molti marchi utilizzano questo metodo per creare il proprio marchio o un punto di identificazione. Questo processo utilizza alte temperature per incidere il segno.
12. CONCLUSIONE
Il processo di taglio laser della lamiera è comunemente scelto e utilizzato per molte applicazioni. Pertanto, se anche voi non vedete l'ora che i vostri componenti vengano prodotti utilizzando questo processo, AN-Prototipo può aiutarti in questo senso.
Troverai molteplici opzioni con molta verticalità e offrono servizi convenienti; anche il costo dei componenti prodotti sarà relativamente inferiore. Vengono offerti molti tipi di materiali per fornirti molta facilità in base ai requisiti associati al settore in cui operi.