As inúmeras coisas ao nosso redor usadas para diferentes aplicações são feitas usando vários métodos e materiais. Os objetos que envolvem metal tendem a passar por diferentes métodos de produção dos diferentes produtos baseados em aplicações. Um dos métodos de fabricação de produtos à base de metal é o corte a laser de chapas metálicas. Se você deseja saber mais sobre esse processo e cada detalhe minucioso associado, você está no lugar certo. Este guia abaixo apresenta tudo associado ao processo de corte a laser de chapa metálica e o ajudará a aprender muitas coisas sobre ele. Então, vamos ler abaixo.
O corte a laser de chapa metálica também é conhecido como fabricação de chapas metálicas. É um processo industrial de fabricação que utiliza lasers na forma de feixes de luz de alta potência. Este laser ajuda a cortar folhas finas de metal. Todo o processo é controlado pela tecnologia CNC e auxilia no corte de peças com alta precisão. Várias indústrias utilizam o processo de corte a laser de chapas metálicas para fabricar peças baseadas em chapas metálicas. Existem diferentes processos e formas de lasers utilizados no processo de corte, e cada tipo de laser tem seus prós e contras, seguidos de recursos que auxiliam no corte processo.
2. O processo de corte a laser de chapa metálica
O processo de corte a laser de chapas metálicas é baseado em três métodos distintos, e cada técnica utiliza um processo diferente; esses três métodos são discutidos abaixo:
2.1. Corte por fusão de feixe de laser
O processo de corte por fusão a laser compreende gás de corte inerte, seja argônio ou nitrogênio, e é feito através de uma tocha de corte. O gás inerte utilizado ajuda a evitar a oxidação. Esta oxidação geralmente ocorre na aresta de corte, mas pode ser evitada se for utilizado gás inerte.
Este gás nunca reage com o processo e, portanto, é adequado para chapas metálicas finas e planas e onde o material tem requisitos visuais suficientes e também tem menos necessidade de pós-processamento.
2.2. Corte por sublimação de feixe de laser
O corte por sublimação é outro processo utilizado para corte a laser de chapas metálicas e compreende um laser. As partes do material em questão são evaporadas com o auxílio do raio laser, e isso não deixa o metal derreter muito.
O corte por sublimação com feixe de laser é um processo lento, mas se for necessário um corte de alta precisão e bordas bem acabadas, este processo é uma das opções mais adequadas.
2.3. Corte por chama com feixe de laser
O processo de empresas de corte por chama por feixe de laser usando gás oxigênio. Este gás ajuda na evaporação do metal fundido. Como o oxigênio está envolvido, o processo é uma reação exotérmica, levando a um aumento na energia do processo.
Este processo destina-se principalmente ao corte de aço-carbono e auxilia em diversas chapas metálicas. Além disso, materiais como a cerâmica também podem ser processados usando este método.
3. Tipos de lasers para corte de chapas metálicas
Existem diferentes tipos de lasers usados para cortar chapas metálicas; cada tipo difere dos outros, e as características de cada tipo de laser são discutidas abaixo:
3.1. Lasers de fibra
As máquinas de corte a laser de fibra oferecem o corte mais preciso, por isso os lasers de fibra são optados em aplicações onde o corte de metal necessita de alta precisão. São lasers de estado sólido; usando-os, eles ajudam a cortar materiais como ligas metálicas, metálicas e até não metálicas.
Além de cortar materiais, esses lasers ajudam a gravar e recozer metais. Eles são altamente extensos e consistem no uso de alta potência. Sua vida útil é de cerca de 25000 horas e não necessitam de alto nível de manutenção.
Os lasers de fibra são conhecidos por produzir os feixes de laser mais robustos, que são altamente estáveis. São adequados para cortar materiais com espessura inferior a 20 mm.
3.2. Lasers de CO2
Os lasers de CO2 também são amplamente utilizados como lasers de corte e desempenham sua função produzindo um feixe de luz; essa luz vem através da eletricidade corrente, que vem de um tubo que contém uma mistura de gases.
Esses gases são misturados comprimindo gases inertes como nitrogênio e hélio seguidos de dióxido de carbono. Os gases utilizados neste processo são os mais comuns.
Quando comparados aos lasers de fibra, os lasers de dióxido de carbono são menos vigorosos. As máquinas a laser que usam lasers de CO2 podem cortar não metais, incluindo plásticos, acrílico e madeira. No entanto, em alguns casos, eles até ajudam a cortar metal em forma de chapas. As finas folhas de metal cortadas por esse processo compreendem metais não ferrosos e alumínio.
3.3 Lasers de Cristal (ND: YAG ou ND: YVO)
Os lasers de cristal são usados no corte de chapas metálicas, mas existem duas formas desses cortadores a laser. ND: YAG, também chamado de granada de ítrio-alumínio dopado com neodímio, e ND: YVO, que é chamado de Roth-vanadato de ítrio dopado com neodímio, YVO4, são duas formas de cristais usados para o processo de corte.
Essas duas formas de cristais são amplamente utilizadas porque oferecem alto poder no corte de metais. Por outro lado, são muito caros e sua expectativa de vida também é metade da dos lasers de fibra. Eles têm uma vida útil que varia entre 8000 a 15000 horas.
Os lasers de cristal são adequados para cortar metais que podem ser revestidos ou não, e ainda funcionam bem no corte de não metais, que incluem plásticos e cerâmicas.
4. Material para corte a laser de chapa metálica
O corte a laser de chapas metálicas é um método muito eficiente que ajuda a cortar metais em diferentes tamanhos e formatos. No entanto, existem muitos tipos de materiais à sua escolha, que possuem características para diferentes aplicações e podem ser cortados com corte a laser de chapas metálicas. Alguns desses materiais são discutidos abaixo.
Aço
Existem diferentes formas de aço e cada forma tem suas características:
aço macio é utilizado porque é altamente acessível e oferece versatilidade.
Aço inoxidável é conhecido por seu acabamento duradouro e resiste à corrosão.
Aço de alta resistência também é usado em muitas aplicações e em produtos que precisam de um alto nível de resistência.
Alumínio
O alumínio é um material leve e é usado em aplicações onde a resistência à corrosão é necessária, como automóveis, aeroespaciais e eletrônicos de consumo.
Resina
O latão é uma mistura de zinco e cobre e tem uma aparência esteticamente atraente; portanto, é usado para aplicações que precisam de uma melhoria estética com corte a laser de chapas metálicas.
Cobre
O cobre é um material utilizado em aplicações eletrônicas e oferece condutividade e resistência à corrosão; componentes eletrônicos são fabricados usando corte de chapa metálica.
Níquel
Níquel é um material muito durável que resiste a altas temperaturas e corrosão. Portanto, é usado em aplicações como processamento químico e aeroespacial.
Aço galvanizado
O aço galvanizado é utilizado no corte a laser de chapas metálicas e em aplicações que necessitam de um material resistente à corrosão composto por uma camada de zinco.
Titânio
O titânio é usado na indústria automobilística, aeroespacial e médica. É forte e leve e oferece facilidade quando combinado com o processo de corte de chapas metálicas.
Os materiais discutidos acima são todos altamente relevantes em relação ao processo de corte a laser de chapas metálicas, mas qual material escolher para qual aplicação depende dos requisitos.
Esses requisitos são compostos pela resistência, pela capacidade do orçamento de materiais e por todos esses fatores. As propriedades do material devem ser avaliadas antes da seleção e devem ser adequadas à aplicação.
5. Fatores que afetam os custos de corte a laser
O custo do corte a laser de chapas metálicas depende de muitos fatores. Alguns desses fatores são os seguintes:
Natureza do Material
Os materiais possuem diferentes tipos e espessuras; de acordo com isso, ocorre o processo de corte. Os materiais, que são duros e mais grossos, precisam de mais tempo e também da potência do laser para cortar, e isso impacta no custo.
Quanto mais tempo e energia forem necessários, maior será o custo do processo e vice-versa.
Desperdício de Material
O material precisa ser utilizado de forma eficiente durante o processo de corte de chapa metálica; quando o material é utilizado, o desperdício é reduzido e, portanto, a chapa é otimizada adequadamente. Isso ajuda a reduzir o custo. Contudo, nos casos em que o desperdício é elevado, o custo global também aumenta.
Custo de configuração
O custo de setup das máquinas também é um custo considerável e consiste em carregar e fixar o material, montar o laser e preparar a máquina; isso aumenta o custo do processo porque ele também precisa de um indivíduo treinado separadamente para fazer o trabalho e também leva tempo.
Complexidade do Projeto
Projetos complexos impactam a velocidade e acabam aumentando tanto o tempo quanto o custo. Porém, nos casos em que o projeto é simples, a velocidade da máquina é rápida e, portanto, o custo é reduzido.
Eficiência da Máquina
Maquinários eficientes ajudam a oferecer um processo de corte preciso e eficiente, o que leva à economia de custos. Máquinas de corte a laser ineficientes ou sem manutenção adequada podem aumentar o custo do processo.
Consumo de Laser
O processo de corte a laser é apoiado por gases inertes; eles custam mais quando consumidos em quantidades maiores. Os materiais espessos e resistentes tendem a aumentar o custo do processo devido ao alto consumo de gás e energia.
Custo do Trabalho
Os custos de mão de obra também se somam a todo o processo de corte a laser, abrangendo ainda a configuração da máquina e as tarefas de pós-corte; portanto, isso leva a um aumento no custo geral.
Volume do pedido
O volume de pedidos também é um aspecto essencial que impacta o custo do processo de corte a laser de chapas metálicas. Se o volume for elevado, são alcançadas economias de escala, levando a poupanças no custo do processo através da redução do preço unitário. Porém, se o volume for baixo, o custo por unidade é alto.
6. Vantagens do corte a laser de chapa metálica
O corte a laser de chapas metálicas é um método para fabricar muitas aplicações que exigem o corte de metal na forma de chapas. Algumas das vantagens do processo de corte a laser de chapa metálica são as seguintes:
Cortes e designs precisos
O feixe de luz que vem do laser ajuda a cortar metais com alta precisão. A precisão do corte é notável, levando ao derretimento e evaporação do material, que é tão fino que não pode ser comparado a nenhum outro método utilizado para corte de metais.
As ferramentas de corte oferecem uma tolerância de 1 a 3 mm, mas o nível de precisão é tão baixo quanto 0.003 mm quando se trata de corte a laser.
Melhor aproveitamento da folha
O corte a laser é um método que não envolve desperdício. Os cortes a laser aproveitam ao máximo os materiais e os utilizam ao máximo. Portanto, o estresse de comprar material extra para a realização de projeto e processo não é inexistente.
Além disso, à medida que o desperdício é reduzido, o custo do material diminui ainda mais porque muito desperdício leva a custos excessivos, que são economizados neste processo.
Corte versátil
Todo o processo de corte de chapa é versátil; oferece flexibilidade e muitas funções são executadas por esse método. Este processo é adequado para cortes simples e complexos e ainda suporta detalhes e gravações intrincados.
Conseqüentemente, o processo não faz com que os fabricantes tenham o incômodo de substituir ocasionalmente as ferramentas quando o processo continua. Ajuda a obter os cortes e designs desejados com eficiência.
Utiliza menos energia
O corte a laser de chapas metálicas é um processo realizado por máquinas que funcionam de forma automática e não é necessário movimentar suas peças. As peças metálicas são cortadas consumindo menos energia.
Os cortadores a laser utilizam uma energia de 10KW; outros processos de corte consomem cinco vezes mais energia do que este.
Cortes sem danos
Algumas pessoas pensam que devido ao procedimento de corte a laser de chapas metálicas, as peças produzidas estão sujeitas a danos devido à produção de calor.
No entanto, este não é o caso; o impacto térmico é mínimo e a tolerância dos metais não é comprimida devido a isso.
Os componentes fabricados por corte a laser têm suas características intactas e sem danos.
7. Desvantagens do corte a laser de chapas metálicas
O processo de corte a laser de chapa metálica tem muitos benefícios, mas também existem algumas desvantagens, que são as seguintes:
Requer um operador treinado e experiente
Operar um cortador a laser não é possível para quem não é profissional. Somente uma pessoa profissional e treinada pode operar a máquina para utilizá-la da melhor forma.
Um especialista irá tratá-los de forma razoável caso haja alguma falha que o especialista também detecte. Caso uma pessoa não treinada tente operar a máquina, há uma grande chance de que ela acabe danificando-a.
Espessura Limitada de Metal Suportada
O corte a laser é capaz de suportar uma grande variedade de materiais, inclusive chapas metálicas. No entanto, este processo só é adequado para alguns materiais mais espessos. Os cortadores a laser habituais são adequados para cortar chapas metálicas, sendo que a espessura máxima suportada é de 15mm se for alumínio e 6mm se for aço.
Libera gases nocivos
Os cortadores a laser utilizam gases inertes para realizar o processo de chapa metálica. Quando tendem a cortar metais, fazem isso evaporando-os ou derretendo-os, o que leva à liberação de gases nocivos.
Esses gases podem causar muitos problemas. Portanto, é sempre recomendável que o processo de corte a laser seja realizado em um ambiente de trabalho seguro e adequadamente ventilado para que os vapores não causem problemas aos operadores das máquinas presentes na sala.
Investimento inicial robusto
As máquinas de corte a laser estão disponíveis em diferentes qualidades; entretanto, quando você pretende investir na máquina de corte a laser da melhor qualidade, o custo geralmente é alto, exigindo um grande investimento.
8. Dicas críticas para peças de corte a laser
Você pode seguir as dicas sugeridas abaixo para maximizar o processo de corte a laser ao projetar as peças metálicas mais bonitas.
Gerenciando energia com espessura
A espessura do material e a potência do laser andam de mãos dadas; quando a espessura do material é alta, a potência necessária para cortar o laser também será alta.
Caso você mantenha uma potência baixa para cortar materiais mais grossos, o laser não conseguirá penetrar no metal e não dará o corte desejado. Portanto, é importante garantir que a potência e a espessura estejam adequadamente alinhadas.
Margem para Kerf
Você precisa ter uma margem para o corte. Kerf é quando o cortador a laser processa o material utilizado na fabricação da peça, impactando-o como uma queimadura.
Portanto, manter uma margem de corte em nossa peça fabricada com material mais espesso é essencial, pois ela fica mais proeminente quando o material utilizado na fabricação de uma peça é grosso.
Seleção Apropriada de Materiais
O material escolhido para o corte a laser também é fundamental a ser considerado. Ao selecionar um material adequado, você deve ficar atento às suas propriedades e se deseja ou não que essas propriedades sejam incorporadas em seus produtos finais.
Alguns materiais são rígidos, alguns são transparentes e alguns são flexíveis. Portanto, escolhê-los de acordo com suas necessidades e o processo de corte a laser é igualmente importante.
Significado do espaçamento
O espaço entre os dois percursos da chapa deve ser de pelo menos 2 mm. Essa espessura é importante porque ajuda a eliminar o erro caso ele persista e o melhor resultado possível seja alcançado.
Incorporação de Texto
As operações a laser variam e apenas algumas operações a laser precisam de corte de texto. Porém, nos casos em que for necessário, a melhor forma de incorporá-lo é escrever as letras em formato maior e com espaçamento suficiente, pois oferece melhor resultado. Se você incorporar letras, mas estiverem próximas umas das outras, elas se sobreporão.
9. Aplicações de peças de corte a laser de chapa metálica
As peças de corte a laser de chapa metálica são amplamente utilizadas em muitos tipos de aplicações, e algumas delas são as seguintes:
Os componentes usados na indústria aeroespacial são os que precisam ser precisos. São peças altamente precisas e também necessitam de alta tolerância devido à complexidade do projeto da aeronave.
O processo de corte a laser de chapas metálicas ajuda a criar componentes leves e adequados para a indústria aeroespacial. Materiais como alumínio e aço são amplamente utilizados nessas aplicações.
O processo de corte a laser de chapas metálicas também é um método de baixo custo, ideal para a fabricação de fixadores usados na indústria aeroespacial e em painéis. Além disso, essas peças são adequadas para a fabricação de invólucros para sensores e outros acessórios e ferramentas.
A base dos automóveis são as chapas metálicas. A evolução das chapas metálicas levou à evolução dos automóveis porque a maioria das peças de um veículo são feitas de finas chapas metálicas como molduras, tetos, painéis etc. que é necessário para que sejam consertados em um automóvel.
A indústria médica está equipada com demandas variáveis, portanto, escolher o material adequado é muito importante para garantir que as ferramentas médicas sejam de alta qualidade. Essas ferramentas precisam de um alto nível de precisão e não há margem para comprometimento da qualidade.
O processo de corte a laser de chapas metálicas é altamente automatizado e apresenta muita precisão. Assim, os instrumentos utilizados no setor da saúde podem desempenhar muito bem as funções exigidas.
Além disso, as chapas metálicas possuem propriedades tais que parecem altamente adequadas para diferentes funções médicas. As formas mais comuns de chapa metálica usadas na medicina são o aço inoxidável e o alumínio, e são vistas principalmente na ressonância magnética, pois permanecem inalteradas devido aos campos magnéticos criados.
Indústria de eletrônicos
A indústria eletrônica está equipada com inúmeras aplicações que exigem o uso de chapas metálicas, e a Tailândia compreende a fabricação de componentes eletrônicos como telefones celulares, tablets, iluminação LED e equipamentos de telecomunicações.
Eletrodomésticos
Cada aparelho utilizado em diferentes aplicações consiste em chapa metálica. O processo de corte a laser de chapa metálica melhora a precisão. Ajuda a projetar a chapa metálica de uma forma muito benéfica e ajuda a ser aplicável a diferentes tipos de aparelhos.
O processo de corte a laser de chapas metálicas não só ajuda na fabricação dos componentes dos aparelhos, mas também dos invólucros dos aparelhos. Os aparelhos fabricados com esse processo incluem liquidificadores, aplicações utilizadas em diversos aparelhos e muito mais.
10. Como reduzir o custo do corte a laser de chapas metálicas?
O custo do corte a laser de chapa metálica pode ser reduzido usando diferentes métodos, e algumas dessas técnicas são as seguintes:
Selecionando matéria-prima apropriada
A seleção de matérias-primas adequadas na hora de produzir os componentes por meio do corte a laser de chapas metálicas é um aspecto essencial para garantir a economia de custos. A escolha de materiais de baixo custo, mas de melhor qualidade, é fundamental.
Sugere-se a utilização de materiais acessíveis e, ao mesmo tempo, que possam desempenhar funções à altura. Se você comparar o aço inoxidável e o alumínio, verá que o custo do alumínio é menor que o do aço inoxidável, mas as propriedades são mais ou menos as mesmas; portanto, escolhê-lo ajudará você a economizar no custo de fabricação.
Seleção de medidor de folha
Selecionar a bitola da chapa com tamanho padrão é sempre muito adequado ao projeto. Sugere-se a escolha de medidores de chapas metálicas que estejam prontamente disponíveis e acessíveis.
Eliminação de Chapeamento e Soldagem
O custo do corte a laser de chapas metálicas pode ser reduzido eliminando a soldagem e o revestimento. As chapas metálicas soldadas tendem a liberar gases tóxicos, aumentando o custo de fabricação.
As chapas folheadas são as que aumentam o custo de fabricação e também o prazo de entrega; portanto, evitá-los ajuda a reduzir o custo de fabricação.
Mantendo o design simples
A complexidade do design torna-o atraente e esteticamente agradável, mas ao mesmo tempo aumenta o custo de fabricação. Quanto mais detalhado for o projeto, mais ferramentas serão necessárias para criá-lo e isso ainda aumenta o custo do processo.
Projetos mais simples com dobras básicas ajudarão a reduzir o custo do processo e, se você mantiver o raio da dobra uniforme, poderá reduzir o custo de fabricação. Quanto mais recursos e detalhes você adicionar, maior será o custo do processo.
11. Processos pós-acabamento
Depois de fabricar os componentes usando corte a laser de chapa metálica, alguns componentes podem precisar de pós-processamento, e existem diferentes métodos de pós-processamento, que são sugeridos abaixo:
Passivação
O processo de paixão é optado por proteger o componente da corrosão e confere uma camada de óxido, que agrega proteção. Este processo consiste em dotar o material de um banho de ácido cítrico e nítrico.
A superfície da chapa após este processo não fica lisa, mas necessita de um processo de limpeza prévio para realizar a passivação.
Filmes Químicos
É um dos materiais de acabamento mais acessíveis, o que leva à aplicação de um revestimento químico líder. É adequado para alumínio e atua como primer para a base do metal, além de ajudar a reduzir a chance de corrosão do metal, que é revestido com a película química.
galvanoplastia
O processo de galvanoplastia é realizado por meio de eletricidade, e para isso utiliza uma célula eletrolítica. A camada metálica é aplicada aos metais, criando uma ligação que ajuda a melhorar a funcionalidade e a estética dos componentes e do metal.
O processo de galvanoplastia reduz o atrito entre as peças que se movem e também oferece uma camada de proteção. É ideal para ajudar a evitar a corrosão e melhorar a propriedade de adesão dos metais.
Pintura
O processo de pintura adiciona uma camada de tinta na superfície do metal. Camadas de tinta são pulverizadas nas superfícies metálicas.
O processo de pintura melhora o acabamento e o layout da superfície, e ainda ajuda a remover defeitos ou ocultar falhas na superfície do metal. Não é tão durável quanto outros métodos de acabamento, mas ainda pode ajudar a esconder falhas na superfície.
Gravura a laser
A gravação a laser auxilia na criação de marcas permanentes nos componentes, é um processo específico, caro e que ajuda a adicionar marcas de identificação ao derreter o metal. Muitas marcas usam esse método para criar sua marca ou um ponto de identificação. Este processo utiliza altas temperaturas para gravar a marca.
12. Conclusão
O processo de corte a laser de chapa metálica é comumente escolhido e usado para muitas aplicações. Portanto, se você também deseja que seus componentes sejam fabricados usando o processo, AN-Protótipo pode ajudá-lo nesse sentido.
Você encontrará diversas opções com muita verticalidade e que oferecem serviços acessíveis; o custo dos componentes fabricados também será relativamente menor. Muitos tipos de materiais são oferecidos para lhe proporcionar muita facilidade de acordo com os requisitos associados ao setor em que atua.
