Quali materiali non possono essere tagliati con le macchine da taglio laser?

Con il continuo sviluppo della scienza e della tecnologia, la tecnologia laser può essere utilizzata con sicurezza in quasi tutti i campi. La tecnologia di taglio laser è diventata uno strumento importante nella produzione moderna grazie alle sue caratteristiche di alta precisione, alta efficienza e senza contatto. comunque, il macchina per il taglio laser non è onnipotente. Presenta anche alcune limitazioni durante il taglio dei materiali, ovvero alcuni materiali non sono adatti al taglio laser. Questo articolo esplorerà alcuni materiali che le macchine per il taglio laser non possono tagliare e ne analizzerà i motivi.

Quali materiali non possono essere tagliati con le macchine da taglio laser?

Uno dei maggiori vantaggi delle macchine per il taglio laser è la loro straordinaria versatilità. Può rendere la produzione in tutti gli ambiti della vita più semplice e veloce. Tuttavia non tutti i materiali sono adatti a questo metodo di lavorazione. Di seguito sono elencati i materiali non adatti al taglio laser:

Materiale altamente riflettente

La macchina da taglio laser produrrà un raggio laser ad alta energia durante il lavoro e materiali altamente riflettenti come rame, argento, alluminio, ecc. rifletteranno la maggior parte dell'energia laser, con conseguenti risultati di taglio scadenti o addirittura danni alla macchina da taglio stessa . Questo perché il tasso di assorbimento dell'energia laser da parte dei materiali altamente riflettenti è molto basso e non può essere ridotto in breve tempo. Al contrario, causerà riflessione e dispersione sulla superficie del materiale, indebolendo ulteriormente l'effetto di taglio. Esistono alcuni modi in cui possiamo superare questi problemi:

Spurgo del gas ausiliario: l'introduzione di gas ausiliario, come azoto o ossigeno, durante il taglio può allontanare l'energia laser riflessa dall'area di taglio e migliorare l'efficienza di taglio.
Modificare la lunghezza d'onda: la selezione di una sorgente di luce laser con una lunghezza d'onda adeguata può ridurre la riflettività del laser su materiali altamente riflettenti. Ad esempio, i laser a infrarossi assorbono il rame e l'alluminio meglio dei laser a luce visibile, migliorando così i risultati di taglio.
Trattamento di rivestimento: il rivestimento di materiali altamente riflettenti può ridurne la riflettività e aumentare il tasso di assorbimento dell'energia laser sul materiale. In alcuni casi questo metodo può migliorare i risultati di taglio.
Scegli potenza e parametri appropriati: in base ai diversi materiali altamente riflettenti, regola parametri come potenza del laser, frequenza degli impulsi e velocità di scansione per ottenere il miglior effetto di taglio.

Materiale trasparente

Le macchine per il taglio laser incontreranno alcune sfide durante il taglio di materiali trasparenti. Alcuni materiali trasparenti comuni includono vetro, plexiglass, policarbonato, ecc. Perché i materiali trasparenti non assorbono l'energia laser con la stessa efficacia del metallo o di altri materiali opachi. Inoltre, anche la velocità di propagazione del laser nel vetro porterà a scarsi risultati di taglio. Come risolvere i problemi riscontrati durante il taglio laser? Quando si lavorano materiali trasparenti, di solito è necessario considerare altri metodi di lavorazione, come il taglio meccanico, il taglio a getto d'acqua, la piegatura a caldo, la perforazione laser, ecc., per ottenere l'effetto di lavorazione desiderato.

Materiali tossici

Alcuni materiali tossici come fluoro e cianuro possono produrre gas tossici o polveri nocive durante il processo di taglio laser, causando gravi danni agli operatori e all'ambiente. Pertanto, per proteggere la salute e la sicurezza dei lavoratori, le macchine da taglio laser non dovrebbero essere utilizzate per tagliare tali materiali tossici. Ecco alcune strategie comuni di coping:

Impianti di ventilazione: predisporre un efficace sistema di ventilazione nell'area di taglio per scaricare rapidamente i gas nocivi generati all'esterno ed effettuare un trattamento di protezione ambientale.
Utilizzare un assorbente: posizionare un assorbente nell'area di taglio per assorbire i gas tossici e ridurre la diffusione del gas.
Taglio criogenico: ridurre la temperatura durante il taglio e ridurre la quantità di materia organica rilasciata dalla gassificazione.
Scegli materiali alternativi: scegli materiali che non contengano solventi organici per ridurre la generazione di gas tossici durante il taglio laser.

Calcolo

Sebbene le macchine da taglio laser siano ampiamente utilizzate su materiali metallici e non metallici, l'effetto delle macchine da taglio laser non è ideale per materiali duri e ad alto contenuto di minerali, come marmo, granito, arenaria e altre pietre. Questo perché la pietra ha un'elevata conduttività termica ed è difficile che l'energia del laser si concentri sull'area di taglio in breve tempo, rendendo il taglio difficile e soggetto a crepe e superfici di taglio irregolari. Ecco alcune possibili soluzioni:

Ottimizzazione dei parametri di taglio: per diversi materiali lapidei, è possibile regolare i parametri della macchina da taglio laser, come potenza, velocità, profondità di messa a fuoco, ecc., per ottenere risultati di taglio migliori. Ottimizzando continuamente i parametri, la difficoltà del taglio delle pietre può essere in una certa misura superata.
Metodi di lavorazione ausiliari: per le pietre difficili da tagliare con il laser si possono prendere in considerazione altri metodi di lavorazione, come il taglio meccanico, il taglio a getto d'acqua, ecc. Questi metodi possono far fronte meglio alle proprietà speciali della pietra e ottenere un taglio preciso.
Pretrattamento del materiale: prima del taglio laser, la pietra può essere pretrattata, come preriscaldamento, pre-segmentazione, ecc., per ridurre la perdita di energia durante il taglio e migliorare l'efficienza e la qualità del taglio.
Selezione dei materiali: In fase di progettazione è possibile selezionare materiali adeguati in base alle caratteristiche della pietra per evitare l'utilizzo di pietre non adatte al taglio laser, riducendo così l'insorgere di problemi di taglio.

Polietilene ad alta densità

Il polietilene ad alta densità produce facilmente gas adesivo durante il taglio laser, che provoca un aumento degli attacchi sulla superficie di taglio e influisce sulla qualità del taglio. Inoltre, l’HDPE produce anche gas tossici durante il processo di taglio, costituendo una minaccia per l’ambiente e gli operatori. Ecco una spiegazione su come risolvere questi problemi.

Per ridurre la produzione di gas viscoso:

Ottimizza i parametri di taglio: regola parametri quali potenza del laser, velocità di scansione e lunghezza focale per ridurre l'accumulo di calore nell'area di taglio, riducendo così la generazione di gas adesivo.
Spurgo del gas ausiliario: durante il processo di taglio, l'introduzione di gas ausiliario (come l'azoto) può aiutare a soffiare via rapidamente il gas generato e ridurne la ritenzione nell'area di taglio.

Per evitare il rilascio di gas tossici:

Strutture di ventilazione: predisporre apparecchiature di ventilazione forzata nell'area di taglio per scaricare tempestivamente i gas tossici generati. Utilizzare un sistema di trattamento del gas per filtrare ed elaborare i gas scaricati per ridurne la concentrazione.
Misure di protezione personale: Gli operatori devono indossare dispositivi di protezione adeguati, come respiratori, occhiali protettivi, ecc., per ridurre l'esposizione ai gas tossici.

Materiali reattivi

Alcuni materiali reagiscono con l'ossigeno ad alte temperature e possono provocare esplosioni o incendi. Ad esempio, i nitrocomposti, i nitrati e altri composti possono causare reazioni instabili a causa delle condizioni di alta temperatura durante il taglio laser e portare anche a gravi conseguenze come esplosioni e incendi. Le tecniche di taglio laser dovrebbero essere evitate su materiali contenenti composti nitro. Se è necessaria la lavorazione di questi materiali, si possono prendere in considerazione altri metodi di trattamento non termico, come il trattamento chimico o il trattamento meccanico, per ridurre il rischio di esplosione.

Compositi multistrato

I materiali compositi multistrato sono solitamente costituiti da strati di materiali diversi, come i compositi rinforzati con fibra di carbonio. A causa della diversa conduttività termica e delle proprietà ottiche dei diversi materiali, il laser tende a produrre effetti di taglio instabili durante il processo di taglio, che possono portare a desquamazione, crepe e altri problemi. Ma ci sono ancora modi per affrontare queste limitazioni:

Ottimizzazione dei parametri di taglio: regola i parametri della macchina da taglio laser, come potenza del laser, velocità di scansione, ecc., per adattarli alle caratteristiche dei diversi strati di materiale. Attraverso impostazioni ragionevoli dei parametri, l'effetto di taglio può essere migliorato in una certa misura.
Utilizzo di gas ausiliario: l'utilizzo di gas ausiliario appropriato, come azoto, ossigeno, ecc., può svolgere un ruolo nel raffreddamento e nello spurgo durante il processo di taglio, riducendo la conduzione del calore tra gli strati di materiale e quindi migliorando l'effetto di taglio.
Selezione della sorgente laser: per i materiali compositi multistrato, è possibile selezionare una sorgente laser con una lunghezza d'onda specifica per migliorare la capacità di assorbimento di un determinato materiale per un taglio migliore.
Processo di pretrattamento: prima del taglio, è possibile utilizzare altri metodi di pretrattamento, come lavorazione meccanica, trattamento termico, ecc., per ridurre la differenza tra gli strati di materiale e quindi migliorare l'effetto del taglio laser.

Precauzioni di sicurezza con il taglio laser

La tecnologia di taglio laser è stata ampiamente utilizzata nella produzione industriale con le sue caratteristiche efficienti e di alta precisione. Tuttavia, poiché il taglio laser prevede raggi laser ad alta energia, se non utilizzato correttamente può causare danni agli operatori e all'ambiente. Di seguito sono riportate alcune misure di prevenzione di sicurezza di base quando si utilizzano macchine per il taglio laser:

Compatibilità dei materiali

verificare se il materiale da tagliare è compatibile con il processo di taglio laser. Alcuni materiali possono emettere fumi tossici o reagire in modo imprevedibile durante il taglio laser, quindi tieni presente i pericoli specifici associati ai materiali che utilizzi.
comprendere i limiti delle macchine da taglio laser in termini di spessore e tipologia del materiale.

Dispositivi di Protezione Individuale (DPI)

Indossare sempre occhiali di protezione laser progettati per la lunghezza d'onda specifica del laser utilizzato. Questi occhiali proteggono efficacemente gli occhi dalla potenziale esposizione al raggio laser.
Evitare di indossare indumenti larghi o infiammabili per evitare rischi di incendio. Considerare l'uso di indumenti protettivi adeguati (inclusi maniche lunghe e pantaloni) per proteggere la pelle da potenziali riflessi o scintille del laser.
indossare scarpe chiuse può proteggere i piedi dalla caduta di oggetti o da potenziali pericoli.

Formazione e certificazione

Assicurarsi che gli operatori che utilizzano macchine da taglio laser siano adeguatamente formati e certificati per utilizzare l'apparecchiatura in sicurezza. La formazione dovrebbe coprire non solo il funzionamento della macchina ma anche i protocolli di sicurezza e le procedure di emergenza.

Ventilazione ed estrazione fumi

Il luogo di lavoro deve mantenere un'adeguata ventilazione per eliminare il fumo e il gas generati durante il processo di taglio laser. Utilizzare un sistema di scarico per dirigere il fumo lontano dall'area di lavoro. Seguire le normative e le linee guida locali sulla ventilazione e sul controllo delle emissioni.
garantire la regolare manutenzione dei sistemi di scarico e dei filtri per prevenire l'accumulo di particelle potenzialmente dannose.

Manutenzione e ispezione

ispezionare regolarmente la macchina da taglio laser per eventuali segni di usura, danni o malfunzionamento. Affrontare tempestivamente eventuali problemi di manutenzione o riparazione per prevenire incidenti.
Mantenere la macchina da taglio laser pulita e rimuovere eventuali detriti o materiali che potrebbero essersi accumulati nell'area di lavoro.

Caratteristiche di sicurezza della macchina

Capisco dove si trova il pulsante di arresto di emergenza sulla macchina e come utilizzarlo. Assicurarsi che tutti gli operatori siano addestrati per l'uso in emergenza.
Contrassegnare le aree e le macchine di taglio laser con segnali di avvertimento ed etichette per indicare potenziali pericoli e misure di sicurezza richieste.

Procedure di emergenza

Stabilire procedure di emergenza chiare e assicurarsi che tutti gli operatori le conoscano. Ciò dovrebbe includere le misure da adottare in caso di incendio, guasto della macchina o lesioni personali.
Stabilire chiare procedure di emergenza e vie di fuga.
lPubblicare informazioni e procedure sui contatti di emergenza in una posizione ben visibile.

Riassumere

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