Quais materiais não podem ser cortados por máquinas de corte a laser?

Com o desenvolvimento contínuo da ciência e da tecnologia, a tecnologia laser pode ser usada com segurança em quase todos os campos. A tecnologia de corte a laser tornou-se uma ferramenta importante na fabricação moderna devido à sua alta precisão, alta eficiência e características sem contato. No entanto, o máquina de corte a laser não é onipotente. Também apresenta algumas limitações no corte de materiais, ou seja, alguns materiais não são adequados para corte a laser. Este artigo explorará alguns materiais que as máquinas de corte a laser não conseguem cortar e analisará os motivos.

Quais materiais não podem ser cortados por máquinas de corte a laser?

Uma das maiores vantagens das máquinas de corte a laser é a sua incrível versatilidade. Ele pode tornar a fabricação em todas as esferas da vida mais fácil e rápida. No entanto, nem todos os materiais são adequados para este método de processamento. Listados abaixo estão materiais que não são adequados para corte a laser:

Material altamente reflexivo

A máquina de corte a laser produzirá um feixe de laser de alta energia durante o trabalho, e materiais altamente refletivos, como cobre, prata, alumínio, etc., refletirão a maior parte da energia do laser, resultando em resultados de corte ruins ou até mesmo danos à própria máquina de corte. . Isso ocorre porque a taxa de absorção da energia do laser por materiais altamente refletivos é muito baixa e não pode ser reduzida em pouco tempo. Em vez disso, causará reflexão e dispersão na superfície do material, enfraquecendo ainda mais o efeito de corte. Existem algumas maneiras de superar esses problemas:

Purga de gás auxiliar: A introdução de gás auxiliar, como nitrogênio ou oxigênio, durante o corte pode afastar a energia refletida do laser da área de corte e melhorar a eficiência do corte.
Alterar o comprimento de onda: Selecionar uma fonte de luz laser com comprimento de onda apropriado pode reduzir a refletividade do laser em materiais altamente reflexivos. Por exemplo, os lasers infravermelhos absorvem melhor o cobre e o alumínio do que os lasers de luz visível, melhorando assim os resultados de corte.
Tratamento de revestimento: O revestimento de materiais altamente refletivos pode reduzir sua refletividade e aumentar a taxa de absorção da energia do laser no material. Este método pode melhorar os resultados de corte em alguns casos.
Escolha a potência e os parâmetros apropriados: De acordo com diferentes materiais altamente reflexivos, ajuste parâmetros como potência do laser, frequência de pulso e velocidade de varredura para obter o melhor efeito de corte.

Material transparente

As máquinas de corte a laser encontrarão alguns desafios ao cortar materiais transparentes. Alguns materiais transparentes comuns incluem vidro, plexiglass, policarbonato, etc. Porque os materiais transparentes não absorvem a energia do laser tão eficazmente quanto o metal ou outros materiais opacos. Além disso, a velocidade de propagação do laser no vidro também levará a resultados de corte insatisfatórios. Como resolver os problemas encontrados durante o corte a laser? Ao processar materiais transparentes, geralmente é necessário considerar outros métodos de processamento, como corte mecânico, corte por jato de água, dobra a quente, perfuração a laser, etc., para obter o efeito de processamento desejado.

Materiais tóxicos

Certos materiais tóxicos, como flúor e cianeto, podem produzir gases tóxicos ou poeiras nocivas durante o processo de corte a laser, causando sérios danos aos operadores e ao meio ambiente. Portanto, para proteger a saúde e a segurança dos trabalhadores, as máquinas de corte a laser não devem ser utilizadas para cortar esses materiais tóxicos. Aqui estão algumas estratégias de enfrentamento comuns:

Instalações de ventilação: Configure um sistema de ventilação eficaz na área de corte para descarregar rapidamente os gases nocivos gerados para o exterior e realizar o tratamento de proteção ambiental.
Use absorvente: Coloque absorvente na área de corte para absorver gases tóxicos e reduzir a difusão de gases.
Corte criogênico: Reduza a temperatura durante o corte e reduza a quantidade de matéria orgânica liberada pela gaseificação.
Escolha materiais alternativos: Escolha materiais que não contenham solventes orgânicos para reduzir a geração de gases tóxicos durante o corte a laser.

Pedra

Embora as máquinas de corte a laser sejam amplamente utilizadas em materiais metálicos e não metálicos, o efeito das máquinas de corte a laser não é ideal para materiais duros e com alto teor mineral, como mármore, granito, arenito e outras pedras. Isso ocorre porque a pedra tem alta condutividade térmica e é difícil que a energia do laser se concentre na área de corte em um curto espaço de tempo, tornando o corte difícil e propenso a rachaduras e superfícies de corte irregulares. Aqui estão algumas soluções possíveis:

Otimização dos parâmetros de corte: Para diferentes materiais de pedra, os parâmetros da máquina de corte a laser podem ser ajustados, como potência, velocidade, profundidade de foco, etc., para obter melhores resultados de corte. Ao otimizar continuamente os parâmetros, a dificuldade de cortar pedras pode ser superada até certo ponto.
Métodos auxiliares de processamento: Para pedras difíceis de cortar a laser, outros métodos de processamento podem ser considerados, como corte mecânico, corte por jato de água, etc.
Pré-tratamento do material: Antes do corte a laser, a pedra pode ser pré-tratada, como pré-aquecimento, pré-segmentação, etc., para reduzir a perda de energia durante o corte e melhorar a eficiência e a qualidade do corte.
Seleção de materiais: Durante a fase de planejamento do projeto, podem ser selecionados materiais adequados com base nas características da pedra para evitar o uso de pedras que não são adequadas para corte a laser, reduzindo assim a ocorrência de problemas de corte.

Polietileno de alta densidade

O polietileno de alta densidade produz facilmente gás adesivo durante o corte a laser, o que causa aumento de fixações na superfície de corte e afeta a qualidade do corte. Além disso, o HDPE também produz gases tóxicos durante o processo de corte, representando uma ameaça ao meio ambiente e aos operadores. Aqui está uma explicação de como resolver esses problemas.

Para reduzir a produção de gás pegajoso:

Otimize os parâmetros de corte: ajuste parâmetros como potência do laser, velocidade de digitalização e distância focal para reduzir o acúmulo de calor na área de corte, reduzindo assim a geração de gás adesivo.
Purga de gás auxiliar: Durante o processo de corte, a introdução de gás auxiliar (como nitrogênio) pode ajudar a dissipar rapidamente o gás gerado e reduzir sua retenção na área de corte.

Para evitar a liberação de gases tóxicos:

Instalações de ventilação: Instale equipamento de ventilação forçada na área de corte para descarregar prontamente os gases tóxicos gerados. Use um sistema de tratamento de gás para filtrar e processar os gases descarregados para reduzir a concentração de gás.
Medidas de proteção individual: Os operadores devem usar equipamentos de proteção adequados, como respiradores, óculos de proteção, etc., para reduzir a exposição a gases tóxicos.

Materiais reativos

Certos materiais reagem com o oxigênio em altas temperaturas e podem causar explosões ou incêndios. Por exemplo, compostos nitro, nitratos e outros compostos podem causar reações instáveis devido às condições de alta temperatura durante o corte a laser e até mesmo levar a consequências graves, como explosões e incêndios. As técnicas de corte a laser devem ser evitadas em materiais que contenham compostos nitro. Se for necessário o processamento destes materiais, outros métodos de processamento não térmico, como processamento químico ou processamento mecânico, podem ser considerados para reduzir o risco de explosão.

Compósitos multicamadas

Os materiais compósitos multicamadas são geralmente feitos de camadas de materiais diferentes, como compósitos reforçados com fibra de carbono. Devido às diferentes condutividades térmicas e propriedades ópticas de diferentes materiais, o laser é propenso a produzir efeitos de corte instáveis durante o processo de corte, o que pode causar descascamento, rachaduras e outros problemas. Mas ainda existem maneiras de lidar com essas limitações:

Otimização dos parâmetros de corte: Ajuste os parâmetros da máquina de corte a laser, como potência do laser, velocidade de digitalização, etc., para se adaptar às características das diferentes camadas de material. Através de configurações de parâmetros razoáveis, o efeito de corte pode ser melhorado até certo ponto.
Uso de gás auxiliar: O uso de gás auxiliar apropriado, como nitrogênio, oxigênio, etc., pode desempenhar um papel no resfriamento e na purga durante o processo de corte, reduzindo a condução de calor entre as camadas do material e, assim, melhorando o efeito de corte.
Seleção da fonte de laser: Para materiais compósitos multicamadas, uma fonte de laser de um comprimento de onda específico pode ser selecionada para aumentar a capacidade de absorção de um determinado material para um melhor corte.
Processo de pré-tratamento: Antes do corte, outros métodos podem ser usados para pré-tratamento, como processamento mecânico, tratamento térmico, etc., para reduzir a diferença entre as camadas do material e, assim, melhorar o efeito do corte a laser.

Precauções de segurança com corte a laser

A tecnologia de corte a laser tem sido amplamente utilizada na produção industrial com suas características eficientes e de alta precisão. No entanto, como o corte a laser envolve feixes de laser de alta energia, se não for utilizado corretamente, poderá causar danos aos operadores e ao meio ambiente. A seguir estão algumas medidas básicas de prevenção de segurança ao usar máquinas de corte a laser:

Compatibilidade de materiais

verifique se o material a ser cortado é compatível com o processo de corte a laser. Alguns materiais podem emitir vapores tóxicos ou reagir de forma imprevisível quando cortados a laser, portanto, esteja ciente dos perigos específicos associados aos materiais que você usa.
compreender as limitações das máquinas de corte a laser em termos de espessura e tipo de material.

Equipamento de Proteção Individual (EPI)

Sempre use óculos de segurança para laser projetados para o comprimento de onda específico do laser que está sendo usado. Esses óculos protegem efetivamente os olhos da exposição potencial ao raio laser.
Evite usar roupas largas ou inflamáveis para evitar riscos de incêndio. Considere usar roupas de proteção adequadas (incluindo mangas compridas e calças) para proteger a pele de possíveis reflexos ou faíscas do laser.
usar sapatos fechados pode proteger seus pés contra queda de objetos ou perigos potenciais.

Treinamento e Certificação

Certifique-se de que os operadores que utilizam máquinas de corte a laser sejam adequadamente treinados e certificados para operar o equipamento com segurança. O treinamento deve abranger não apenas a operação da máquina, mas também protocolos de segurança e procedimentos de emergência.

Ventilação e extração de fumaça

O local de trabalho deve manter ventilação adequada para eliminar a fumaça e os gases gerados durante o processo de corte a laser. Use um sistema de exaustão para direcionar a fumaça para longe da área de trabalho. Siga os regulamentos e diretrizes locais de ventilação e controle de emissões.
garantir a manutenção regular dos sistemas de exaustão e filtros para evitar o acúmulo de partículas potencialmente prejudiciais.

Manutenção e inspeção

inspecione regularmente a máquina de corte a laser em busca de sinais de desgaste, danos ou mau funcionamento. Resolva quaisquer problemas de manutenção ou reparo imediatamente para evitar acidentes.
Mantenha a máquina de corte a laser limpa e remova quaisquer detritos ou materiais que possam ter se acumulado na área de trabalho.

Recursos de segurança da máquina

Entendo onde está o botão de parada de emergência na máquina e como usá-lo. Certifique-se de que todos os operadores sejam treinados para uso de emergência.
Marcar áreas e máquinas de corte a laser com sinais de alerta e etiquetas para indicar perigos potenciais e medidas de segurança necessárias.

Procedimentos de emergência

Estabeleça procedimentos de emergência claros e garanta que todos os operadores estejam familiarizados com eles. Isto deve incluir medidas a serem tomadas em caso de incêndio, falha da máquina ou ferimentos pessoais.
Estabeleça procedimentos de emergência e rotas de fuga claros.
lColoque informações e procedimentos de contato de emergência em um local de destaque.

Resumir

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