O que é o corte a laser: Um guia útil

Muitos componentes são fabricados para muitas indústrias utilizando diferentes processos de fabrico. O corte a laser é também um dos métodos mais utilizados para produzir componentes em que as folhas de metal são cortadas através do processo de corte a laser.

Se pretende utilizar o corte a laser no seu próximo projeto e quer saber o que é o corte a laser e como funciona, leia o guia abaixo.

O que é o corte a laser?

O corte a laser é um processo de maquinagem que utiliza um feixe elevado de laser para cortar materiais. Laser é a forma abreviada de Light Amplification Stimulated Emission of Radiation (emissão estimulada de radiação por amplificação de luz). É um processo de corte muito comum e é utilizado por indústrias transformadoras de grande volume, bem como por pequenas oficinas.

Como funciona o corte a laser?

O processo de corte a laser funciona através da utilização de um feixe de laser, e todo o método tem várias etapas, cada uma com a sua importância. O processo de trabalho passo a passo do corte a laser é o seguinte:

• O processo de corte depende do ficheiro de código G, que inclui as instruções que permitirão à máquina executar a tarefa de corte. O código G é um conjunto de instruções que podem ser lidas pela máquina e, se a forma for mais complexa, é necessário um software CAM.
• O feixe laser é então gerado, e cada tipo de tecnologia laser utiliza diferentes meios de geração de laser. Um fotão estimula o eletrão e absorve a energia para o energizar. O eletrão decai para uma órbita baixa e provoca a emissão de um fotão, que cria o feixe laser.
• Os fotões disparam em diferentes direcções e criam ondas de luz de diferentes comprimentos de onda.
• Após a amplificação, o feixe de laser deixa o meio laser e passa por um cabo de fibra ótica. O feixe é então passado em direção à chapa metálica com uma intensidade elevada.
• Quando o feixe focalizado atinge o material, este evapora-se e funde-se. O material é cortado após a fusão.

Tipos de corte a laser

Existem vários tipos de processos de corte a laser, que são abordados na secção seguinte.

Corte a laser CO2

Um laser de CO2 é um tubo laser que contém gases como o dióxido de carbono, o hélio e o azoto. O gás nitrogénio armazena energia, que é depois transmitida ao dióxido de carbono e ao hélio, que ajudam a libertar a energia que sobra após a emissão de fotões.

O campo elétrico excita as moléculas de dióxido de carbono e cria fotões que saltam entre dois espelhos, um totalmente refletor e o outro parcialmente refletor. O tubo também precisa de manter a sua eficiência através do arrefecimento e da utilização de líquido ou gás de arrefecimento. Os lasers de CO2 são muito eficazes no corte de metais, mas não são tão eficazes em materiais reflectores e termicamente absorventes.

Corte a laser de fibra

O corte por laser de fibra consiste na utilização de uma fibra ótica para efeitos de amplificação da luz e não tem descarga de gás. Consiste na emissão de luz através de díodos laser, que passam depois por uma fibra ótica. Cria um feixe de luz muito forte, capaz de fundir aço inoxidável com uma espessura de 1 cm. Tem um forte sistema de fluxo de ar e cria cortes limpos.

Corte a laser Nd: YAG

O laser Nd: YAG utiliza cristais de granada de ítrio-alumínio dopada com neodímio no laser para criar um feixe laser. Podem criar feixes de laser contínuos e pulsados.

Corte por laser Excimer

O corte a laser Excimer utiliza um feixe ultravioleta. É adequado para processos de corte que ocorrem em produção em pequena escala. É utilizado no corte de semicondutores, criar microeletrónica e realizar cirurgias oculares.

Corte por laser de díodo direto

O corte direto por laser de díodos utiliza diretamente o feixe de laser dos díodos. Não tem qualquer meio de amplificação e cria um feixe laser muito forte. É extremamente eficaz no corte de componentes.

Métodos e técnicas de corte a laser

Os diferentes métodos e técnicas de corte a laser são abordados na secção seguinte.

Corte por fusão

O corte por fusão é um método de corte a laser que funciona utilizando a técnica de fusão e sopro. O feixe de laser, ao passar pelo material, funde-o e, em seguida, o soprador remove o material fundido do componente. É adequado para material espesso e utiliza gases inertes.

Corte por chama

O corte por chama utiliza oxigénio para cortar o material e realiza uma reação de oxidação exotérmica, o que reduz a necessidade de energia laser. O oxigénio sopra o material do corte, que derreteu.

Corte remoto

O corte remoto também é conhecido como corte por vaporização ou sublimação, e é adequado para materiais finos e sensíveis. No processo de corte remoto, não é utilizado qualquer gás. Vaporiza o material e é adequado para materiais finos, oferecendo um corte rápido.

Fratura por tensão térmica

O corte por fratura sob tensão térmica é um método utilizado para cortar material através da aplicação de tensão na peça. É utilizado um feixe de laser para fundir uma camada fina de material, causando tensão após o arrefecimento para criar um corte.

Corte furtivo de dados

O Stealth dicing é um método de corte em que o ponto focal do laser é colocado no interior do material. Cria uma bolacha que é expandida com uma membrana flexível que cria fissuras. Estas fissuras conduzem então ao corte interno do material.

Corte Vetorial

O corte vetorial é um processo de corte a laser que cria uma linha muito limpa no corte. Este processo envolve o corte através do laser sob a forma de cortes rectos.

Rasterização a laser

A rasterização a laser é um método que cria um corte gravado no material. O cortador a laser queima a imagem conforme indicado no conjunto de instruções e a imagem gravada é criada.

Utilizações comuns do corte a laser

O processo de corte a laser tem diferentes utilizações, algumas das quais são as seguintes

Corte de chapa metálica

O corte a laser ajuda a cortar chapas metálicas com rapidez e precisão. Pode ser utilizado na criação de padrões intrincados e desenhos complexos para indústrias como a aeroespacial, a construção e a automóvel.

Gravação

Os lasers de CO2 são utilizados para gravar em materiais como o vidro, a madeira, o acrílico e até certos metais. Ajuda a criar padrões para a sinalética ou artigos decorativos.

Soldadura a laser

A soldadura a laser ajuda a unir peças metálicas, e estas soldaduras são muito limpas e normalmente necessárias nos sectores da indústria transformadora e automóvel.

Corte de tubos

O corte a laser ajuda a cortar canos e tubos com dimensões exactas. Muitas indústrias necessitam destes tubos e canos para aplicações estruturais.

Prós e contras do corte a laser

O corte a laser tem a sua quota-parte de prós e contras, que são discutidos na secção abaixo:

Prós

• O corte a laser permite obter cortes altamente precisos e exactos em comparação com outros tipos de processos de corte.
• Os materiais mais finos podem ser cortados através do corte a laser a uma velocidade muito rápida.
• É um método versátil que pode ser utilizado para muitas aplicações e pode cortar uma vasta gama de materiais.
• Não cria pó no componente e deixa cortes limpos e sem resíduos.
• O corte a laser é um método orientado para a precisão que remove uma quantidade muito pequena de material da peça de trabalho, reduzindo o desperdício.

Contras

• O corte a laser é dispendioso devido à elevada manutenção e ao custo inicial.
• O operador do cortador a laser precisa de ter formação de segurança para operar os lasers.
• Alguns materiais não são seguros para o corte a laser e, para evitar danos na máquina, devem ser evitados.
• O corte a laser é adequado para materiais finos, como folhas finas de metal, e não para blocos grossos.

Materiais comuns de corte a laser

Existem diferentes tipos de materiais compatíveis com o corte a laser, que são os seguintes

Metais

O corte a laser é um dos métodos mais utilizados para cortar metais. Muitos componentes são fabricados com metais cortados a laser para diferentes aplicações. Os diferentes tipos de metais compatíveis com o corte a laser são o aço, o cobre, alumínioníquel, tungsténio e latão.

Plásticos

Os plásticos criam fumos tóxicos quando aquecidos e, por isso, podem ser um pouco complicados quando se trata de os cortar com um laser. Assim, apenas alguns tipos de plásticos são compatíveis, nomeadamente o acrílico, o POM, o PMMA, o poliéster, o policarbonato, o polietileno e o mylar, Delrine polipropileno.

Madeira

O corte a laser também ajuda a cortar madeira e, por isso, a gravação a laser é efectuada em madeira. Existem diferentes tipos de madeira que são adequados para o corte a laser, entre os quais o contraplacado, as madeiras duras e as madeiras macias.

Além disso, diferentes tipos de produtos de cerâmica, espuma, papel e vidro são também fabricados através do corte a laser.

Que materiais não podem ser cortados a laser?

O laser também é incompatível com alguns tipos de materiais, que são os seguintes

Fibra de vidro laminada: A fibra de vidro laminada não deve ser cortada com recurso ao corte a laser, uma vez que este conduz a cortes deficientes.

PEAD: Tem tendência para derreter no corte a laser em vez de vaporizar.

Poliestireno e polipropileno: As espumas destes materiais podem incendiar-se durante o processo de corte a laser.

ABS: Em vez de se vaporizar, o ABS derrete quando submetido ao feixe laser e gera também um gás tóxico.

Policarbonato: As chapas de policarbonato, que têm uma espessura superior a 1 mm, podem incendiar-se durante o corte a laser e até mudar de cor.

PVC: Quando sujeito a um raio laser, o PVC provoca danos no equipamento.

Aplicações do corte a laser

O corte a laser é utilizado em muitas indústrias, e algumas das suas aplicações são as seguintes:

Automóvel

No sector automóvel, a utilização do corte a laser ajuda a cortar chapas metálicas e a criar componentes como suspensão, sistemas de escape e quadros.

Aeroespacial

O sector aeroespacial necessita de precisão em cada um dos seus componentes. Assim, as máquinas de corte a laser são utilizadas para criar cortes precisos nas pás das turbinas e nas estruturas dos aviões.

Eletrónica

Os cortadores a laser podem ajudar a fabricar componentes para dispositivos electrónicos com consistência, como tablets, smartphones, computadores portáteis, etc.

Aplicações de arquitetura

O corte a laser é utilizado para criar cortes decorativos e gravações em muitas obras de arte e decorações.

Conclusão

O corte a laser é predominante em muitas aplicações. A escolha do método correto e do tipo correto de laser é muito importante para obter cortes exactos e precisos. Se também pretende que os seus componentes sejam fabricados utilizando os melhores serviços de corte a laser, nós da DEK pode servir-lhe.

FAQs

Quais são os perigos do corte a laser?

Os perigos associados ao corte a laser consistem em fogo, altas temperaturas e queimaduras.

Quais são as diferenças entre o corte a laser e o corte CNC?

As máquinas de corte CNC cortam o material por fricção, mas o corte a laser utiliza feixes de laser.

O corte a laser é rentável?

O corte a laser reduz o desperdício e é um processo mais rápido; por conseguinte, é rentável para pequenos volumes de produtos.

Quanto tempo duram os cortadores a laser?

Os cortadores a laser podem durar facilmente um período de tempo de cerca de 8000 a 10000 horas.

Quais são as alternativas à tecnologia de corte a laser?

As alternativas ao corte por laser são o corte por plasma, a maquinagem CNC e o corte por jato de água.

Qual a profundidade de corte de um cortador a laser?

Uma máquina de corte a laser pode efetuar um corte com uma profundidade máxima de 20 mm.