I laser cutter hanno rivoluzionato il modo in cui tagliamo, incidiamo e modelliamo i materiali. Usano un raggio di luce altamente focalizzato per tagliare con precisione vari materiali come metalli, plastica, legno e persino pietre. Pertanto, trovano applicazioni in più processi in vari settori, dalla produzione e automobilistica all'arte e alla moda.
Uno dei fattori più critici nel processo di taglio e laser è la potenza del laser cutter. La potenza del taglio laser, misurata in watt, determina la capacità della macchina di tagliare materiali di diverso spessore.
Il consumo energetico varia in base all'applicazione e alla natura del materiale da tagliare. Può arrivare a un minimo di 10 W per il taglio della carta e può andare oltre i 6000 W per il taglio di metalli duri.
Inoltre, in questa guida completa, ti guideremo attraverso i dettagli dei laser cutter. Discuteremo come viene misurata la potenza del taglio laser, quali fattori influenzano la potenza del taglio laser e perché scegliere la giusta potenza del taglio laser è essenziale per le vostre applicazioni.
Come funziona una taglierina laser?
Il principio di funzionamento di una taglierina laser è completamente diverso dalle taglierine convenzionali che utilizzano lame affilate. Il suo principio di funzionamento è nascosto nel suo nome, LASER, che è l'acronimo di Light Amplification by Simulated Emission of Radiation.
Il raggio laser viene generato all'interno di un tubo specializzato contenente gas speciali (può essere anidride carbonica) e quindi fatto passare attraverso una serie di specchi specializzati posizionati in modo tale che convergano tutti il raggio in un unico punto, chiamato testa laser.
La testa emette un fascio concentrato di onde elettromagnetiche. Questo raggio laser focalizzato è in grado di fondere e tagliare anche i metalli più duri.
La testa laser è controllata tramite una parte di controllo numerico del computer. Quindi, queste macchine per il taglio laser prendono il nome di tagliatrici laser a controllo numerico computerizzato (CNC).
Prima del processo di taglio laser, il CNC viene programmato e alimentato con tutti i dettagli del pezzo, come lunghezza, larghezza, spessore e il modello di incisione laser desiderato. Quindi, dopo l'accensione della macchina, la testa laser scorre con precisione sul pezzo e lo taglia nella forma e nelle dimensioni desiderate.
Quali sono i fattori che influenzano la potenza dei laser cutter?
È un fatto comune che non tutti i materiali possono essere tagliati con la stessa taglierina laser poiché ogni materiale ha una resistenza e uno spessore diversi. Quindi, alcuni fattori, insieme alla potenza, determinano l'efficacia di un taglio laser.
Potenza:
La potenza erogata da un laser cutter è determinata dal suo wattaggio, indicato in watt. Maggiore è il wattaggio, maggiore è la potenza che il laser cutter può generare, il che gli consente di tagliare materiali più spessi a velocità di taglio più elevate. Tuttavia, le taglierine laser a potenza maggiore richiedono anche un maggiore raffreddamento e possono essere più costose.
Qualità del fascio:
La qualità del raggio di un laser cutter si riferisce a quanto bene il raggio laser può essere focalizzato e controllato. Una maggiore qualità del raggio produce un raggio più preciso e focalizzato, consentendo un taglio e un'incisione più precisi.
La qualità del raggio è tipicamente misurata in termini di M2, con valori inferiori che indicano una migliore qualità del raggio.
Lunghezza d'onda:
Anche la potenza del laser è funzione della lunghezza d'onda; tecnicamente, entrambi hanno una relazione inversa. Inoltre, anche la riflettività, che alla fine determina la precisione del cutter, è una funzione della lunghezza d'onda.
Per esempio, prendiamo il caso dei laser CO2. Il laser CO2 ha una grande lunghezza d'onda che non viene facilmente assorbita dai metalli. In tal caso, è necessaria una potenza maggiore. Quindi, possiamo dire che la potenza ottimale necessaria per tagliare il metallo dipende dalla lunghezza d'onda del laser e dalla capacità del materiale di assorbire quella lunghezza d'onda.
Quali sono i tipi di potenza del taglio laser?
In base a come viene generato il raggio laser, i laser cuter sono classificati in due tipi, laser cutter CO2 e laser cutter in fibra. Poiché viene utilizzato un materiale diverso, anche la potenza e la funzionalità di ciascuna di queste taglierine laser variano.
Potenza di taglio laser CO2
Macchine taglio laser CO2, come suggerisce il nome, utilizzano CO2 insieme ad altri gas, elio e azoto. Di solito, questi gas vengono iniettati con scariche elettriche, che producono laser.
Queste taglierine laser co2 hanno solitamente una lunghezza d'onda del raggio laser di 10.6 nm e sono solitamente utilizzate per applicazioni di taglio non metallico. Tuttavia, alcune taglierine laser a CO2 ad alta potenza possono anche tagliare i metalli.
Abbiamo ulteriormente classificato i laser CO2 in tre gruppi principali in base al consumo energetico. In base al caso d'uso, scegli la macchina per il taglio laser CO2 appropriata.
- Laser CO2 a bassa potenza consumano meno di 100 W (può arrivare fino a 10 W) e sono utilizzati per applicazioni domestiche su piccola scala come il taglio di carta, legno, ecc.
- Laser a CO2 di media potenza di solito utilizzano una potenza compresa tra 1000 e 1500 W e vengono utilizzati per incidere parti metalliche e non metalliche. Abbiamo anche sviluppato il nostro taglio laser CO2 a medio raggio, che consuma 1500 w ed è più adatto per incisioni e tagli precisi.
- Laser CO2 ad alta potenza vengono utilizzati quando sono richiesti tagli profondi e di alta precisione. Di solito consumano più di 1500W. Il laser cutter CO2 ad alta potenza del laser Baion consuma circa 2500 W.
Potenza di taglio laser in fibra
I tagliatori laser a fibra sono comunemente chiamati laser a stato solido. Come i loro nomi, usano un cavo in fibra ottica drogato come mezzo attivo per l'applicazione del raggio laser. In precedenza, venivano usati come seed laser che venivano amplificati e ingranditi con fibre ottiche specializzate.
Un laser a fibra è uno strumento altamente efficace ed economico per tagliare metalli riflettenti e conduttori. Tagliano a una velocità doppia rispetto alle taglierine laser a CO2 e possono essere utilizzate su vari materiali organici o metallici. Sebbene i laser a fibra siano molto simili ai laser a cristallo, il loro funzionamento è più efficiente.
In base alla continuità del raggio laser, esistono circa tre tipi di laser a fibra.
- Laser in fibra ad onda continua (CW): Questi laser funzionano in modo continuo, producendo un'emissione di luce laser costante. Sono comunemente usati per il taglio, la saldatura e la perforazione ad alta velocità.
- Laser a fibra pulsata: I laser a fibra pulsata emettono brevi impulsi di luce laser, tipicamente con una durata da pochi nanosecondi a pochi microsecondi. Sono comunemente usati per applicazioni di marcatura, incisione laser e microlavorazione.
- Laser a fibra MOPA (Master Oscillator Power Amplifier). sono un tipo di laser a fibra pulsata che utilizza un oscillatore principale per generare gli impulsi laser, che vengono poi amplificati con un amplificatore di potenza. I laser a fibra MOPA possono produrre potenze di picco molto elevate (nell'ordine dei kilowatt) e brevi durate degli impulsi (nell'ordine dei nanosecondi).
Come scegliere la giusta potenza di taglio laser per le tue applicazioni？
Ogni applicazione richiede una certa potenza laser. La scelta della giusta potenza laser ottimale e della potenza di taglio per le vostre applicazioni è fondamentale per ottenere risultati efficienti e di alta qualità.
In questa risposta, discuteremo le diverse gamme di potenza disponibili nelle taglierine laser, come determinare la potenza appropriata per materiali e spessori specifici, esempi di diverse applicazioni e la potenza ideale della taglierina laser da utilizzare per ciascuno.
Intervalli di potenza del taglio laser e usi ideali:
I tagliatori laser sono disponibili in diverse gamme di potenza, in genere da 10 W a 6,000 W o più. Ecco alcune linee guida generali per gli usi ideali delle diverse gamme di potenza del taglio laser:
10 W – 100 W: Queste taglierine laser sono adatte per incidere e tagliare materiali sottili come carta, cartone e plastica sottile.
100 W – 500 W: Queste taglierine laser sono adatte per il taglio di materiali più spessi come legno, acrilico e metallo fino a 1/4 di pollice di spessore.
500 W – 2000 W: Queste taglierine laser sono adatte per il taglio di materiali spessi come il metallo fino a 1 pollice di spessore.
2000 W – 6,000 W o più: Queste taglierine a raggio laser ad alta potenza sono adatte per il taglio di materiali spessi come il metallo con uno spessore superiore a 1 pollice o per applicazioni di taglio su scala industriale.
Determinazione della potenza appropriata per materiali e spessori specifici:
È necessario considerare molteplici fattori per scegliere la giusta potenza di taglio laser per casi d'uso specifici, tra cui il tipo di materiale, lo spessore, la finitura desiderata e la potenza di taglio laser disponibile.
Ecco alcune cose che potrebbero aiutarti a scegliere la taglierina giusta per le tue esigenze:
Materiali sottili:
Per materiali sottili come carta, cartone e plastica sottile, può essere appropriata una potenza di taglio laser compresa tra 20 W e 100 W. In queste applicazioni, una potenza maggiore può provocare la combustione e la fusione del materiale.
E in questo caso, il Il taglio laser CO2 è l'opzione più adatta.
Materiali spessi:
Per materiali più spessi, come i metalli, la potenza di taglio laser appropriata dipende dallo spessore del materiale.
In generale, una potenza di taglio laser compresa tra 100 W e 500 W è adatta per materiali fino a 1/4 di pollice di spessore, mentre una potenza compresa tra 500 W e 2000 W è adatta per materiali fino a 1 pollice di spessore. Tuttavia, questa è solo una stima. Puoi consultare i nostri esperti per guidarti attraverso l'esatta potenza di cui avrai bisogno
Idealmente, la soluzione migliore per tagli di metallo spessi e profondi è una taglierina laser in fibra.
Esempi di diverse applicazioni e potenza di taglio laser ideale:
Successivamente, abbiamo cercato di fornirti la gamma di macchine per il taglio laser utilizzate in diversi settori:
Taglio laser per piccole imprese: Le piccole imprese di solito utilizzano taglierine laser, che in genere richiedono una gamma di potenza compresa tra 20 W e 500 W, che è molto compatta. Tuttavia, la potenza esatta dipende dalle dimensioni e dallo spessore dei materiali tagliati.
Taglio laser industriale: La maggior parte delle unità di produzione su larga scala, dove sono necessarie velocità, accuratezza e precisione, richiedono una gamma di potenza più elevata tra 500 W e 10,000 W. Ancora una volta, la potenza ragionevole e il tipo di macchina laser dipendono dalla complessità del lavoro. La maggior parte delle taglierine laser in fibra sono utilizzate nelle unità industriali.
Soluzioni di taglio laser personalizzate: Una gamma di potenza da 20 W a 500 W è generalmente adatta per la progettazione di progetti fai-da-te. Ma per essere precisi, la scelta del laser per soluzioni personalizzate dipenderà in ultima analisi dalle esigenze specifiche del cliente e dai materiali da tagliare.
La relazione tra la potenza e la velocità del taglio laser
Per quanto riguarda il taglio laser, due parametri sono spesso ampiamente utilizzati, la potenza e la velocità di taglio. La potenza di un taglio laser è la quantità di energia che il raggio laser fornisce per unità di tempo. Mentre la velocità di taglio è la velocità con cui il raggio laser si muove attraverso il materiale tagliato.
Il compromesso tra potenza e velocità del laser cutter
Tecnicamente, velocità e potenza sono entrambe indipendenti l'una dall'altra. Non possiamo affermare che la velocità dipenda dalla potenza o che la potenza dipenda dalla velocità di taglio. Tuttavia, vanno di pari passo; quando cambiamo un parametro, dobbiamo modificare di conseguenza l'altro parametro.
Ad esempio, un laser ad alta potenza produce più energia al secondo. Se impostiamo questo tipo di macchina da taglio laser a bassa velocità di taglio, ci sono possibilità che il laser bruci il pezzo in lavorazione a meno che non sia necessario un taglio profondo. Quindi, una troncatrice di maggiore potenza necessita di un'elevata velocità di taglio. Quindi, in parole povere, di solito diciamo che potenza e velocità sono direttamente correlate.
Ottimizzazione delle impostazioni di potenza e velocità per diverse applicazioni
Come accennato in precedenza, sia la potenza che la velocità vanno di pari passo. L'impostazione della potenza e della velocità deve essere ottimizzata in base all'applicazione e al tipo di taglio di cui abbiamo bisogno. Ecco alcune situazioni e come ottimizzare la potenza dei laser cutter:
Ecco alcune linee guida generali per ottimizzare le impostazioni di potenza e velocità per diverse applicazioni:
- Per materiali sottili e morbidi come carta, cartone e fogli di plastica sottili, una bassa potenza di taglio laser e un'alta velocità possono essere appropriate per evitare bruciature e fusione.
- Per materiali spessi come i metalli, potrebbe essere necessaria un'elevata potenza di taglio laser e una bassa velocità per ottenere un taglio pulito e preciso.
- La bassa potenza della taglierina laser e l'alta velocità sono appropriate per le applicazioni di incisione per ottenere incisioni poco profonde e lisce.
- Per le applicazioni che richiedono un taglio di alta qualità, una potenza di taglio laser media e una velocità moderata possono aiutare a raggiungere un equilibrio tra precisione e velocità.
Che cos'è la densità di potenza del taglio laser?
Uno dei parametri che definiscono la forza e la capacità di una macchina per il taglio laser è la densità di potenza del taglio laser. Ci parla direttamente della velocità e della qualità del taglio laser.
In poche parole, la densità di potenza del taglio laser si riferisce alla quantità di potenza laser erogata a un'area specifica del materiale da tagliare.
Matematicamente, la densità di potenza è il rapporto tra la potenza del laser e l'area della sezione trasversale/dimensione del punto del raggio laser. Quindi, le sue unità sono Watt per millimetro quadrato. (W/mm2)
Densità di potenza del taglio laser = Potenza / (π x (dimensione punto/2)^2)
Ad esempio, se un laser cutter ha una potenza di 500 watt e una dimensione dello spot di 0.2 mm, la densità di potenza sarebbe:
Densità di potenza = 500 / (π x (0.2/2)^2)
Densità di potenza = 198,943 W/mm2
Applicazioni che richiedono un'elevata densità di potenza del taglio laser
L'elevata densità di potenza del laser è necessaria quando si tratta di materiali ad alta resistenza o quando si vogliono eseguire tagli profondi e precisi. Ecco alcuni esempi in cui viene utilizzata una potenza elevata:
Taglio del metallo:
Poiché i metalli hanno una resistenza maggiore, per tagliarli sono spesso necessarie un'elevata potenza di taglio laser e un'elevata densità di energia. Una maggiore densità di potenza consente al laser di fondere e vaporizzare rapidamente il metallo, ottenendo un taglio pulito e preciso. Il settore aerospaziale, automobilistico e manifatturiero fa molto affidamento sul taglio laser.
Taglio PROFONDO:
Per tagliare materiali spessi, il laser deve penetrare nel materiale in profondità e rapidamente per produrre un taglio pulito. Quindi, questo è un altro caso d'uso per i laser ad alta potenza.
Produzione di dispositivi medici:
L'elevata densità di potenza del taglio laser viene utilizzata anche per la produzione di dispositivi medici come stent e strumenti chirurgici. L'elevata potenza consente il taglio preciso e la sagomatura di materiali delicati.
Cosa dovresti considerare quando scegli una macchina da taglio di diversa potenza?
Quando si sceglie una macchina da taglio di diversa potenza, è necessario considerare diversi fattori, tra cui il tipo e lo spessore del materiale, la velocità di taglio e i requisiti di precisione.
Tipo di materiale e spessore:
Materiali diversi hanno proprietà di taglio diverse e richiedono diversi tipi di taglierine laser e potenze di taglio diverse. Ad esempio, i materiali più spessi richiedono taglierine laser di maggiore potenza, mentre quelli più sottili ne richiedono di inferiori.
Inoltre, è anche essenziale assicurarsi che la macchina per il taglio laser scelta sia progettata per tagliare il tipo di materiale specifico. Ad esempio, se devi tagliare materiali metallici, scegli un laser cutter appositamente realizzato per il taglio dei metalli, come quelli offerti dalla nostra azienda.
Velocità di taglio:
La velocità di taglio si riferisce alla velocità alla quale il laser cutter si muove attraverso il materiale tagliato. Una maggiore potenza di taglio laser può richiedere una maggiore velocità di taglio, ma è essenziale bilanciare questo con la qualità di taglio desiderata.
Requisiti di precisione:
I requisiti di precisione per la macchina da taglio laser dipendono dalla qualità di taglio desiderata e dal materiale da tagliare. Una maggiore precisione può richiedere velocità di taglio inferiori e una potenza di taglio laser maggiore, mentre una precisione inferiore può consentire velocità di taglio più elevate e una potenza di taglio laser inferiore.
Costo:
Il costo è un altro fattore quando si stabilisce una configurazione di taglio laser. I laser ad alta potenza costano più di quelli a basso costo. Allo stesso modo, le macchine per il taglio laser in fibra hanno un prezzo più alto rispetto alle loro controparti a CO2.
Idee sbagliate comuni sulla potenza del taglio laser
Ci sono molte idee sbagliate sulla potenza del taglio laser e crediamo che debbano essere affrontate in questo articolo.
Più potenza è sempre meglio
Questo non è sempre il caso. La scelta della mototroncatrice deve essere basata sulla superficie del materiale da tagliare. Ad esempio, non dobbiamo utilizzare laser a fibra ad alta potenza per applicazioni su piccola scala come il taglio di carta o legno. È come tagliare una mela con una sega invece che con un coltello.
Maggiore potenza significa velocità di taglio più elevate
Tecnicamente, non c'è alcuna relazione tra potenza e velocità di taglio più elevate. Tuttavia, dobbiamo adattarci in base alle nostre esigenze desiderate. A volte sì, la maggiore potenza richiede necessariamente un'elevata velocità di taglio. Ma non è sempre così.
I laser ad alta potenza possono tagliare materiali di qualsiasi spessore
Sebbene abbiamo bisogno di raggi laser ad alta potenza per tagliare metalli più spessi, ciò non significa necessariamente che questi laser possano tagliare materiali di qualsiasi spessore. C'è una gamma di spessori specificata per ogni materiale e ogni macchina per il taglio laser. Puoi controllare il manuale della macchina specifica per capirlo.
Cosa dovresti considerare quando usi le taglierine laser?
Poiché i laser sono altamente potenti, al loro utilizzo sono associati molteplici pericoli potenziali. Alcuni di questi includono:
Danni agli occhi: Il raggio laser è abbastanza potente da danneggiare la vista dell'operatore o di chiunque altro nell'area se non utilizzato con attenzione.
Rischio di incendio: dal laser le frese generano molto calore, il rischio di incendio è sempre presente. La situazione può peggiorare quando l'area circostante o il materiale tagliato è infiammabile.
Problemi cutanei e respiratori: Il fumo e i gas tossici generati durante il taglio laser possono causare problemi alla pelle e alle vie respiratorie, in particolare se l'operatore vi è esposto per un periodo prolungato.
Per mitigare questi rischi, devono essere prese le seguenti misure di sicurezza:
Imposta SOP: L'organizzazione deve stabilire una procedura operativa standard per l'utilizzo di ciascun macchinario laser. Inoltre, gli operatori sul campo devono essere pienamente consapevoli della macchina, compreso l'uso corretto delle attrezzature di sicurezza e la gestione delle emergenze.
Manutenzione dell'equipaggiamento: Le varie attrezzature e macchine per il taglio laser devono essere sottoposte a regolare manutenzione. Ciò include la pulizia, la calibrazione e la riparazione di eventuali parti rotte o usurate.
Scegli i materiali con saggezza: Anche la selezione dei materiali da tagliare è importante. Gli operatori devono evitare l'uso di macchine laser per il taglio di materiali infiammabili o che emettono fumi nocivi.
Indossare indumenti protettivi: Tutti gli operatori sul campo devono avere tutti i dispositivi di protezione necessari per eseguire in sicurezza la procedura di taglio laser.
Noi di Biason laser diamo la massima priorità alla sicurezza. Ecco perché tutte le nostre apparecchiature sono completamente chiuse con un design del coperchio che impedisce qualsiasi contatto tra uomo e laser. Pertanto, è sicuro e protetto da utilizzare sul posto di lavoro.
Come mantenere le taglierine laser?
Come descritto nell'ultima sezione, la manutenzione è di primaria importanza quando si utilizzano laser cutter. Questa manutenzione include la corretta pulizia, ispezione e sostituzione regolare delle parti usurate.
Inoltre, abbiamo un elenco di cose che puoi fare per mantenere i laser cutter e prolungarne la durata.
Pulire regolarmente le lenti: I tagliatori laser hanno una serie di specchi che tendono a catturare lo sporco. Pulisci regolarmente la lente, gli specchietti e gli altri componenti della macchina. Questo può essere fatto usando un panno morbido e una soluzione detergente delicata.
Controllare che gli specchi ottici non siano danneggiati: Controllare regolarmente l'ottica della macchina per danni o segni di usura. In caso di problemi, sostituire immediatamente i componenti danneggiati.
Ispeziona e allinea il binario: Ispezionare regolarmente l'allineamento della macchina per assicurarsi che il raggio laser sia correttamente focalizzato sul materiale da tagliare.
Eseguire regolari controlli di manutenzione: Creare SOP e programmare regolari controlli di manutenzione con un tecnico professionista per ispezionare i componenti della macchina. Per sostituire le parti usurate ed eseguire le riparazioni necessarie.
Tendenze emergenti nella potenza del taglio laser
La tecnologia laser non è nuova nell'industria manifatturiera. È sul mercato da alcuni decenni ormai. Tuttavia, grazie ai progressi tecnologici, i macchinari per il taglio laser stanno migliorando sempre di più nel tempo.
Ecco un elenco di tecnologie emergenti nel segmento del taglio laser:
- Integrazione con sistemi di automazione: L'automazione e la robotica stanno diventando sempre più prevalenti nel settore del taglio laser, consentendo un taglio più preciso ed efficiente. I laser cutter possono ora essere integrati con sistemi di automazione e programmati per tagliare forme e disegni specifici, riducendo la necessità di interventi manuali. Baison laser ha lavorato molto anche su questo segmento e ha sviluppato soluzioni di taglio laser automatizzato.
- Funzionalità avanzate di controllo e monitoraggio: Si sta lavorando aggiungendo funzionalità avanzate di controllo e monitoraggio, tra cui il monitoraggio in tempo reale, la connettività cloud e il rilevamento intelligente del materiale ai laser cutter. Queste funzionalità consentono agli operatori di monitorare tutti i dati critici in tempo reale e controllare i macchinari laser da remoto.
- Integrazione con software CAD: I laser cutter vengono sempre più integrati con il software CAD. Con questa integrazione, i progettisti possono creare progetti complessi e inviarli direttamente al taglio laser, risparmiando tempo e aumentando la precisione.
Conclusione
La selezione della potenza di taglio laser appropriata per la tua applicazione è fondamentale per ottenere risultati ottimali. Quando si sceglie un laser cutter, è importante considerare fattori come il tipo e lo spessore del materiale, la velocità di taglio e i requisiti di precisione.
Le taglierine laser a bassa potenza sono ideali per materiali sottili, mentre i materiali spessi richiedono taglierine laser ad alta potenza.
Noi di Baison Laser produce tutti i tipi di tutte le macchine per il taglio laser, dalle taglierine laser CO2 alle macchine laser multifunzione e per lamiere. COSÌ, CONTATTACI ora se stai cercando una configurazione per il taglio laser.
