O que é corte a laser de fibra: definição, processo, parâmetros e tipos

Na fabricação moderna, a tecnologia de corte a laser tornou-se um processo importante na área de processamento de metal devido à sua alta precisão, alta eficiência e capacidades de processamento flexíveis. Entre eles, o corte a laser de fibra, como uma das tecnologias de corte a laser que mais cresce nos últimos anos, é amplamente utilizado na fabricação de automóveis, aeroespacial, equipamentos eletrônicos e outras indústrias com sua excelente qualidade de corte, baixo consumo de energia e baixo custo de manutenção.

Este artigo apresentará o conceitos básicos, princípios de funcionamento, parâmetros-chave do processo e diferentes tipos de corte a laser de fibra em detalhes para ajudar os leitores a compreender completamente as principais características e vantagens de aplicação desta avançada tecnologia de processamento.

O que é corte a laser de fibra?

O corte a laser de fibra é uma tecnologia de processamento avançada que usa feixes de laser de fibra de alta potência para cortar com precisão materiais metálicos ou não metálicos. O núcleo é gerar um feixe de laser de alta energia através de um laser de fibra, que é focado e irradiado na superfície do material, fazendo com que o material derreta, vaporize ou ablate rapidamente e, ao mesmo tempo, a escória é soprada com a ajuda de gás auxiliar (como oxigênio, nitrogênio ou ar), conseguindo assim um corte eficiente e de alta precisão.

O corte a laser de fibra é amplamente utilizado na fabricação de automóveis , aeroespacial, equipamentos eletrônicos, processamento de metais e outras indústrias devido à sua alta eficiência, alta precisão, baixo consumo de energia e baixo custo de manutenção.

Como funciona o corte a laser de fibra?

O fluxo de processo básico de corte a laser de fibra é o seguinte:

1. Geração de feixe de laser: O laser de fibra gera laser através de uma fibra óptica dopada com elementos de terras raras (como itérbio Yb) e forma um feixe de alta densidade de energia através de um refletor e um espelho de foco.
2. Focagem do feixe:O feixe de laser é focado por uma lente ou espelho curvo para formar um ponto muito pequeno (geralmente 0,1-0,3 mm) para aumentar a densidade de energia.
3. Aquecimento e fusão de materiais: O feixe de laser irradia a superfície do material, e a temperatura local aumenta rapidamente até o ponto de fusão ou ponto de vaporização, e o material derrete ou evapora.
4. O gás auxiliar elimina a escória: Gás auxiliar de alta pressão (como nitrogênio, oxigênio ou ar comprimido) sopra o material fundido para garantir um corte limpo.
5. O sistema CNC controla o caminho de corte: O movimento da cabeça do laser é controlado com precisão pelo sistema de controle numérico computadorizado (CNC) para completar o corte de formas complexas de acordo com o caminho predefinido.

Quais são os principais parâmetros do corte a laser de fibra?

O processamento qualidade e eficiência de fibra laser corte é afetado por um número de chave parâmetros , o seguindo são o essencial parâmetros quando usando fibra laser tecnologia :

1.L aser eu ode

T aqui um ré t ai eu ain eu odes ó f f fibra eu aser c dizendo: c contínuo c Ave ( C C) um e p mais c Ave ( P C) . P mais eu ode e limites é curto p Ulses f ou é cenários com s sempre R requisitos f ou t ele h comer- um afetado z um; T ele c contínuo c Ave eu ode c continuamente ó resultados um eu aser um e eu é ó muitas vezes você sed t ó q rapidamente c fora t oi eu materiais.

2.L aser p flor

eu aser p flor eu é eu atenuado eu n c att ( C ) um e R representa t ele um média e energia de t ele eu aser p mais . T ele h mais alto t ele p flor, t ele eu minério t caipira um e h ardo eu materiais c um b e c fora. C C eu aser p flor eu é é mesa, é tal um é um 1 00W C C eu aser c com um c contínuo ó saída de 1 00W; P ulsado eu asers h Ave extremamente h ai eu instantâneo p eak p flor, c com um 1 00W p ulsado eu aser p comendo um t 1 0, 0 00W.

3.P mais f frequência

P mais f frequência R efers t ó t ele n âmbar ó f eu aser p Ulses p er é segundo um e eu é eu atenuado eu n h ertz ( H z) . UM h ai f frequência c um é fez xixi você p t ele c fora um e eu ake t ele e dicas é mãe, b fora t ah h ai c doente e grande o h comer- um afetado z um.

4.B eam d diâmetro

T ele b eam d diâmetro R efeitos t ele t espessura ó f t ele eu aser b eam , um e t ele é menor b eam d diâmetro c um um chefe n seta eu incisão um e h alto- p recisão c dizendo, c qual eu é é adequado f ou p recisão p artes p processamento.

5.A pressão atmosférica

UM ir p tranquilizar eu é um n um auxiliar g como é sistema p araméter t chapéu R exulta t ó t ele g como p tranquilizar ó R f baixo R comeu t chapéu b baixos um caminho t ele eu muitas vezes eu material. UM apropriado um ir p tranquilizar c um b e d está carregado eu n t eu t ó e garantir c revelando q qualidade um e e eficiência.

6.C revelando é fez xixi

O c revelando é fez xixi eu é eu atenuado eu n eu polegadas p er eu inuto ( EU PM) ó R eu milímetros p er eu inuto ( eu m/ eu em) , t ele t mais velho t ele eu material um e t ele h mais alto o eu aser p flor, t ele f áster t ele c revelando é fez xixi , b fora t ah f ast c doente eu ake t ele c revelando é superfície R ai, t ah é baixo c doente e expandir t ele h comer- um afetado z um.

7.T espessura ó f t ele eu material

T ele t espessura ó f t ele eu material um efeitos t ele c revelando , um e t ele t caipira eu material R exige h mais alto p flor um e é mais baixo é fez xixi, c qual eu é p Rony t ó p problemas é tal um é você nunca c revelando é superfície um e é atraso h ansiando, um e t ele c revelando q qualidade d diminui c com t ele eu aumentar ó f t espessura.

8.C condição ó f t ele eu sentidos

T ele é Tate ó f t ele f ocultando eu ens ó f t ele c revelando h ead um efeitos t ele eu aser f ocultando e efeito, k eep o eu ens c magro um e um vazio d imagem ó R d ir, ó caso contrário t ele c revelando q qualidade um e e eficiência c doente b e R educado.

9.F foco

T ele f foco eu é c aqui t ele eu aser e energia eu é c concentrado, um e o w peça de trabalho n necessidades t ó b e um com precisão p atado t ó o um apropriado f foco p posição um de acordo t ó t ele t espessura ó f t ele eu material um e t ele c revelando d profundidade.

10.T sim ó f eu material

D você t ó t ele d diferença eu n p físico p cordas, d diferente eu materiais h Ave d diferente eu aser um absorção um e c ondução c habilidades, é tal um é d diferente c revelando p amperímetros ó f eu etal um e n sobre- eu etal eu materiais.

11.P reaquecer t ele eu material

F ou eu materiais c com h ai eu elting p pomada um e p andar t hermal c ondutividade, p reaquecimento eu é R obrigatório b antes c revelando t ó R educar t ele d dificuldade ó f c revelando um e eu melhorar t ele é sucesso R comeu.

12.C revelando p atentado

T ele é reto c revelando p ath eu é é simples um e f ast; Complexo caminhos , especialmente com afiado e angular padrões , reduzir o corte velocidade e exigir mais alto controlar precisão de o laser corte máquina .

Quais são os tipos de corte a laser de fibra?

De acordo com a estrutura do laser e os cenários de aplicação, o corte a laser de fibra é dividido principalmente nos seguintes tipos :

(1) Corte contínuo a laser de fibra (CW)

• A saída do laser é uma onda contínua, adequada para corte de alta precisão e alta velocidade, como fabricação de chapas metálicas .
• É usado principalmente para corte fino de aço inoxidável, aço carbono, liga de alumínio e outros materiais.
  

(2) Corte a laser de fibra pulsada (QCW/Pulsado)

• O laser é emitido na forma de pulsos e é adequado para materiais altamente refletivos (por exemplo, cobre, latão) ou microusinagem de precisão.
• É frequentemente usado para corte e perfuração finos em componentes eletrônicos, instrumentos de precisão e outros campos.
  

(3) Corte a laser de fibra multimodo

• É adequado para corte de chapas médias e pesadas (geralmente <30mm) , com um amplo padrão de feixe e distribuição uniforme de energia.
• É usado principalmente para processamento de chapas metálicas de nível industrial.
  

(4) Corte a laser de fibra monomodo

• A qualidade do feixe é maior, o ponto é menor e é adequado para corte de alta precisão de materiais ultrafinos (<3 mm).
  
• É frequentemente usado na indústria eletrônica, fabricação de instrumentos de precisão, etc.

Quais materiais podem ser cortados com lasers de fibra?

Com sua alta densidade de energia, alta qualidade de feixe e excelente desempenho de foco, lasers de fibra podem cortar com eficiência uma variedade de materiais metálicos e não metálicos e são amplamente utilizados na fabricação industrial . A seguir estão as principais classificações de materiais e características de corte aplicáveis:

1. Materiais metálicos (principais áreas de aplicação)

(1) Aço carbono (aço de baixo carbono, aço de médio carbono)
Aplicabilidade: ⭐️⭐️⭐️⭐️⭐️ (Melhor ajuste)
Recursos de corte:

• O laser de fibra possui alta taxa de absorção de aço carbono, velocidade de corte rápida e incisão suave.
  
• O oxigênio (O₂) é frequentemente usado como gás auxiliar para melhorar a eficiência de corte por reação de oxidação.
• Espessura de corte : normalmente 0,5 mm–30 mm (o laser de fibra de ultra-alta potência pode cortar mais grosso).
  

(2) Aço inoxidável (304, 316, etc.)

Aplicabilidade: ⭐️⭐️⭐️⭐️⭐️
Recursos de corte:

• Nitrogênio (N₂) é geralmente usado quando corte a laser de fibra de aço inoxidável para evitar oxidação e manter o corte livre de prata e escória .
  
• Em comparação com os lasers de CO₂, os lasers de fibra cortam aço inoxidável mais rapidamente e são especialmente adequados para chapas finas (<6 mm).
• Espessura de corte: geralmente 0,1 mm–20 mm.
  

(3) Alumínio e ligas de alumínio

Aplicabilidade: ⭐️⭐️⭐️⭐️ (material altamente reflexivo, alta potência necessária)
Recursos de corte:

• O alumínio tem alta refletividade ao laser e requer um laser de fibra de alta potência (≥1kW) com nitrogênio ou ar comprimido para corte .
  
• É fácil ocorrer escória durante o corte e os parâmetros precisam ser otimizados (por exemplo, aumentar a pressão do ar, ajustar o foco).
  
• Espessura cortável: geralmente 0,5 mm–15 mm.

(4) Cobre e liga de cobre (latão, cobre)

Aplicabilidade: ⭐️⭐️⭐️ (alta reflexão, alta condutividade térmica, difícil de cortar)
Recursos de corte:

• O cobre tem uma refletividade de laser extremamente alta (>90%) e requer um laser de fibra pulsado ou um laser CW de alta potência (≥2kW).
  
• Nitrogênio (N₂) ou ar comprimido é geralmente usado para auxiliar no corte e evitar oxidação.
• Espessura de corte: geralmente 0,1 mm–5 mm (materiais mais espessos requerem processamento especial).
  
  

(5) Liga de titânio

Aplicabilidade: ⭐️⭐️⭐️⭐️ (comumente usado nas indústrias aeroespacial e médica)
Recursos de corte:

• Gases inertes (por exemplo, argônio) precisam ser usados ​​para evitar a oxidação em altas temperaturas.
  
• A qualidade da incisão é alta e não há problemas de zona afetada pelo calor (ZTA).
• Espessura cortável: geralmente 0,5 mm–12 mm.
  

(6) Outros metais (chapas galvanizadas, ligas de níquel, etc.)

• Chapa galvanizada: adequada para corte, mas os parâmetros precisam ser controlados para evitar que a volatilização da camada de zinco contamine a lente.
  
• Ligas de níquel (ex. Inconel): podem ser cortadas, mas requerem um laser de alta potência.

2. Materiais não metálicos (parcialmente aplicável)

Os lasers de fibra são otimizados principalmente para corte de metal, mas alguns materiais não metálicos também podem ser cortados , mas o efeito não é tão bom quanto os lasers de CO2 ou UV:

(1) Plásticos (ABS, acrílico, etc.)

• Pode ser cortado, mas fácil de derreter, as bordas podem ser carbonizadas, é necessário corte de baixa potência + alta velocidade.
• O processamento com laser CO2 ou laser UV é mais recomendado.

(2) Materiais compósitos (fibra de carbono, fibra de vidro)

• Pode ser cortado, mas a matriz de resina pode queimar e a proteção contra gases precisa ser otimizada.
• O corte profissional de materiais compósitos geralmente usa jato de água ou laser ultrarrápido (picossegundo/femtosegundo).

(3) Madeira, couro, tecido

• Teoricamente pode ser cortado, mas o efeito do calor é grande e as bordas são fáceis de queimar. O laser CO2 é mais adequado.

3. Materiais não adequados para corte a laser de fibra

• Materiais altamente refletivos (como ouro e prata): A refletividade é muito alta e a cabeça do laser é facilmente danificada.
• Cerâmica e vidro: São fáceis de quebrar e são mais adequados para corte a laser ultrarrápido (picossegundo/femtosegundo) ou jato de água.
• PVC e outros plásticos que contenham cloro: Serão gerados gases tóxicos durante o corte, portanto o corte a laser é proibido.

O corte a laser de fibra é mais adequado para materiais metálicos, especialmente aço carbono, aço inoxidável e alumínio , mas sua capacidade de corte para materiais altamente refletivos (como cobre) e materiais não metálicos (como plásticos) é relativamente limitada. É necessário selecionar o tipo de laser adequado de acordo com as necessidades específicas.

Quais são as vantagens do corte a laser de fibra?

O corte a laser de fibra tem muitas vantagens em relação a outras tecnologias de corte industrial. Estes incluem:

1. Alta eficiência energética: A eficiência de conversão fotoelétrica atinge 30% -50%, o que é muito maior que o laser CO2 (10% -15%), e o consumo de energia é menor.
2. Alta precisão: Boa qualidade de feixe (M² próximo a 1), diâmetro de ponto pequeno (0,1-0,3mm), adequado para corte fino.
3. Velocidade rápida: O corte de placas finas é 2 a 3 vezes mais rápido que o laser de CO2 (como o aço inoxidável de 1 mm pode atingir 30 m/min).
4. Manutenção simples: Não há necessidade de calibração do refletor, transmissão de fibra óptica livre de manutenção e vida útil de mais de 100.000 horas.
5. Baixo custo: Baixo consumo de energia, não há necessidade de substituir regularmente os tubos de laser a gás e o custo de uso abrangente é mais de 30% menor.
6. Adaptabilidade do material: Especialmente adequado para cortar metais altamente refletivos (alumínio, cobre) e placas médias finas.

Quais são as desvantagens do corte a laser de fibra?

O corte a laser de fibra é uma tecnologia amplamente adotada com uma ampla gama de utilizações. Mesmo assim, máquinas de corte a laser de fibra ainda têm algumas limitações para alguns usuários. Essas limitações incluem:

• Limitações materiais: Certos materiais, como plásticos que liberam gases tóxicos, não podem ser cortados com máquinas de corte a laser de fibra. Esses materiais incluem PVC, ABS, policarbonato e polietileno de alta densidade (HDPE) .
• Manutenção e cuidados: As máquinas de corte a laser de fibra requerem cuidados adequados e manutenção regular. Negligenciar a manutenção pode causar danos às peças internas, como a lente de foco, o que pode reduzir significativamente o desempenho de corte.
• Custo inicial: Embora as máquinas de corte a laser de fibra tenham baixo custo operacional, elas ainda exigem um certo investimento inicial para aquisição do equipamento. O único consumível para este tipo de laser é a eletricidade.
• Espessura do material: Os lasers de fibra só podem cortar materiais com até alguns centímetros de espessura. Isto pode não ser suficiente para algumas aplicações.

Quais são as diferenças entre o laser de fibra e o laser CO₂?

A diferença entre lasers de fibra e lasers de CO2 está no tipo de sistema de laser. Os lasers de fibra usam uma cavidade de laser de fibra dopada com material de terras raras para produzir um feixe amplificado. Por outro lado, os lasers de CO2 utilizam um tubo de descarga de gás para produzir a luz laser.

Item de comparação	Laser de fibra	Laser CO₂
Princípio de funcionamento	Fibra dopada com elementos de terras raras emite luz	A descarga de gás excita moléculas de CO₂ para emitir luz
Comprimento de onda	1,06 μm (alta taxa de absorção de metal)	10,6μm (boa absorção não metálica)
Velocidade de corte	Placa fina 2 a 3 vezes mais rápida	Placa espessa (>15mm) um pouco melhor
Consumo de energia	Eficiência de conversão de 30% a 50%	Eficiência de conversão de 10% a 15%
Manutenção	Basicamente livre de manutenção	Precisa limpar a lente e substituir o gás regularmente
Materiais aplicáveis	Metal (especialmente materiais altamente reflexivos)	Metal/não metálico (como acrílico, madeira)
Custo do equipamento	Modelos de média e alta potência são mais caros	Modelos de baixo consumo são mais baratos

Quais são as aplicações das máquinas de corte a laser de fibra?

As máquinas de corte a laser de fibra são amplamente utilizadas em vários setores , incluindo:

• Fabricação de automóveis : corte de peças de precisão, como chapas de carroceria, escapamentos, engrenagens, etc.
• Aeroespacial : processamento de materiais resistentes a altas temperaturas, como carcaças de liga de titânio e películas de liga de alumínio.
• Eletrônicos e eletrodomésticos : corte de microestruturas, como molduras intermediárias de telefones celulares, modelos de PCB e dissipadores de calor.
• Processamento de metal: utensílios de cozinha de aço inoxidável, obras de arte em metal, construção de estruturas de aço, etc.
• Nova energia : corte de postes de bateria de lítio e suportes solares.

Como escolher uma máquina de corte a laser de fibra?

A escolha de máquina de corte a laser de fibra afeta diretamente a eficiência do processamento, o custo e a qualidade do produto. A seguir estão os principais fatores a serem considerados ao comprar para ajudá-lo a escolher o equipamento mais adequado:

Opções de energia:

1. 500W-1kW: adequado para placas finas de 0,5-5mm (por exemplo, componentes eletrônicos).
2. 2kW-6kW: classe industrial convencional, pode cortar aço carbono / aço inoxidável de 3-20 mm.
3. 8 kW-20 kW: Corte de chapas grossas (> 20 mm) ou necessidades de produção em alta velocidade.

Formato de processamento:

1. Máquina pequena (1,5m×3m): Peças de precisão.
2. Máquina padrão (2m×4m): Processamento de folhas de uso geral.
3. Bancadas superdimensionadas personalizadas: construção naval, indústria de máquinas de construção.

Configuração principal:

• Marcas de laser: IPG, Ruike, Chuangxin, etc.
• Sistema CNC : Baichu, PA, Siemens.
• Trilhos/engrenagens guia: guias lineares/transmissões de engrenagens helicoidais de alta precisão.
  
  

Acessibilidade:

• Foco automático: Adapte-se a materiais de diferentes espessuras.
• Troca de bancadas: Aumente a eficiência da produção contínua.
• Sistema de despoeiramento: Manipulação de fumos de corte (opcional).

Orçamento e pós-venda:

• Equipamento doméstico (100-3 milhões de yuans): resposta pós-venda rápida e econômica.
• Equipamentos importados (300-8 milhões de yuans): precisão ultra-alta, adequada para fabricação de alta qualidade.

Resumo

O corte a laser de fibra é uma tecnologia de processamento avançada baseada em lasers de fibra de alto brilho , que gera feixes de laser de alta energia através de meios de fibra dopados com elementos de terras raras e coopera com parâmetros controlados com precisão, como potência, velocidade, foco e gás auxiliar para obter corte preciso e eficiente de metais e outros materiais. Suas principais vantagens residem na excelente qualidade do feixe, alta eficiência de conversão de energia e adaptabilidade de processamento flexível, os principais tipos incluem sistemas de laser de fibra contínuos, pulsados ​​e ultrarrápidos, que são amplamente utilizados na fabricação de chapas metálicas na fabricação industrial , produção de peças automotivas e outros campos, e se tornaram um processo-chave indispensável para a fabricação moderna de precisão.

📞 Telefone: +86 185 6675 9667
📧 E-mail: info@longshengmfg.com
🌐 Site: https://lsrpf.com/

Isenção de responsabilidade

O conteúdo desta página é apenas para fins informativos. Série LS Nenhuma representação ou garantia de qualquer tipo, expressa ou implícita, é feita quanto à exatidão, integridade ou validade das informações. Não se deve inferir que os parâmetros de desempenho, tolerâncias geométricas, características específicas de projeto, qualidade e tipo de material ou mão de obra que o fornecedor ou fabricante terceirizado fornecerá por meio da rede Longsheng. Esta é responsabilidade do comprador Solicite um orçamento de peças para determinar os requisitos específicos para essas peças. entre em contato conosco Saiba mais informações .

Equipe LS

A LS é uma empresa líder do setor Concentre-se em soluções de fabricação personalizadas. Com mais de 20 anos de experiência atendendo mais de 5.000 clientes, nos concentramos em alta precisão Usinagem CNC , Fabricação de chapa metálica , Impressão 3D , Moldagem por injeção , estampagem de metais, e outros serviços de fabricação completos.
Nossa fábrica está equipada com mais de 100 centros de usinagem de 5 eixos de última geração e possui certificação ISO 9001:2015. Fornecemos soluções de fabricação rápidas, eficientes e de alta qualidade para clientes em mais de 150 países ao redor do mundo. Quer se trate de produção de baixo volume ou personalização em massa, podemos atender às suas necessidades com a entrega mais rápida em 24 horas. escolher Tecnologia LS Significa escolher eficiência, qualidade e profissionalismo.
Para saber mais, visite nosso site: www.lsrpf.com

Perguntas frequentes

1.Quais são os parâmetros do processo de corte a laser?

Os principais parâmetros do processo de corte a laser incluem a potência do laser , velocidade de corte, posição de foco, tipo e pressão do gás auxiliar, frequência de pulso (para lasers pulsados), diâmetro e altura do bico, etc. Esses parâmetros precisam ser ajustados e otimizados de acordo com o tipo de material a ser cortado, a espessura e a qualidade de corte desejada para obter os melhores resultados de corte.

2.O que é corte a laser de fibra?

O corte a laser de fibra é uma tecnologia de processamento avançada que usa um feixe de laser de alta densidade de energia gerado por um laser de fibra para cortar materiais. Ele concentra a energia do laser na superfície do material, de modo que a área local seja rapidamente derretida ou vaporizada e, ao mesmo tempo, a substância fundida é expelida com a ajuda de gás auxiliar de alta pressão, de modo a alcançar um processo de corte de alta precisão e alta eficiência, especialmente adequado para corte de precisão de materiais metálicos.

3.Quais são os 4 parâmetros importantes da configuração de corte a laser?

Os quatro parâmetros mais críticos no corte a laser são: potência do laser (que determina a capacidade de corte), velocidade de corte (que afeta a produtividade), posição do foco (que controla a distribuição da densidade de energia) e pressão do gás auxiliar (que afeta a remoção de escória). A correspondência adequada desses parâmetros afeta diretamente a qualidade de corte, velocidade e acabamento da seção transversal, e precisa ser ajustada de acordo com o material e espessura específicos.

4.Qual é o processo de um laser de fibra?

O processo principal dos lasers de fibra é produzir lasers de alto brilho sob a excitação de uma fonte de bomba através de fibras dopadas com elementos de terras raras, como o itérbio, como meio de ganho. Os recursos do processo incluem uma construção totalmente em fibra para garantir a qualidade do feixe, bombeamento multimodo para alta potência, um sistema de transmissão de fibra flexível para fornecimento de energia e um sistema de controle inteligente para ajuste preciso de parâmetros para atender a uma variedade de necessidades de processamento industrial.