Fattori che influenzano la qualità del taglio laser
La qualità del taglio laser è determinata dall'accuratezza dimensionale del taglio e dalla finitura superficiale del bordo tagliato. La qualità superficiale viene generalmente valutata in base ai seguenti quattro criteri: larghezza e rugosità della superficie tagliata, larghezza della zona interessata dal calore, ondulazione della sezione trasversale del taglio e presenza di scorie sulla sezione trasversale del taglio o sulla superficie inferiore. I principali fattori che influenzano la qualità superficiale del taglio laser sono i seguenti:
Caratteristiche del laser
Il laser utilizzato per il taglio deve presentare un'elevata qualità del fascio. Poiché il taglio laser è un processo basato sul calore, per ottenere una densità di potenza elevata e un taglio preciso è necessario un diametro ridotto del punto focalizzato. Inoltre, al fine di garantire una qualità di taglio uniforme in tutte le direzioni, il fascio laser dovrebbe possedere un'eccellente simmetria rotazionale attorno all'asse ottico, una polarizzazione circolare e una grande stabilità direzionale, così da mantenere costante la posizione del punto focale. I laser moderni dovrebbero inoltre disporre di un'uscita continua e ad alta frequenza di ripetizione con capacità di commutazione rapida, per assicurare tagli di alta qualità anche su contorni complessi.
Lente di focalizzazione e spessore del materiale
La lunghezza focale della lente deve essere selezionata in base allo spessore del materiale da tagliare, bilanciando il diametro del punto focalizzato e la profondità di fuoco. Per materiali più spessi, è preferibile una lunghezza focale maggiore, mentre per materiali più sottili è adatta una lunghezza focale minore. La posizione del punto focale dovrebbe essere vicina alla superficie del pezzo, generalmente posizionata leggermente al di sotto della superficie superiore del materiale, circa un terzo dello spessore del materiale.
Flusso del Gas e Ugello
Nelle macchine per il taglio laser, il flusso di gas serve a espellere il materiale fuso, proteggere la lente di focalizzazione e contribuire anche parte dell'energia necessaria al taglio. La pressione del gas e la portata sono fattori critici che influenzano la qualità del taglio. Una pressione insufficiente potrebbe non riuscire a rimuovere il materiale fuso dalla zona di taglio, mentre una pressione eccessiva può generare vortici sulla superficie del pezzo, compromettendo l'efficacia del flusso di gas nel rimuovere il materiale fuso. L'esperienza pratica ha dimostrato che ugelli con design diversi possono influenzare significativamente le prestazioni di taglio.
Velocità di taglio
La velocità di taglio dipende dalla densità di potenza del laser, dalle proprietà termiche del materiale e dal suo spessore. Per un determinato insieme di condizioni di taglio, esiste un intervallo ottimale di velocità di taglio. Se la velocità è troppo elevata, il taglio potrebbe risultare incompleto o lasciare residui di scoria. Al contrario, se la velocità è troppo bassa, può verificarsi un'eccessiva combustione, causando un taglio più ampio e una maggiore zona termicamente alterata.
Percorso di taglio
Per le parti con contorni complessi o angoli vivi, le variazioni di accelerazione possono provocare surriscaldamento e fusione negli angoli, causandone il collasso. Pertanto, ottimizzare il percorso di taglio rappresenta un modo efficace per ridurre questo problema.
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