Fattori che influenzano la velocità e l'efficienza del taglio laser
Nella moderna lavorazione della lamiera, la tecnologia laser offre una precisione senza pari e una velocità di taglio eccezionale nella lavorazione di una vasta gamma di materiali. Man mano che il settore continua ad adottare la versatilità della tecnologia di taglio laser, l'ottimizzazione della velocità e dell'efficienza diventa sempre più importante. Dal materiale grezzo al prodotto finito, il processo di taglio laser prevede un complesso intreccio di fattori. È fondamentale comprendere appieno i principali fattori che influenzano la velocità e l'efficienza del taglio laser, dai parametri intrinseci del materiale alla complessa configurazione della macchina da taglio.
In questo articolo esploriamo in modo completo i principali fattori che influenzano la velocità e l'efficienza del taglio laser, illustrando le complessità legate alle proprietà dei materiali, ai parametri del laser, alle condizioni di taglio, alla configurazione della macchina e alle considerazioni progettuali. Questa analisi fornisce agli utenti informazioni preziose, consentendo loro di sfruttare appieno il potenziale della tecnologia di taglio laser e di favorire l'innovazione nei processi di lavorazione dei metalli.
Velocità ed efficienza del taglio laser
La velocità di taglio di una macchina per il taglio laser è un aspetto che preoccupa molte aziende di lavorazione, poiché determina l’efficienza produttiva. In altri termini, maggiore è la velocità, più elevata è la produzione complessiva. Il taglio laser è una tecnologia manifatturiera complessa che si basa su un equilibrio delicato di fattori per raggiungere velocità ed efficienza ottimali. Le proprietà del materiale, quali composizione, spessore e condizione della superficie, influenzano tutti i parametri di taglio. I parametri del laser, tra cui densità di potenza, qualità del fascio e lunghezza focale, determinano la precisione e l’efficacia del taglio. La scelta delle condizioni di taglio, come la velocità e il gas ausiliario, svolge un ruolo fondamentale nel miglioramento dell’efficienza di taglio. I fattori legati alla macchina, quali configurazione del sistema e manutenzione, contribuiscono in modo significativo alle prestazioni complessive. Inoltre, anche le considerazioni progettuali — ad esempio la complessità geometrica e l’ottimizzazione del nesting — influenzano velocità ed efficienza del taglio. Comprendendo appieno questi fattori e ottimizzandoli, i produttori possono migliorare velocità, precisione ed efficienza del processo di taglio laser, incrementando così produttività e competitività.
I principali fattori che influenzano la velocità di taglio laser
La tecnologia avanzata di taglio ha favorito lo sviluppo rapido del settore del taglio laser, migliorando in modo significativo la qualità e la stabilità del taglio delle macchine per il taglio laser. Durante il processo, la velocità di taglio laser è influenzata da fattori quali i parametri di processo, la qualità del materiale, la purezza del gas e la qualità del fascio. Uno studio approfondito della complessità di questo processo variabile rivela le considerazioni globali che gli utenti devono affrontare con attenzione. In questa sede esaminiamo i principali fattori che influenzano in modo significativo la velocità e l’efficienza del taglio laser.
Parametri del laser
Densità di potenza: La densità di potenza laser è determinata dalla potenza del fascio laser concentrata su una determinata area ed influenza direttamente la velocità e l’efficienza del taglio. Una densità di potenza più elevata consente velocità di taglio più elevate, ma richiede una taratura accurata per evitare danni al materiale.
Qualità del fascio: La qualità del fascio laser, inclusi fattori quali la divergenza, il profilo e la lunghezza d’onda, influisce sull’accuratezza e sull’efficienza del taglio. Un fascio di alta qualità garantisce una distribuzione uniforme dell’energia, producendo tagli più puliti e una maggiore efficienza.
Lunghezza focale: La lunghezza focale della lente laser determina le dimensioni e la profondità del punto focale del fascio. Una scelta ottimale del fuoco assicura una precisa erogazione dell’energia sulla superficie da tagliare, massimizzando l’efficienza senza compromettere la qualità.
Caratteristiche del materiale
Tipo di materiale: Il tipo di materiale da tagliare gioca un ruolo fondamentale nella determinazione della velocità e dell’efficienza del taglio laser. I materiali morbidi sono relativamente facili da tagliare con il laser e vengono lavorati in tempi relativamente brevi. I materiali duri richiedono tempi di lavorazione più lunghi. I metalli, come l’acciaio inossidabile, l’alluminio e l’acciaio al carbonio, presentano diverse conducibilità termiche, punti di fusione e riflettività, tutti fattori che influenzano la loro risposta al taglio laser. Ad esempio, il taglio dell’acciaio è molto più lento rispetto a quello dell’alluminio.
Spessore: lo spessore del materiale influisce direttamente sulla velocità e sull'efficienza del taglio. I materiali più spessi richiedono maggiore energia e tempo per essere tagliati rispetto a quelli più sottili. Per ottenere risultati ottimali a diversi spessori, è necessario regolare la potenza del laser, la lunghezza focale e la velocità di taglio.
Condizione della superficie: le irregolarità superficiali (ad esempio ruggine, ossidazione o rivestimenti) possono influenzare la qualità e la velocità del taglio laser. Per un taglio efficiente, la superficie del materiale potrebbe necessitare di una preparazione mediante pulizia o trattamento superficiale.
Fattori legati alla macchina per il taglio laser
Configurazione del sistema laser: la progettazione e le funzionalità della macchina per il taglio laser, inclusi il sistema di trasmissione del fascio, il controllo del movimento e le funzioni di automazione, possono influenzare la velocità e l'efficienza del taglio. I progressi della tecnologia laser moderna hanno incrementato velocità di lavorazione e precisione.
Manutenzione e calibrazione: Una manutenzione regolare, la calibrazione e l’allineamento delle attrezzature per il taglio laser contribuiscono a garantire prestazioni stabili ed estendono la vita utile della macchina. La trascuratezza della manutenzione può portare a una riduzione dell’efficienza di taglio, a un aumento dei tempi di fermo e a riparazioni costose.
Condizioni di Taglio
Velocità di taglio: La velocità con cui il fascio laser si muove sulla superficie del materiale influisce in modo significativo sull’efficienza del taglio. Trovare il giusto equilibrio tra velocità di taglio e potenza consente di ottenere i risultati desiderati e di ridurre al minimo i tempi di lavorazione.
Selezione del gas di assistenza: I gas di assistenza, come ossigeno, azoto o aria compressa, agevolano la rimozione del materiale e il raffreddamento durante il processo di taglio laser. La scelta del gas di assistenza dipende dal tipo di materiale, dallo spessore e dalla qualità desiderata del bordo. Maggiore è la pressione del gas di assistenza e maggiore è la purezza del gas, minore è l’adesione di impurità al materiale e più liscio risulta il bordo di taglio. In generale, l’ossigeno consente un taglio più veloce, mentre l’azoto garantisce una migliore qualità di taglio ed è meno costoso. Diversi gas offrono livelli differenti di efficienza e pulizia nel taglio.
Progettazione e allineamento dell’ugello: Una corretta progettazione e un corretto allineamento dell’ugello consentono di indirizzare in modo ottimale il flusso del gas secondario e di mantenere una distanza ottimale tra ugello e pezzo. Un allineamento errato o l’usura dell’ugello possono ridurre l’efficienza e la qualità del taglio.
Condizioni di Taglio
Velocità di taglio: La velocità con cui il fascio laser si muove sulla superficie del materiale influisce in modo significativo sull’efficienza del taglio. Trovare il giusto equilibrio tra velocità di taglio e potenza consente di ottenere i risultati desiderati e di ridurre al minimo i tempi di lavorazione.
Selezione del gas ausiliario: I gas ausiliari, come ossigeno, azoto o aria compressa, agevolano la rimozione del materiale e il raffreddamento durante il processo di taglio laser. La scelta del gas ausiliario dipende dal tipo di materiale, dallo spessore e dalla qualità desiderata del bordo. Maggiore è la pressione del gas ausiliario, maggiore è la purezza del gas, il che riduce le impurità che aderiscono al materiale e produce un bordo di taglio più uniforme. In generale, l’ossigeno consente un taglio più rapido, mentre l’azoto garantisce una migliore qualità di taglio ed è meno costoso. Diversi gas offrono livelli variabili di efficienza e pulizia nel taglio.
Progettazione e allineamento dell’ugello: Una corretta progettazione e un corretto allineamento dell’ugello aiutano a indirizzare il flusso del gas secondario e a mantenere una distanza ottimale tra ugello e pezzo. Un allineamento errato o l’usura dell’ugello possono ridurre l’efficienza e la qualità del taglio.
Fattori Ambientali
Temperatura e umidità: La temperatura ambiente e i livelli di umidità possono influenzare le prestazioni del taglio laser. Temperature estreme o un’elevata umidità possono causare deformazioni del materiale o interferire con la propagazione del fascio laser, compromettendo velocità e qualità del taglio.
Qualità dell’aria: Contaminanti presenti nell’aria, come polvere o particelle, possono interferire con le operazioni di taglio laser. Mantenere un’aria pulita nell’ambiente di taglio contribuisce a prevenire l’intasamento della ugello e garantisce un’efficienza di taglio costante.
Considerazioni di progettazione
Complessità geometrica: Design complessi con angoli acuti, dettagli di piccole dimensioni o tolleranze strette potrebbero richiedere velocità di taglio inferiori per preservare precisione e qualità del bordo. Software CAD avanzati possono ottimizzare i percorsi di taglio per geometrie complesse, migliorando l’efficienza complessiva.
Ottimizzazione del nesting: Utilizzando efficacemente il materiale mediante software di ottimizzazione del nesting, è possibile ridurre al minimo gli scarti, diminuire i tempi di taglio e migliorare complessivamente l’efficienza del processo. Gli algoritmi di nesting dispongono i pezzi nel modo più efficiente dal punto di vista dello spazio, massimizzando così il rendimento del materiale.
Requisiti finitura bordi: I requisiti relativi alla qualità dei bordi (lisci, ruvidi o privi di bave) influenzano i parametri e le velocità di taglio. Potrebbero essere necessari degli aggiustamenti per rispettare specifici standard di finitura superficiale, garantendo che il prodotto finale soddisfi i requisiti di qualità.
Nel complesso processo di taglio laser, i produttori devono considerare attentamente e bilanciare questi fattori per sfruttare appieno il potenziale di questa tecnologia avanzata. Una conoscenza approfondita delle interazioni tra materiale e laser, della dinamica del fascio laser, delle condizioni di taglio, della configurazione della macchina, degli impatti ambientali e della complessità del design consente di raggiungere una velocità e un’efficienza ottimali nel taglio laser nella moderna produzione industriale.
Come aumentare la velocità di taglio laser
1. Selezionare il materiale appropriato
La scelta di materiali più facili da tagliare può migliorare l'efficienza del taglio.
2. Regolare correttamente la potenza del laser
La regolazione della potenza del laser influisce in modo significativo sulla velocità di taglio laser. È quindi importante regolare opportunamente la potenza del laser in base ai diversi materiali e spessori per aumentare la velocità di taglio.
3. Utilizzare un laser di alta qualità
Anche la qualità del laser influisce in modo significativo sulla velocità di taglio laser. L’uso di un laser di qualità superiore può migliorare l’efficienza del taglio e ridurre i tempi di lavorazione.
4. Manutenzione dell’apparecchiatura
Eseguire regolarmente la manutenzione e l’assistenza della macchina per il taglio laser, al fine di mantenerla nelle migliori condizioni operative, contribuisce a migliorare la velocità e l’efficienza del taglio.
Relazione tra potenza del laser, condizione del materiale e velocità di taglio laser
In precedenza, abbiamo discusso i fattori che influenzano la velocità di taglio laser, inclusi le proprietà del materiale e la potenza della sorgente laser. Di seguito, utilizziamo un grafico per illustrare lo spessore massimo di taglio e la corrispondente velocità di taglio per i laser a fibra Raycus da 1000 W a 15000 W e per i laser a fibra IPG da 1000 W a 12000 W.
Velocità di taglio Raycus – Acciaio al carbonio
Parametri di spessore e velocità di taglio con laser a fibra (Raycus/Acciaio al carbonio/1000 W–4000 W)
| Materiale | Potenza laser | 1000W | 1500W | 2000 Watt | 3000 W | 4000 W |
| Spessore | Velocità | Velocità | Velocità | Velocità | Velocità | |
| (mm) | (metri/min) | (metri/min) | (metri/min) | (metri/min) | (metri/min) | |
| Acciaio al carbonio (O₂/N₂/Aria) | 1 | 5.5/10 | 6.7/20 | 7.3/25 | 10/35 | 28-35 |
| 2 | 4 | 5 | 5.2/9 | 5.5/20 | 12-15 | |
| 3 | 3 | 3.6 | 4.2 | 4 | 4–4,5 (1,8 kW) / 8–12 | |
| 4 | 2.3 | 2.5 | 3 | 3.5 | 3–3,5 (2,4 kW) | |
| 5 | 1.8 | 1.8 | 2.2 | 3.2 | 2,5–3 (2,4 kW) | |
| 6 | 1.4 | 1.5 | 1.8 | 2.7 | 2,5–2,8 (3 kW) | |
| 8 | 1.1 | 1.2 | 1.3 | 2.2 | 2–2,3 (3,6 kW) | |
| 10 | 0.8 | 1 | 1.1 | 1.5 | 1,8-2 (4 kW) | |
| 12 | 0.8 | 0.9 | 1 | 1-1,2 (1,8-2,2 kW) | ||
| 14 | 0.65 | 0.8 | 0.9 | 0,9-1 (1,8-2,2 kW) | ||
| 16 | 0.5 | 0.7 | 0.75 | 0,7-0,9 (2,2-2,6 kW) | ||
| 18 | 0.5 | 0.65 | 0,6-0,7 (2,2-2,6 kW) | |||
| 20 | 0.4 | 0.6 | 0,55-0,65 (2,2-2,6 kW) | |||
| 22 | 0.55 | 0,5-0,6 (2,2-2,8 kW) | ||||
| 25 | 0,5 (2,4-3 kW) |
Spessore di taglio e parametri di velocità del laser a fibra (Raycus/acciaio al carbonio/6000 W–15000 W)
| Potenza laser | 6000W | 8000W | 10000W | 12000W | 15000W |
| Spessore | Velocità | Velocità | Velocità | Velocità | Velocità |
| (mm) | (metri/min) | (metri/min) | (metri/min) | (metri/min) | (metri/min) |
| 1 | 30-45 | 35-45 | 40-45 | 50-60 | 50-60 |
| 2 | 20-25 | 30-35 | 35-40 | 40-45 | 45-48 |
| 3 | 3,5-4,2 (2,4 kW) / 12-14 | 20-25 | 25-30 | 30-35 | 30-38 |
| 4 | 3,3-3,8 (2,4 kW) / 7-8 | 15-18 | 18-20 | 20-26 | 26-29 |
| 5 | 3-3,6 (3 kW) / 5-6 | 10-12 | 13-15 | 15-18 | 20-23 |
| 6 | 2,7-3,2 (3,3 kW) / 4,5-5 | 8-9 | 10-12 | 10-13 | 17-19 |
| 8 | 2,2-2,5 (4,2 kW) | 2,3-2,5 (4 kW) / 5-5,5 | 7-8 | 7-10 | 10-12 |
| 10 | 2,0-2,3 (5,5 kW) | 2,3 (6 kW) | 2-2,3 (6 kW) / 3,5-4,5 | 2-2,3 (6 kW) / 5-6,5 | 2-2,3 (6 kW) / 7-8 |
| 12 | 1,9-2,1 (6 kW) | 1,8-2 (7,5 kW) | 1,8-2 (7,5 kW) | 1,8-2 (7,5 kW) | 1,8-2 (7,5 kW)/5-6 |
| 14 | 1,4-1,7 (6 kW) | 1,6-1,8 (8 kW) | 1,6-1,8 (8,5 kW) | 1,6-1,8 (8,5 kW) | 1,6-1,8 (8,5 kW)/4,5-5,5 |
| 16 | 1,2-1,4 (6 kW) | 1,4-1,6 (8 kW) | 1,4-1,6 (9,5 kW) | 1,5-1,6 (9,5 kW) | 1,5-1,6 (9,5 kW)/3-3,5 |
| 18 | 0,8 (6 kW) | 1,2-1,4 (8 kW) | 1,3-1,5 (9,5 kW) | 1,4-1,5 (10 kW) | 1,4-1,5 (10 kW) |
| 20 | 0,6-0,7 (6 kW) | 1-1,2 (8 kW) | 1,2-1,4 (10 kW) | 1,3-1,4 (12 kW) | 1,3-1,4 (12 kW) |
| 22 | 0,5-0,6 (6 kW) | 0,6-0,65 (8 kW) | 1,0-1,2 (10 kW) | 1-1,2 (12 kW) | 1,2-1,3 (15 kW) |
| 25 | 0,4-0,5 (6 kW) | 0,3-0,45 (8 kW) | 0,5-0,65 (10 kW) | 0,8-1 (12 kW) | 1,2-1,3 (15 kW) |
| 30 | 0,2-0,25 (8 kW) | 0,3-0,35 (10 kW) | 0,7-0,8 (12 kW) | 0,75-0,85 (15 kW) | |
| 40 | 0,1-0,15 (8 kW) | 0,2 (10 kW) | 0,25-0,3 (12 kW) | 0,3-0,35 (15 kW) | |
| 50 | 0,2-0,25 (15 kW) | ||||
| 60 | 0,18-0,2 (15 kW) |
Velocità di taglio IPG – Acciaio al carbonio
Parametri di spessore e velocità per il taglio al laser a fibra (IPG / 1000 W–4000 W)
| Materiale | Potenza laser | 1000W | 1500W | 2000W | 3000 W | 4000 W |
| Spessore | Velocità | Velocità | Velocità | Velocità | Velocità | |
| (mm) | (metri/min) | (metri/min) | (metri/min) | (metri/min) | (metri/min) | |
| Acciaio al carbonio (O₂/N₂/Aria) | 1 | 5.5/10 | 6.7/20 | 9-11/18-22 | 9-12/25-30 | 9-11/40-50 |
| 2 | 4.5-5 | 4.9-5.5 | 5-6 | 5-6/12-15 | 5-6/18-22 | |
| 3 | 3-3.3 | 3.4-3.8 | 3.7-4.2 | 4-4.5 | 4-4.5/15-18 | |
| 4 | 2.1-2.4 | 2.4-2.8 | 2.8-3.5 | 3.2-3.8 | 3.2-3.8/8-10 | |
| 5 | 1.6-1.8 | 2.0-2.4 | 2.5-2.8 | 3.2-3.4 | 3-3.5/4-5 | |
| 6 | 1.3-1.5 | 1.6-1.9 | 2.0-2.5 | 3-3.2 | 2.8-3.2 | |
| 8 | 0.9-1.1 | 1.1-1.3 | 1.2-1.5 | 2-2.3 | 2.3-2.6 | |
| 10 | 0.7-0.9 | 0.9-1.0 | 1-1.2 | 1.5-1.7 | 2-2.2 | |
| 12 | 0.7-0.8 | 0.9-1.1 | 0.8-1 | 1-1.5 | ||
| 14 | 0.6-0.7 | 0.7-0.9 | 0.8-0.9 | 0.85-1.1 | ||
| 16 | 0.6-0.75 | 0.7-0.85 | 0.8-1 | |||
| 20 | 0.65-0.8 | 0.6-0.9 | ||||
| 22 | 0.6-0.7 |
Spessore di taglio e parametri di velocità del laser a fibra (Raycus/acciaio al carbonio/6000 W–15000 W)
| Potenza laser | 6000W | 8000W | 10000W | 12000W | 15000W |
| Spessore | Velocità | Velocità | Velocità | Velocità | Velocità |
| (mm) | (metri/min) | (metri/min) | (metri/min) | (metri/min) | (metri/min) |
| 1 | 30-45 | 35-45 | 40-45 | 50-60 | 50-60 |
| 2 | 20-25 | 30-35 | 35-40 | 40-45 | 45-48 |
| 3 | 3,5-4,2 (2,4 kW) / 12-14 | 20-25 | 25-30 | 30-35 | 30-38 |
| 4 | 3,3-3,8 (2,4 kW) / 7-8 | 15-18 | 18-20 | 20-26 | 26-29 |
| 5 | 3-3,6 (3 kW) / 5-6 | 10-12 | 13-15 | 15-18 | 20-23 |
| 6 | 2,7-3,2 (3,3 kW) / 4,5-5 | 8-9 | 10-12 | 10-13 | 17-19 |
| 8 | 2,2-2,5 (4,2 kW) | 2,3-2,5 (4 kW) / 5-5,5 | 7-8 | 7-10 | 10-12 |
| 10 | 2,0-2,3 (5,5 kW) | 2,3 (6 kW) | 2-2,3 (6 kW) / 3,5-4,5 | 2-2,3 (6 kW) / 5-6,5 | 2-2,3 (6 kW) / 7-8 |
| 12 | 1,9-2,1 (6 kW) | 1,8-2 (7,5 kW) | 1,8-2 (7,5 kW) | 1,8-2 (7,5 kW) | 1,8-2 (7,5 kW)/5-6 |
| 14 | 1,4-1,7 (6 kW) | 1,6-1,8 (8 kW) | 1,6-1,8 (8,5 kW) | 1,6-1,8 (8,5 kW) | 1,6-1,8 (8,5 kW)/4,5-5,5 |
| 16 | 1,2-1,4 (6 kW) | 1,4-1,6 (8 kW) | 1,4-1,6 (9,5 kW) | 1,5-1,6 (9,5 kW) | 1,5-1,6 (9,5 kW)/3-3,5 |
| 18 | 0,8 (6 kW) | 1,2-1,4 (8 kW) | 1,3-1,5 (9,5 kW) | 1,4-1,5 (10 kW) | 1,4-1,5 (10 kW) |
| 20 | 0,6-0,7 (6 kW) | 1-1,2 (8 kW) | 1,2-1,4 (10 kW) | 1,3-1,4 (12 kW) | 1,3-1,4 (12 kW) |
| 22 | 0,5-0,6 (6 kW) | 0,6-0,65 (8 kW) | 1,0-1,2 (10 kW) | 1-1,2 (12 kW) | 1,2-1,3 (15 kW) |
| 25 | 0,4-0,5 (6 kW) | 0,3-0,45 (8 kW) | 0,5-0,65 (10 kW) | 0,8-1 (12 kW) | 1,2-1,3 (15 kW) |
| 30 | 0,2-0,25 (8 kW) | 0,3-0,35 (10 kW) | 0,7-0,8 (12 kW) | 0,75-0,85 (15 kW) | |
| 40 | 0,1-0,15 (8 kW) | 0,2 (10 kW) | 0,25-0,3 (12 kW) | 0,3-0,35 (15 kW) | |
| 50 | 0,2-0,25 (15 kW) | ||||
| 60 | 0,18-0,2 (15 kW) |
Velocità di taglio IPG – Acciaio al carbonio
Parametri di spessore e velocità per il taglio al laser a fibra (IPG / 1000 W–4000 W)
| Materiale | Potenza laser | 1000W | 1500W | 2000W | 3000 W | 4000 W |
| Spessore | Velocità | Velocità | Velocità | Velocità | Velocità | |
| (mm) | (metri/min) | (metri/min) | (metri/min) | (metri/min) | (metri/min) | |
| Acciaio al carbonio (O₂/N₂/Aria) | 1 | 5.5/10 | 6.7/20 | 9-11/18-22 | 9-12/25-30 | 9-11/40-50 |
| 2 | 4.5-5 | 4.9-5.5 | 5-6 | 5-6/12-15 | 5-6/18-22 | |
| 3 | 3-3.3 | 3.4-3.8 | 3.7-4.2 | 4-4.5 | 4-4.5/15-18 | |
| 4 | 2.1-2.4 | 2.4-2.8 | 2.8-3.5 | 3.2-3.8 | 3.2-3.8/8-10 | |
| 5 | 1.6-1.8 | 2.0-2.4 | 2.5-2.8 | 3.2-3.4 | 3-3.5/4-5 | |
| 6 | 1.3-1.5 | 1.6-1.9 | 2.0-2.5 | 3-3.2 | 2.8-3.2 | |
| 8 | 0.9-1.1 | 1.1-1.3 | 1.2-1.5 | 2-2.3 | 2.3-2.6 | |
| 10 | 0.7-0.9 | 0.9-1.0 | 1-1.2 | 1.5-1.7 | 2-2.2 | |
| 12 | 0.7-0.8 | 0.9-1.1 | 0.8-1 | 1-1.5 | ||
| 14 | 0.6-0.7 | 0.7-0.9 | 0.8-0.9 | 0.85-1.1 | ||
| 16 | 0.6-0.75 | 0.7-0.85 | 0.8-1 | |||
| 20 | 0.65-0.8 | 0.6-0.9 | ||||
| 22 | 0.6-0.7 |
Parametri di spessore e velocità per il taglio al laser a fibra (IPG/acciaio al carbonio/6000 W–12000 W)
| Materiale | Potenza laser | 6000W | 8000W | 10000W | 12000W |
| Spessore | Velocità | Velocità | Velocità | Velocità | |
| (mm) | (metri/min) | (metri/min) | (metri/min) | (metri/min) | |
| Acciaio al carbonio (O₂/N₂/Aria) | 1 | 10-12/45-60 | 10-12/50-60 | 10-12/50-80 | |
| 2 | 5-6/26-30 | 5.5-6.8/30-35 | 5.5-6.8/38-43 | ||
| 3 | 4-4.5/18-20 | 4.2-5.0/20-25 | 4.2-5.0/28-30 | ||
| 4 | 3.2-3.8/13-15 | 3.7-4.5/15-18 | 3.7-4.5/18-21 | ||
| 5 | 3-3.5/7-10 | 3.2-3.8/10-12 | 3.2-3.8/13-15 | ||
| 6 | 2.8-3.2 | 2.8-3.6/8.2-9.2 | 2.8-3.6/10.8-12 | ||
| 8 | 2.5-2.8 | 2.6-3.0/5.0-5.8 | 2.6-3.0/7.0-7.8 | ||
| 10 | 2.0-2.5 | 2.1-2.6/3.0-3.5 | 2.1-2.6/3.8-4.6 | 2.2-2.6 | |
| 12 | 1.8-2.2 | 1.9-2.3 | 1.9-2.3 | 2-2.2 | |
| 14 | 1-1.8 | 1.1-1.8 | 1.1-1.8 | 1.8-2.2 | |
| 16 | 0.85-1.5 | 0.85-1.2 | 0.85-1.2 | 1.5-2 | |
| 20 | 0.75-1.0 | 0.75-1.1 | 0.75-1.1 | 1.2-1.7 | |
| 22 | 0.7-0.8 | 0.7-0.85 | 0.7-0.85 | 0.7-0.85 | |
| 25 | 0.6-0.7 | 0.6-0.8 | 0.6-0.8 | 0.6-0.8 | |
| 30 | 0.4-0.5 | ||||
| 35 | 0.35-0.45 | ||||
| 40 | 0.3-0.4 |
Come mostrato nel grafico, è possibile osservare i parametri di spessore e velocità per macchine da taglio al laser a fibra da 1000 W, 1500 W, 2000 W, 3000 W, 4000 W, 6000 W, 8000 W, 10000 W, 12000 W e 15000 W.
Prendendo come esempio l’acciaio al carbonio, una macchina da taglio al laser a fibra Raycus da 1000 W può tagliare acciaio al carbonio di spessore 3 mm con una velocità massima di 3 metri al minuto.
Una macchina da taglio al laser a fibra da 1500 W può tagliare acciaio al carbonio di spessore 3 mm con una velocità massima di 3,6 metri al minuto.
Utilizzando il grafico IPG riportato sopra, è possibile confrontare i parametri di diverse macchine da taglio al laser per lo stesso materiale. Ad esempio:
Una macchina da taglio al laser da 1000 W può tagliare acciaio al carbonio di spessore 3 mm con una velocità massima di 3,3 metri al minuto.
Una macchina da taglio al laser da 1500 W può tagliare acciaio al carbonio di spessore 3 mm con una velocità massima di 3,9 metri al minuto.
Velocità di taglio Raycus - Acciaio inossidabile
Parametri di spessore e velocità per il taglio al laser a fibra (Raycus/acciaio inossidabile/1000 W–4000 W)
| Materiale | Potenza laser | 1000W | 1500W | 2000W | 3000 W | 4000 W |
| Spessore | Velocità | Velocità | Velocità | Velocità | Velocità | |
| (mm) | (metri/min) | (metri/min) | (metri/min) | (metri/min) | (metri/min) | |
| Acciaio inossidabile (N₂) | 1 | 13 | 20 | 28 | 28-35 | 30-40 |
| 2 | 6 | 7 | 10 | 18-24 | 15-20 | |
| 3 | 3 | 4.5 | 5 | 7-10 | 10-12 | |
| 4 | 1 | 3 | 3 | 5-6.5 | 6-7 | |
| 5 | 0.6 | 1.5 | 2 | 3-3.6 | 4-4.5 | |
| 6 | 0.8 | 1.5 | 2-2.7 | 3-3.5 | ||
| 8 | 0.6 | 1-1.2 | 1.5-1.8 | |||
| 10 | 0.5-0.6 | 1-1.2 | ||||
| 12 | 0.8 |
Parametri di spessore e velocità per il taglio al laser a fibra (Raycus/acciaio inossidabile/6000 W–15000 W)
| Materiale | Potenza laser | 6000W | 8000W | 10000W | 12000W | 15000W |
| Spessore | Velocità | Velocità | Velocità | Velocità | Velocità | |
| (mm) | (metri/min) | (metri/min) | (metri/min) | (metri/min) | (metri/min) | |
| Acciaio inossidabile (N₂) | 1 | 30-45 | 40-50 | 45-50 | 50-60 | 50-60 |
| 2 | 25-30 | 30-35 | 35-40 | 40-45 | 45-50 | |
| 3 | 15-18 | 20-24 | 25-30 | 30-35 | 35-38 | |
| 4 | 10-12 | 12-15 | 18-20 | 23-27 | 25-29 | |
| 5 | 7-8 | 9-10 | 12-15 | 15-18 | 18-22 | |
| 6 | 4.5-5 | 7-8 | 8-9 | 13-15 | 15-18 | |
| 8 | 3.5-3.8 | 4-5 | 5-6 | 8-10 | 10-12 | |
| 10 | 1.5-2 | 3-3.5 | 3.5-4 | 6.5-7.5 | 8-9 | |
| 12 | 1-1.2 | 2-2.5 | 2.5-3 | 5-5.5 | 6-7 | |
| 16 | 0.5-0.6 | 1-1.5 | 1.6-2 | 2-2.3 | 2.9-3.1 | |
| 20 | 0.2-0.35 | 0.6-0.8 | 1-1.2 | 1.2-1.4 | 1.9-2.1 | |
| 22 | 0.4-0.6 | 0.7-0.9 | 0.9-1.2 | 1.5-1.7 | ||
| 25 | 0.3-0.4 | 0.5-0.6 | 0.7-0.9 | 1.2-1.4 | ||
| 30 | 0.15-0.2 | 0.25 | 0.25-0.3 | 0.8-1 | ||
| 35 | 0.15 | 0.2-0.25 | 0.6-0.8 | |||
| 40 | 0.15-0.2 | 0.4-0.5 | ||||
| 45 | 0.2-0.4 |
Velocità di taglio IPG - Acciaio inossidabile
Parametri di spessore e velocità per il taglio al laser a fibra (IPG/acciaio inossidabile/1000 W–4000 W)
| Materiale | Potenza laser | 1000W | 1500W | 2000W | 3000 W | 4000 W |
| Spessore | Velocità | Velocità | Velocità | Velocità | Velocità | |
| (mm) | (metri/min) | (metri/min) | (metri/min) | (metri/min) | (metri/min) | |
| Acciaio inossidabile (N₂) | 1 | 12-15 | 16-20 | 20-28 | 30-40 | 40-55 |
| 2 | 4.5-5.5 | 5.5-7.0 | 7-11 | 15-18 | 20-25 | |
| 3 | 1.5-2 | 2.0-2.8 | 4.5-6.5 | 8-10 | 12-15 | |
| 4 | 1-1.3 | 1.5-1.9 | 2.8-3.2 | 5.4-6 | 7-9 | |
| 5 | 0.6-0.8 | 0.8-1.2 | 1.5-2 | 2.8-3.5 | 4-5.5 | |
| 6 | 0.6-0.8 | 1-1.3 | 1.8-2.6 | 2.5-4 | ||
| 8 | 0.6-0.8 | 1.0-1.3 | 1.8-2.5 | |||
| 10 | 0.6-0.8 | 1.0-1.6 | ||||
| 12 | 0.5-0.7 | 0.8-1.2 | ||||
| 16 | 0.25-0.35 |
Parametri di spessore e velocità per il taglio al laser a fibra (IPG/acciaio inossidabile/6000 W–12000 W)
| Materiale | Potenza laser | 6000W | 8000W | 10000W | 12000W |
| Spessore | Velocità | Velocità | Velocità | Velocità | |
| (mm) | (metri/min) | (metri/min) | (metri/min) | (metri/min) | |
| Acciaio inossidabile (N₂) | 1 | 60-80 | 60-80 | 60-80 | 70-80 |
| 2 | 30-35 | 36-40 | 39-42 | 42-50 | |
| 3 | 19-21 | 21-24 | 25-30 | 33-40 | |
| 4 | 12-15 | 15-17 | 20-22 | 25-28 | |
| 5 | 8.5-10 | 10-12.5 | 14-16 | 17-20 | |
| 6 | 5.0-5.8 | 7.5-8.5 | 11-13 | 13-16 | |
| 8 | 2.8-3.5 | 4.8-5.8 | 7.8-8.8 | 8-10 | |
| 10 | 1.8-2.5 | 3.2-3.8 | 5.6-7 | 6-8 | |
| 12 | 1.2-1.5 | 2.2-2.9 | 3.5-3.9 | 4.5-5.4 | |
| 16 | 1.0-1.2 | 1.5-2.0 | 1.8-2.6 | 2.2-2.5 | |
| 20 | 0.6-0.8 | 0.95-1.1 | 1.5-1.9 | 1.4-6 | |
| 22 | 0.3-0.4 | 0.7-0.85 | 1.1-1.4 | 0.9-4 | |
| 25 | 0.15-0.2 | 0.4-0.5 | 0.45-0.65 | 0.7-1 | |
| 30 | 0.3-0.4 | 0.4-0.5 | 0.3-0.5 | ||
| 35 | 0.25-0.35 | ||||
| 40 | 0.2-0.25 |
Ora esaminiamo più da vicino i parametri per il taglio dell'acciaio inossidabile.
Con una macchina per il taglio al laser a fibra da 1000 W è possibile tagliare acciaio inossidabile dello spessore di 3 mm alla velocità massima di 3 metri al minuto.
Con una macchina per il taglio al laser a fibra da 1500 W è possibile tagliare acciaio inossidabile dello spessore di 3 mm alla velocità massima di 4,5 metri al minuto.
Per acciaio inossidabile di spessore 5 mm, una macchina per il taglio al laser a fibra da 1000 W può raggiungere una velocità massima di taglio di 0,6 metri al minuto, mentre una macchina per il taglio al laser da 1500 W può raggiungere una velocità massima di taglio di 1,5 metri al minuto.
Confrontando questi parametri, è chiaro che, utilizzando lo stesso tipo e spessore di materiale, una potenza maggiore consente velocità di taglio più elevate.
L’impatto della velocità di taglio al laser sulla qualità del taglio
1. Quando la velocità di taglio è troppo elevata, il gas coassiale al fascio non riesce a rimuovere completamente i residui di taglio. Il materiale fuso ai due lati si accumula e solidifica sul bordo inferiore, formando scorie difficili da rimuovere. Un taglio eccessivamente rapido può inoltre provocare un taglio incompleto del materiale, con una certa adesione di spessore ridottissimo nella parte inferiore, solitamente molto sottile, che richiede l’uso manuale di un martello per essere rimossa.
2. Quando la velocità di taglio è appropriata, la qualità del taglio migliora, con fessure sottili e lisce, una superficie di taglio liscia e priva di bave, e nessuna deformazione complessiva del pezzo in lavorazione, che può quindi essere utilizzato senza alcun trattamento.
Quando la velocità di taglio è troppo bassa, il fascio laser ad alta energia permane su ciascuna zona per un tempo eccessivamente lungo, generando un effetto termico significativo. Ciò può causare una fusione eccessiva sul lato opposto del taglio, una fusione eccessiva al di sopra del taglio e scorie al di sotto del taglio, con conseguente scarsa qualità del taglio.
Conclusione
La velocità di taglio laser influisce sia sull’efficienza sia sulla qualità. Pertanto, i produttori devono conoscere i fattori che influenzano la velocità di taglio laser. Comprendere tale velocità consente di migliorare la rapidità, la precisione e l’efficienza del processo di taglio laser, aumentando così la capacità produttiva e la competitività.
