Il taglio laser è una tecnica che consente un taglio estremamente pulito e veloce di lamiere metalliche. Il raggio del laser da solo è in grado di surriscaldare il metallo fino a raggiungere il punto di fusione. Come nel caso dell’ossitaglio e del taglio al plasma, questo compito è svolto da un ugello che eroga del gas.
Come funziona il taglio laser delle lamiere metalliche
Con il taglio al laser, un fascio di radiazioni EM (elettromagnetiche) viene focalizzato attraverso una lente sulla lamiera che, scaldandosi, fonde rapidamente. Un flusso gassoso accompagna il fascio laser fuori da un ugello conferendogli una determinata forza per asportare il materiale fuso.
Stiamo parlando di un filo di gas e luce del diametro di 0.5-0.7mm, quindi di un taglio chirurgico di alta precisione.
Si possono distinguere le varie tipologie di taglio al laser tramite due classificazioni:
- Il gas impiegato
- La sorgente
Il taglio al laser in funzione del gas impiegato
Esistono due distinzioni principali per il taglio al laser in funzione del gas impiegato:
- Gas inerte (azoto)
- Assistito ossigeno (O2)
Il taglio laser con gas inerte
È la situazione tipica in cui il gas utilizzato per allontanare il materiale fuso non ha azione, è inerte, rispetto alla lamiera. Tra i gas utilizzati, i più comuni sono argon, azoto ed elio.
Con questo tipo di taglio al laser si ottiene una striatura laterale molto contenuta e di buona qualità.
Il taglio laser assistito ossigeno (leghe carbonio)
Con questo tipo di taglio al laser, il gas di processo (O2) reagisce con il carbonio contenuto nel metallo in lavorazione producendo ossido metallico e rilasciando ulteriore energia rispetto a quella del laser che fonde il materiale. In questo modo il taglio stesso risulta più veloce.
Il laser, in questo tipo di taglio, ha la funzione di scaldare il metallo favorendo la reazione chimica.
Rispetto al taglio al laser con gas inerte, ha maggior produzione di energia e quindi può lavorare più velocemente o su superfici con spessore maggiore. La pecca è che le lavorazioni sono rivestite di un sottile strato di ossido metallico che le rende anche più irregolari.
Il taglio al laser in funzione della sorgente
Esistono tre tipologie principali di taglio al laser con queste distinzioni:
- Taglio laser CO2
- Taglio laser a diodo
- Taglio laser a fibra
Il taglio laser CO2
Il taglio al laser di questo tipo utilizza un gas a base di biossido di carbonio eccitato elettricamente.
Hanno una lunghezza d’onda di circa 10 μm e un rendimento piuttosto elevato, con una buona qualità di taglio anche su grandi spessori.
Il taglio laser a diodo
È una tipologia di taglio al laser ibrida che associa i vantaggi del taglio laser CO2 e del taglio laser a fibra.
Così si ottengono minori consumi energetici. Il rapporto di conversione (rapporto tra potenza sviluppata e potenza utilizzata nel taglio), infatti, è del 50%.
Il taglio laser al diodo ha una qualità simile al taglio laser CO2 ma ha una velocità di taglio altissima (circa il 15% in più rispetto al taglio laser a fibra).
Il taglio laser a fibra
Il laser fibra ha rivoluzionato il mondo del taglio laser di metalli a partire dalla sorgente. Le sorgenti a CO2 vengono sostituite da sorgenti a led che portano il vantaggio di non necessitare di manutenzione e che consentono di ampliare e aggiornare a scelta la sorgente di taglio.
Il raggio laser, tramite fibre di vetro alimentate a diodi di pompaggio, viene amplificato ottenendo una maggiore efficienza.
Il laser ha una lunghezza d’onda di circa 1 μm.
Il nostro moderno laser consente di arrivare a tagliare spessori da 40mm e con l’applicazione di torce Bevel di poter realizzare tagli 3D anche su fori e cave interne al pezzo. Un taglio preciso al decimo e la possibilità di tagliare qualsiasi materiale metallico, rendono il Laser Fibra Bevel una macchina eccellente usata da noi di Tecnos, esperti di taglio laser anche su lamiere di grande formato e spessore.
Oltre ai vantaggi già citati, il taglio laser a fibra può tagliare metalli non conduttivi (ad esempio ottone e rame), ha una maggior velocità e richiede una minor manutenzione.
Le macchine per il taglio al laser
Le macchine per il taglio al laser sono composte da una testa di taglio (anche noto come oscillatore), da un braccio robotizzato e da una struttura schermata che ha il compito di impedire al raggio di sfuggire al controllo causando incidenti. Infine, vi è una parte dedicata al controllo numerico.
A seconda del materiale che si deve tagliare (lamiere piane, strutture tridimensionali o forme cilindriche), varia la struttura della macchina per il taglio al laser.
Esistono tre principali tipologie di macchine per il taglio al laser:
- Taglio al laser 2D
- Taglio al laser per tubi
- Taglio al laser 3D
Taglio al laser 2D
È un tipo di taglio al laser utilizzato per i sagomati da fogli di lamiera piana.
È comune trovarli nei settori che prevedono anche lavorazioni di piegatura, stampaggio o imbottitura.
Taglio laser per tubi
Anche le tubazioni possono essere soggette al taglio al laser. In queste circostanze è necessario un sistema di blocco per il tubo stesso. Tendenzialmente si utilizza un mandrino, similmente a quanto è necessario per la tornitura. Così facendo l’oscillatore non si muove intorno al tubo ma assialmente.
Taglio al laser 3D
Questo tipo di taglio al laser consente di lavorare su lamiere piane ma con la possibilità di gestire il fascio tridimensionalmente in modo da ricavare smussi e svasature su fori a “X” “K” “V” “Y”.
Ancora più sofisticate sono le macchine laser fibra tridimensionali robotizzate.
Queste agiscono in particolar modo su lamiere che hanno già subito lavorazioni di carpenteria metallica come piegatura, stampaggio o imbottitura e che quindi hanno una struttura tridimensionale.
Ecco perché sono spesso applicate in settori nei quali il taglio è successivo alle fasi di modellamento delle lamiere, ad esempio l’automotive o l’aerospaziale.
Con le sue molte sfaccettature, il taglio al laser resta una delle lavorazioni dei metalli più efficaci e utilizzate.
