1. Principio di funzionamento fondamentale
La testa di taglio laser utilizza il suo sistema ottico interno per focalizzare un raggio laser ad alta-energia sulla superficie del materiale, aumentando rapidamente la temperatura locale fino al punto di fusione o ebollizione. Contemporaneamente, un gas di assistenza ad alta-pressione (come l'ossigeno per la combustione o l'azoto per prevenire l'ossidazione) viene espulso coassialmente al raggio per soffiare via il metallo fuso, formando un solco. Mentre la testa di taglio si muove lungo il percorso programmato, il materiale viene infine tagliato.
2. Struttura interna
Dall'alto al basso, una tipica testa di taglio laser è costituita principalmente dai seguenti componenti chiave:
Connettore in fibra e cavo in fibra ottica:Il canale per la trasmissione laser. Il diametro del nucleo interno è estremamente piccolo (ad esempio, 50μm, 100μm), con requisiti rigorosi per il raggio di curvatura.
Lente collimante:Converte il raggio divergente emesso dalla fibra in luce parallela, garantendo una distribuzione uniforme dell'energia in preparazione alla successiva focalizzazione.
Lenti protettive (superiore/inferiore):Solitamente posizionato prima e dopo la lente di focalizzazione per bloccare scorie e polvere volanti durante il taglio, proteggendo la costosa lente di focalizzazione dalla contaminazione. Queste sono parti consumabili.
Obiettivo di messa a fuoco:L'elemento ottico centrale che utilizza il principio di una lente convessa per far convergere la luce parallela in un punto focale estremamente piccolo, concentrando l'energia per sciogliere o vaporizzare istantaneamente il materiale.
Anello in ceramica:Contiene fili metallici interni che collegano l'ugello al sensore per trasmettere i dati di rilevamento. È fragile ed è progettato per rompersi prima in caso di collisioni violente per proteggere la testa di taglio.
Ugello:Situato nella parte inferiore, funge da canale comune sia per il raggio laser che per il gas di assistenza. Forme e dimensioni diverse (parallele, convergenti, rastremate) influiscono direttamente sulla qualità e sulla velocità di taglio.
Sistema di sensori e tracciamento:In genere utilizzano sensori capacitivi (senza-contatto) o induttivi (a contatto) per rilevare la distanza tra la testa di taglio e il pezzo in lavorazione in tempo reale-, garantendo che il punto focale rimanga nella posizione di taglio ottimale.
Modulo di monitoraggio intelligente:Le teste di taglio intelligenti-di fascia alta sono inoltre dotate di luci LED, monitoraggio della temperatura e rilevamento della perforazione per fornire feedback in tempo reale-sullo stato di funzionamento.
3. Parametri chiave e classificazione
Diametro del punto focale:Determina direttamente la densità di energia. Un punto più piccolo produce una densità di energia più elevata, adatta al taglio fine di lamiere sottili; un punto più grande è migliore per il taglio di lamiere spesse.
Lunghezza focale:Gli obiettivi a lunghezza focale corta sono adatti per lastre sottili ma richiedono un'elevata stabilità del sistema di tracciamento. Gli obiettivi con lunghezza focale da media-a-lunga sono ideali per lastre spesse grazie alla loro ampia profondità di fuoco e alla maggiore tolleranza operativa.
Classificazione per tipo di laser:
Teste di taglio laser a fibra:Compatibile con una lunghezza d'onda di 1064 nm, caratterizzato da una struttura compatta ampiamente utilizzata per il taglio di metalli come acciaio al carbonio, acciaio inossidabile e leghe di alluminio.
Teste di taglio laser CO2:Compatibile con una lunghezza d'onda di 10,6μm, utilizzata principalmente per materiali non-metallici come legno e acrilico, nonché alcuni metalli sottili. Le lenti richiedono materiali che trasmettono-infrarossi.
Teste di taglio laser UV:Presentano un punto focale estremamente piccolo e una piccola zona-influenzata dal calore, utilizzata principalmente per il-micro{2}}taglio ad alta precisione di schede PCB e pellicole sottili.
4. Principali marchi del settore
Marchi Internazionali:Come Precitec e LT Ultra dalla Germania, rinomati per l'alta precisione, l'elevata stabilità e la tecnologia dei sensori intelligenti. I meccanismi laser degli Stati Uniti eccellono anche in termini di compatibilità e stabilità.
Marchi nazionali (Cina):Come Raycus (Jiaqiang) e BCUT (serie BLT). I marchi nazionali si sono sviluppati rapidamente nel settore delle teste di taglio intelligenti, lanciando prodotti con funzionalità intelligenti come la messa a fuoco automatica-, il rilevamento dei punti di fusione e le tecnologie anti-collisione/anti-esplosione, conquistando quote di mercato in aree segmentate.
5. Tendenze di sviluppo del settore
Alta potenza e alta precisione:Per soddisfare le esigenze dei settori-di fascia alta come quello aerospaziale e della costruzione navale, le teste di taglio si stanno evolvendo verso capacità di potenza più elevate (ad esempio, 30 kW e oltre), velocità di taglio più elevate e maggiore precisione.
Intelligenza e automazione:Integrazione di tecnologie di rilevamento e intelligenza artificiale per ottenere controllo focale-a circuito chiuso, centratura automatica-, piercing intelligente e monitoraggio-in tempo reale della temperatura delle lenti e della divergenza del raggio, migliorando le capacità adattive del processo di lavorazione.
Protezione ambientale e risparmio energetico:Ottimizzazione dei sistemi di raffreddamento e del controllo del gas per ridurre la zona-interessata al calore e il consumo di energia durante il taglio, promuovendo una produzione ecologica.
