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Jun 05, 2023

I laser ad alta potenza sono richiesti per tutti i tipi di esigenze di taglio, non solo per materiali spessi.

I produttori non devono essere esperti nella tecnologia di taglio laser a fibra per sapere che se riescono a tagliare lamiere da 0,25 pollici con un laser da 4 kW, possono tagliarla più velocemente con una fonte di alimentazione laser da 8 kW. Ora pensate a cosa possono fare con una macchina da taglio laser a fibra da 12 kW. Che ne dici di un 15 kW?

Queste scelte sono disponibili oggi per i produttori di metalli, ma concentrarsi esclusivamente sul taglio di metalli spessi con questi nuovi laser a fibra ad alta potenza sarebbe sbagliato. Queste macchine da 10, 12 e persino 15 kW possono fare molto di più che tagliare materiali spessi, anche se questa potrebbe essere la prima cosa che viene in mente a un produttore di metalli quando parla di queste potenti macchine utensili. La realtà è che la grande maggioranza delle aziende di lavorazione dei metalli nel Nord America lavora metalli di spessore pari o inferiore a 0,25 pollici. Semplicemente non ci sono molti negozi che richiedono il taglio laser di metalli speciali molto spessi per qualcosa come i reattori nucleari. Questi tipi di applicazioni non sono abbondanti.

La storia della tecnologia laser a fibra ad alta potenza riguarda la riduzione dei tempi di processo nel taglio laser. Ecco perché vediamo i produttori di metalli acquistare una macchina di taglio laser ad alta potenza per sostituire due o anche tre laser più vecchi. Possono rimuovere le parti dal piano laser in modo più veloce ed economico di quanto avrebbero mai potuto fare prima.

Fu solo a metà degli anni 2000 che le macchine da taglio laser a CO2 ad alta potenza furono considerate lo strumento necessario per lavorare la lamiera in modo rapido ed efficiente per la creazione di kit di armature per i veicoli delle truppe statunitensi dispiegate in Afghanistan e Iraq. Gli ordigni esplosivi improvvisati rappresentavano una minaccia enorme e i kit proteggevano il personale militare in un modo che i semplici veicoli da trasporto non potevano.

Solo pochi anni dopo ha debuttato la tecnologia laser a fibra e il suo tasso di adozione è esploso verso la metà di questo decennio. Senza doversi preoccupare della pulizia degli specchi o delle lenti, dei controlli dei soffietti e degli allineamenti dei raggi, i produttori hanno trovato un nuovo utensile da taglio che richiedeva poca manutenzione e che costava circa la metà del costo di gestione di un sistema di CO2.

Il laser a fibra produce anche una lunghezza d'onda del fascio che è circa 10 volte più corta della lunghezza d'onda del fascio da 10 micron associata a un risonatore a CO2. Questo raggio focalizzato produce una densità di potenza più elevata che, se abbinata al tasso di assorbimento più elevato della tecnologia, si traduce in una velocità di taglio che supera di gran lunga quella di un laser CO2, in particolare in spessori di materiale inferiori a 0,25 pollici.

Con la tecnologia laser a fibra i produttori possono aumentare la potenza di queste macchine utensili con l’aggiunta di moduli di produzione laser. (Nei moduli, la luce emessa dai diodi semiconduttori viene eccitata in fibre ottiche drogate con itterbio fino alla produzione del laser; tutti i moduli sono giuntati a una fibra attiva, che viene quindi utilizzata per fornire il raggio laser.) Ecco perché il recente l'aumento della potenza è avvenuto così rapidamente: da un punto di vista puramente tecnologico, l'aggiunta di potenza non è complessa. In effetti, gli attuali sistemi di saldatura laser a fibra possono superare in alcuni casi i 100 kW.

Il motivo per cui i produttori non dispongono di sistemi da 100 kW nelle loro officine è che i sistemi di distribuzione delle travi non sono in grado di gestire tutta quella potenza. Ecco perché si fa tanta ricerca sulla progettazione delle teste di taglio. Ogni produttore di sistemi di taglio laser sta cercando di produrre una testa di taglio affidabile in grado di erogare il raggio laser in fibra per un periodo di tempo prolungato a fronte di condizioni di taglio difficili, che è più che probabile che si verifichino quando si tagliano materiali spessi.

Negli ultimi anni gli stessi produttori di macchine utensili hanno sviluppato ottiche della testa di taglio in grado di modulare la dimensione del raggio durante il taglio. Questo sviluppo tecnologico ha trasformato le macchine da taglio laser in fibra dall’essere esclusivamente uno strumento per il taglio di lamiere sottili. Man mano che il materiale diventa più spesso, è necessaria una trave più ampia per creare più kerf in modo che il metallo fuso possa essere rimosso.

Cosa significano i laser a fibra ad alta potenza per un'officina di fabbricazioneChe cosa significano i laser a fibra ad alta potenza per un'officina di fabbricazioneQuanta potenza ha bisogno un laser a fibra per un produttore? Un'azienda dovrebbe considerare la gamma di spessori tipica che costituisce l'80% del suo lavoro. Se è davvero sottile, probabilmente non è necessario un laser da 15 kW. (Anche se un’officina avesse un laser a fibra da 15 kW, ridurrebbe la potenza a 6 kW e taglierebbe quel materiale sottile a una velocità molto elevata e a basso costo.)