Lição 6.2CortarCapítulo 6 · Corte e usinagem não convencional

Corte a laser

A luz focalizada funde ou vaporiza um corte estreito

O corte a laser traça uma forma em material plano com um feixe de luz focalizado que funde uma linha estreita através dele. Muitos suportes de metal, painéis de carcaça e letreiros de acrílico começam assim. Não precisa de ferramental: a máquina corta direto de um arquivo de desenho, então fazer uma única peça é tão fácil quanto fazer mil.

Foto: EGU-Metall, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Cabeçote de corte a laser sobre uma chapa, seção lateral ao longo do corteA figura é uma seção lateral ao longo do corte: o cabeçote se move para a direita e deixa o kerf para trás. Os números circulados correspondem às etapas abaixo.

Como funciona

Gere o feixe. Uma fonte de laser transforma eletricidade em um feixe infravermelho intenso e invisível. Os lasers de fibra (o feixe é gerado dentro de uma fibra de vidro) dominam o corte de metais; os lasers de CO2 (o feixe vem de uma mistura de gases) são comuns para madeira e plásticos.
Focalize. Um cabo de fibra (ou espelhos, no CO2) leva o feixe até o cabeçote de corte. Uma lente o concentra em um ponto de uma fração de milímetro de largura.
Funda. Nesse ponto a energia é tão concentrada que o material funde, ou vaporiza em parte, em toda a espessura.
Sopre para fora. Um gás de assistência passa pelo bocal em volta do feixe e sopra o metal fundido para fora pela parte de baixo do corte como faíscas. O oxigênio também queima o aço e acrescenta calor; o nitrogênio deixa uma borda limpa e brilhante.
Trace o contorno. Um sistema CNC (comando numérico computadorizado) move o cabeçote ao longo do contorno, deixando um kerf estreito (a fenda que o corte faz). Um sensor mantém o bocal a cerca de 1 mm acima da chapa.

A maioria das máquinas corta chapa plana deitada sobre uma cama de ripas de apoio pontiagudas. Lasers para tubos giram um tubo sob o cabeçote para cortar furos, rasgos e pontas anguladas.

Dados-chave

Materiais: Aço-carbono e inoxidável, alumínio, cobre e latão (lasers de fibra); madeira, acrílico, papelão, tecido e couro (lasers de CO2)
Peças típicas: Suportes, painéis de carcaça, juntas, letreiros e letras, peças planas aninhadas em uma chapa
Tamanho da peça: Chapas planas normalmente de até 1,5 × 3 m ou 2 × 4 m; aço de até cerca de 25 mm de espessura em máquinas comuns
Precisão: Muitas vezes cerca de ±0,1 mm
Acabamento superficial: Face de corte lisa com finas linhas verticais; uma fina zona afetada pelo calor (uma faixa cuja estrutura o calor alterou)
Tamanho de lote adequado: De uma peça a grandes séries, sem ferramental e com carregamento automático de chapas
Custo de ferramental e máquinas: Sem ferramental específico para a peça; cortadoras de CO2 de hobby custam alguns milhares de dólares, máquinas industriais de fibra algumas centenas de milhares
Velocidade: Dezenas de metros por minuto em chapa fina; cerca de 1 m/min em aço de 20 mm

Pontos fortes e limites

Pontos fortes

Sem ferramental: qualquer contorno 2D direto de um arquivo de desenho
Kerf estreito e detalhes finos, muitas vezes cerca de ±0,1 mm
Rápido em chapa fina; as peças são aninhadas (encaixadas bem juntas na chapa) para economizar material
Uma máquina trata muitos metais, ou madeira e plásticos com uma fonte de CO2

Limites

Principalmente chapa plana e tubo; chapa grossa é lenta
O calor deixa uma fina zona alterada e pode empenar peças finas
Cobre e latão brilhantes exigem lasers de fibra e cuidado
Alguns plásticos, como o PVC, liberam gás tóxico e não devem ser cortados a laser

Onde é usado

Oficinas de chapas metálicasSuportes, painéis, proteções de máquinas, peças únicas
AutomotivoPeças de carroceria de protótipos, aparagem de peças conformadas com lasers de 5 eixos, peças de escapamento
Máquinas e agriculturaQuadros, flanges, esquadros de reforço, placas de fixação
Arquitetura e letreirosPainéis decorativos de fachada, letras, peças de escadas
EletrônicaEstênceis de aço inoxidável para pasta de solda, finas peças de blindagem
Makers e designExpositores de acrílico, maquetes de compensado, artigos de couro

Como reconhecê-lo

Linhas verticais (estrias) muito finas e regulares na face de corte, e uma borda nítida e em esquadro.
Minúsculas abas ou entalhes na borda: microjunções, pequenas pontes deixadas para segurar as peças na chapa e quebradas depois.
Uma pequena marca de perfuração onde cada corte começou, onde o feixe primeiro queimou a chapa, muitas vezes um pouco fora do contorno final.
Na madeira, uma borda amarronzada e levemente carbonizada; no acrílico, uma borda brilhante, polida pela chama.

Compare com

Corte a plasma6.3mais barato e rápido em chapas grossas de aço, mas com kerf mais largo e uma borda mais rugosa e levemente chanfrada.Corte por jato de água6.4sem nenhum calor e corta pedra, vidro e metal muito grosso, mas é mais lento.Puncionamento6.1mais rápido para muitos furos idênticos em chapa fina, mas cada forma precisa da sua própria ferramenta.

Assista

Ponoko Laser Cutting · As partes de uma cortadora a laser, explicadas de forma simples

Small Things · Por que a luz focalizada pode fundir o aço

TRUMPF Inc. · Um laser de fibra cortando chapa de 25 mm, faíscas e tudo

Ray Frith · Corte do dia a dia de chapa de 3 mm no chão de fábrica

Veja fotos reais

Wikipedia: Corte a laser — fotos de cabeçotes de corte a laser e de peças cortadas, com dados do processo
Busca de fotos no Wikimedia Commons

Lembre-se

Uma lente focaliza o feixe em um ponto minúsculo que funde uma linha através do material.
O gás de assistência sopra o fundido para fora; o oxigênio acrescenta calor, o nitrogênio mantém a borda limpa.
Sem ferramental e cerca de ±0,1 mm: o padrão para peças planas em chapa fina a média.