Tăietoarele cu laser CO2 funcționează prin trecerea unui curent electric printr-un amestec de gaze, inclusiv dioxid de carbon, azot și heliu, pentru a crea acele fascicule infraroșii puternice pe care le cunoaștem și le apreciem. Ceea ce face aceste lasere atât de eficiente este lungimea lor de undă de 10,6 micrometri, care este foarte bine absorbită de materiale precum plasticul și lemnul. Această absorbție permite tăieturi extrem de precise, cu o toleranță de aproximativ plus sau minus 0,1 milimetru. Un mare avantaj al laserelor CO2 îl reprezintă capacitatea de a limita deteriorarea cauzată de căldură în timpul operațiunilor de tăiere. Această caracteristică explică de ce multe ateliere continuă să se bazeze pe ele atunci când lucrează piese compozite aero-spațiale sensibile sau panouri complexe pentru caroserii auto, unde chiar și mici deformări pot fi problematice.
Laserii cu fibră sunt omniprezenți în tăierea metalelor datorită lungimii lor de undă de 1,08 micrometri, dar atunci când vine vorba despre lucrul cu nemetale sau materiale mixte, laserii CO2 se remarca în mod deosebit. Lungimea lor mai mare de undă, de 10,6 micrometri, este absorbită mult mai bine de materialele organice, ceea ce înseamnă mai puține probleme de reflexie și tăieturi mai curate la produse precum foi de acrilic, textile și cauciuc. Pentru companiile care lucrează cu mai multe tipuri de materiale simultan — gândiți-vă la industria electronică unde plăcile de circuit au straturi acoperite cu metal, sau la operațiunile de ambalare care manipulează cutii din carton stratificat — laserii CO2 devin alegerea preferată. Aceste industrii apreciază faptul că pot trece ușor de la un material la altul fără a fi nevoie să oprească totul și să recalebreze întregul sistem la fiecare schimbare.
Conform unui sondaj recent realizat în 2023 pe un eșantion de aproximativ 1.200 de companii producătoare, aproximativ 78 la sută dintre acestea folosesc acum lasere cu CO2 pentru tăierea diverselor materiale ne-metalice, cum ar fi garniturile și produsele din spumă izolatoare. De ce? Aceste sisteme laser reduc de fapt deșeurile de material cu aproximativ 15% în comparație cu tehnici mai vechi de tăiere mecanică. În plus, mențin marginile precise necesare în mod esențial în timpul proceselor de asamblare, ceea ce economisește timp și bani pe termen lung. Odată cu apariția unor abordări hibride de fabricație în diverse industrii în prezent, tehnologia laser cu CO2 ajută la acoperirea spațiului dintre ceea ce făceam anterior în atelierele tradiționale și direcția în care ne îndreptăm prin configurări de fabrici inteligente complet automatizate.
Mașinile de tăiat cu CO2 funcționează foarte bine pe toate tipurile de materiale ne-metalice. Oamenii le folosesc în mod obișnuit pentru tăierea materialelor plastice precum acrilicul și PET, diverse tipuri de lemn, inclusiv esențe tari, placaj și plăci MDF, precum și textile naturale cum ar fi bumbacul și produse din piele. Modul în care aceste materiale absorb energia laserului CO2 permite realizarea unor tăieturi curate, cu margini sigilate. Acest lucru ajută la prevenirea destrămării textilelor după tăiere și reduce efectul de carbonizare atunci când se lucrează cu materiale lemnoase. Deoarece nu există contact fizic în timpul funcționării, sculele nu se uzează în timp. Din acest motiv, multe ateliere preferă această metodă pentru lucrări detaliate, cum ar fi garniturile din cauciuc sau panourile compozite din fibră de sticlă utilizate în proiectele de construcții.
Laserii cu CO2 funcționează atât de bine pentru că operează la aproximativ 10,6 microni în spectrul infraroșu, exact acolo unde moleculele organice tind să absoarbă energia cel mai eficient. Când aceste lungimi de undă lovesc materiale compuse în principal din legături de oxigen, hidrogen și carbon, cum sunt cele din lemn, plastic și textile, apare un efect puternic de interacțiune. Laserii cu fibră întâmpină probleme aici, deoarece lungimea lor de undă de 1 micron se reflectă pur și simplu de pe suprafețele neconductoare în loc să fie absorbită. În schimb, la laserii cu CO2, energia pătrunde direct în material, provocând vaporizarea fără a dispersa prea multă căldură în jur. Pentru materialele sensibile la căldură, acest lucru face toată diferența. Iar vorbind despre viteză, acești laseri pot tăia grosimi similare de trei ori mai repede decât metodele mecanice tradiționale, oferind în același timp marginile curate și detaliate pe care le dorește oricine.
Mașinile de tăiat cu dioxid de carbon funcționează destul de bine la materialele non-metalice, dar întâmpină probleme atunci când lucrează cu metale conductive lucioase. Luați în considerare cuprul și aluminiul, de exemplu: aceste materiale reflectă aproximativ 90 la sută din energia fascicolului laser CO2. Asta înseamnă că operatorii au nevoie de o densitate a puterii de patru până la cinci ori mai mare comparativ cu cea necesară laserelor cu fibră pentru a realiza tăieturi similare. Rezultatul? Timpuri de procesare mai lente și cheltuieli mai mari la finalul zilei, deoarece sistemele cu fibră au fost proiectate special pentru tăierea metalelor. O altă problemă este că laserii CO2 tind să lase margini oxidate pe metalele pe bază de fier. Acest lucru creează muncă suplimentară, deoarece producătorii trebuie să efectueze operațiuni adiționale de finisare, ceea ce afectează câștigurile de productivitate întreaga linie de producție.
Tăietoarele cu laser CO2 au devenit aproape indispensabile în atelierele de fabricație auto în zilele noastre, mai ales la realizarea pieselor intricate din interior, cum ar fi bordurile, garniturile de cauciuc și chiar materialele speciale utilizate la airbaguri. Aceste mașini pot tăia o varietate largă de materiale plastice și compozite cu o precizie uimitoare, oferind margini curate care nu se decosturează – un aspect esențial atunci când vorbim despre airbaguri care trebuie să se desfacă corect de fiecare dată. Un alt avantaj major este eficiența lor termică. Aceasta înseamnă că se produce mai puțină deformare în timpul procesului de tăiere, astfel încât producătorii pierd cu aproximativ 15% mai puțin material decât s-ar întâmpla cu matrițele mecanice tradiționale. Este clar de ce atât de multe fabrici trec în prezent la această tehnologie.
Laserii cu CO2 au devenit soluția preferată pentru lucrul cu materialele dificile din aplicațiile aeronautice. Vorbim despre polimeri armati cu fibră de carbon (CFRP) și compozite din fibră de sticlă care alcătuiesc o mare parte din aeronavele moderne, de la panourile interioare până la componentele structurale. Ceea ce face speciali acești laseri este lungimea lor de undă de 10,6 micrometri, care taie prin matricea de rășină fără a perturba straturile de fibră. Asta înseamnă că raportul critic între rezistență și greutate rămâne intact – un aspect absolut esențial atunci când se construiesc avioane care trebuie să fie cât mai ușoare, dar totodată suficient de rezistente. Datorită acestui aspect, producătorii pot realiza piese precum partițiile cabinei sau capacele de motor, unde obținerea unor măsurători exacte este foarte importantă. Industria nu acceptă nimic mai puțin decât o precizie de 0,1 milimetri în aceste zone critice.
O mare companie auto a înregistrat o reducere de aproximativ 20-25% a timpului de producție după trecerea la sisteme laser cu CO2 pentru realizarea pieselor din plastic ale tabloului de bord din material policarbonat. Ceea ce face aceste lasere atât de utile este capacitatea lor de a integra puncte de montare pentru senzori și găuri pentru ventilație direct în procesul de tăiere, ceea ce înseamnă că nu este nevoie de lucrări suplimentare după tăierea inițială. Pentru producătorii care operează linii de asamblare masive, unde fiecare minut contează, acest tip de eficiență este foarte important. În plus, continuă să respecte toate standardele de calitate prevăzute în certificarea ISO 9001, astfel încât nu se face nicio concesie în ceea ce privește consistența produsului, chiar și în condițiile unor timpi de producție mai rapizi.
Laserii cu CO2 au devenit esențiali atunci când este vorba despre realizarea panourilor din acrilic de înaltă calitate necesare pentru cutiile luminoase LED și carcasele de afișaj OLED. Deoarece funcționează fără a atinge materialul, acești laseri evită apariția unor zgârieturi minuscule care ar reduce claritatea. Majoritatea producătorilor raportează o transmisie a luminii de aproximativ 98% în display-urile lor iluminate datorită acestei metode. Nume mari din industrie se bazează pe aceste sisteme laser pentru a crea modele complexe de ghidare a luminii și designuri fără burlan, care sunt aproape obligatorii pentru cele mai recente ecrane OLED transparente care apar acum. În mod interesant, multe dintre aceste configurații laser prelucrează și materiale din policarbonat ignifug, ceea ce explică de ce le vedem utilizate în diverse sectoare, cum ar fi cockpiturile avioanelor și bordurile autoturismelor, unde claritatea afișajului contează la fel de mult ca și standardele de siguranță.
Mașinile de tăiat cu laser CO2 au devenit instrumente indispensabile în industria textilă, a ambalajelor și a modei datorită capacității lor de a oferi precizie maximă, minimizând în același timp deșeurile de material.
La aproximativ 10,6 microni, această lungime de undă taie materiale precum denimul, pielea naturală și amestecurile sintetice dificile fără a lăsa margini îmbrățișate. Ceea ce face ca aceste sisteme să fie atât de eficiente este capacitatea lor de a topi și etansa fibrele simultan, ceea ce înseamnă că nu este nevoie de lucrări suplimentare după tăierea articolelor din țesătură – indiferent dacă este vorba despre îmbrăcăminte, acoperăminte pentru mobilă sau echipamente specializate. O mare companie auto a observat o scădere a deșeurilor de piele cu aproape 40% după trecerea la lasere CO2 pentru decuparea scaunelor. Are sens, deoarece metodele tradiționale pur și simplu nu pot egala acest nivel de precizie și eficiență.
Laserii cu CO2 funcționează foarte bine cu materiale biodegradabile, cum ar fi cartonul obișnuit și cartonul ondulat, ceea ce le face o opțiune excelentă pentru soluții de ambalare ecologice. Metodele tradiționale de tăiere cu șablon nu pot egala ceea ce oferă tehnologia laser în ceea ce privește ajustările rapide necesare pentru cutii ediții speciale sau designuri personalizate. Rapoartele din industrie arată și niște cifre interesante despre această tendință. Aproximativ două treimi dintre brandurile care se concentrează pe sustenabilitate au început să integreze tăierea cu laser în operațiunile lor, pentru articole precum display-uri reciclabile sau containere care se vor descompune în compost.
Designerii pot transforma acum creațiile lor digitale în obiecte din lumea reală mult mai rapid datorită laserelor cu CO2, fie că lucrează la modele intricate de dantelă pentru moda înaltă, fie că creează semne 3D atrăgătoare pentru magazine. Întreprinderile mici din industria modei au constatat că utilizarea acestor servicii de tăiere cu laser la cerere reduce semnificativ costurile de prototipare, probabil cu aproximativ 55% mai puțin decât ar costa metodele tradiționale de producție. Ceea ce face aceste sisteme laser atât de valoroase este faptul că sprijină atât practicile ecologice, cât și timpii de răspuns rapizi, aspect esențial pe piețele actuale rapide, unde tendințele se schimbă constant și cerințele clienților variază foarte mult între diferite sectoare.
Mașinile de tăiat cu CO2 produc tăieturi remarcabil de curate, fără bavuri, adesea într-o toleranță de 0,1 mm, ceea ce înseamnă că nu este nevoie de lucrări costisitoare de finisare în sectoare precum producția de echipamente electronice sau fabricarea de echipamente medicale. Deoarece aceste mașini nu ating materialul direct în timpul tăierii, reduc deșeurile de material cu aproximativ 15% în comparație cu metodele mecanice tradiționale. Un asemenea grad de eficiență se încadrează perfect în ceea ce mulți producători numesc practici de producție circulară. Ultimele modele funcționează bine și cu tehnologia Industry 4.0. Urmărirea în timp real prin senzorii mici IoT, împreună cu sistemele automate de alimentare, au crescut timpul de funcționare la aproximativ 94% în fabricile care le-au configurat corespunzător. Unele ateliere raportează rezultate și mai bune după ajustarea fină a configurației.
FDA a dat recent undă verde utilizării laserelor cu CO2 în noi moduri, în special pentru sudarea polimerilor în ambalaje medicale care trebuie să rămână complet etanșe. Aceleași lasere sunt aplicate și pentru crearea de draperii chirurgicale cu găuri minuscule aranjate corespunzător pentru a controla fluxul de aer în timpul procedurilor. În ceea ce privește tăierea materialelor din silicon alimentar sau a plasticilor biodegradabili PLA, producătorii pot acum respecta toate cerințele de siguranță necesare datorită unor anumite lungimi de undă ale laserului care previn deteriorarea la nivel molecular. Unele teste inițiale din anul trecut au arătat și ceva impresionant – închiderea pungilor pentru perfuzii a durat cu aproximativ 30 la sută mai puțin folosind aceste lasere, comparativ cu metoda ultrasonică tradițională.
Producătorii din întreaga lume încep să experimenteze combinarea laserelor CO2 de 200 de wați cu roboții colaborativi, cunoscuți sub numele de cobot, toate acestea având ca scop rularea liniilor de producție fără iluminat în turele de noapte pentru piese personalizate. Capetele de tăiere au devenit foarte inteligente în ultima vreme, datorită tehnologiei de vizualizare AI, care le permite să ajusteze automat parametri precum lungimea focală și presiunea gazului atunci când trec de la lucrul cu foi de acrilic la materiale mai rezistente, cum ar fi compozitele din fibră de carbon. Acest lucru înseamnă că tehnologia laser CO2 nu mai este doar un instrument oarecare, ci ceva fundamental pentru companiile care doresc să implementeze linii de producție flexibile, în care produsele sunt fabricate exact atunci când sunt necesare și conform cerințelor clienților.
Tăierea cu laser CO2 este ideală pentru materialele nemetalice, cum ar fi plasticele, lemnul, acrilicul, textilele și alte materiale organice, datorită lungimii de undă de 10,6 micrometri, care este ușor absorbită de aceste substanțe.
Deși laserii cu fibră sunt utilizați frecvent pentru tăierea metalelor, laserii CO2 se remarcă în prelucrarea materialelor non-metalice și a celor compozite datorită lungimii lor de undă mai mari, ceea ce duce la tăieturi mai curate și mai puține probleme de reflexie.
Industriile precum automobilele, aerospațiul, electronice, textile, ambalaje și moda beneficiază semnificativ de tăierea cu laser cu CO2 datorită preciziei, versatilității și capacității de a reduce deșeurile de materiale.
Laserele cu CO2 sunt mai puțin eficiente pentru metalele cu reflectare ridicată, cum ar fi cuprul și aluminiul, deoarece aceste materiale reflectă o mare parte a energiei laserului, necesitând densități de putere mai mari în comparație cu laserele cu fibră.
Tendințele emergente includ integrarea cu fabricația inteligentă, linii de asamblare automate, producția de dispozitive medicale și prelucrarea materialelor sigure pentru alimente conform ghidurilor FDA.
Shandong ZhongGuangDian oferă mășini avansate de marchează cu laser și echipamente cu laser personalizate pentru diferite industrii. Produsele noastre de încredere, livrarea rapidă și garanția pe viață asigură satisfacția clientului.
EN
