O que você precisa saber sobre corte de tubos a laser

Quando os fabricantes pensam na tecnologia de corte a laser de fibra, eles podem pensar primeiro no corte em alta velocidade. Isso pode ser verdade, mas quando se trata de corte de tubos, a velocidade é relativa. Tem mais a ver com o tempo que leva para processar um tubo para atender às especificações do que com a velocidade real de corte do tubo. Fotos cortesia do BLM Group USA Corp.

Nota do Editor: Este artigo foi adaptado de uma apresentação feita no The FABRICATOR's Leadership Summit na Reunião Anual das FMA em Nashville, em 6 de março de 2019.

A maioria dos fabricantes de metal tem um forte conhecimento do que a tecnologia de corte a laser de fibra fez no processamento de chapas planas, mas o que o laser de fibra fez no corte de tubos? Bastante, na verdade.

Algumas coisas são bastante perceptíveis. O “gerador” de laser em um laser de fibra é muito menor quando comparado a um ressonador de CO2 tradicional. Na verdade, o laser de fibra é criado por bancos de diodos reunidos em um módulo do tamanho de uma pasta que pode variar em potência de 600 a 1.500 watts. Vários módulos são unidos para criar o ressonador alimentado final, que normalmente tem o tamanho de um pequeno arquivo. A luz gerada é canalizada e amplificada através de cabo de fibra óptica. Quando a luz sai do cabo de fibra óptica, ela é a mesma que foi gerada, sem perda de potência ou qualidade. Em seguida, é ajustado e focado para o tipo de material a ser cortado.

O ressonador de CO2 é muito maior e requer mais energia, pois a eletricidade é introduzida em uma combinação de gases para produzir o feixe de laser. Os espelhos ajudam a luz a ganhar intensidade, preparando-a para sair do ressonador. Após sair do ressonador, o feixe deve percorrer um caminho composto por vários espelhos resfriados até atingir a lente. Este deslocamento causa perda de potência e qualidade no feixe de laser.

Devido à quantidade de energia necessária para criar um laser de CO2, ele é menos eficiente e tem uma eficiência de tomada de parede muito menor quando comparado a um laser de fibra. Conclui-se que os grandes chillers necessários para os lasers de CO2 também precisam de mais energia geral. Dada a eficiência da tomada de parede do ressonador a laser de fibra de mais de 40 por cento, você não está apenas usando menos energia, mas também menos espaço de alta demanda.

Algumas coisas não são tão evidentes até que você observe mais de perto um laser de fibra em operação. Como o diâmetro do feixe costuma ser um terço do tamanho de um feixe de CO2, um laser de fibra tem uma densidade de potência maior do que um feixe de laser de CO2. Isso não apenas permite que a fibra corte mais rápido, mas também permite que ela perfure mais rápido. Esse tamanho menor do feixe também dá à fibra a capacidade de cortar formas complexas e deixar bordas afiadas. Imagine cortar o logotipo de uma empresa de um tubo quando o espaçamento entre as letras do logotipo for de 0,035 polegada; uma fibra pode fazer esse corte, enquanto um laser de CO2 não.

Os lasers de fibra têm um comprimento de onda de 1,06 mícron, que é 10% menor que o feixe de laser de CO2. Com seu comprimento de onda muito menor, o laser de fibra produz um feixe que é absorvido muito mais facilmente pelo material reflexivo; é muito mais provável que um laser de CO2 reflita na superfície desses materiais. Por causa disso, as máquinas de corte a laser de fibra podem cortar latão, cobre e outros materiais reflexivos. Deve-se observar que um feixe de laser de CO2 refletido no material pode não apenas danificar a lente de corte da máquina, mas também todo o caminho do feixe. Usar um cabo de fibra óptica para o caminho do feixe elimina esse risco.

É claro que o laser de fibra não precisa de tanta atenção em termos de manutenção. Não requer limpeza de espelhos e verificações de foles que uma máquina de corte a laser CO2 precisa. Contanto que receba água limpa do refrigerador para resfriamento e os filtros de ar sejam substituídos rotineiramente, o próprio laser de fibra estará livre de manutenção preventiva.

Outra consideração são os módulos do tamanho de uma maleta do laser de fibra – eles permitem redundância. Se um módulo apresentar problema, o ressonador não desliga completamente. O laser de fibra é redundante de forma que os outros módulos possam produzir mais energia temporariamente para suportar o módulo inativo até que os reparos possam ser concluídos – o que, aliás, pode ser feito em campo. Outras vezes, o ressonador de fibra pode continuar produzindo energia reduzida até que os reparos possam ser feitos. Infelizmente, se um ressonador de CO2 apresentar um problema, todo o ressonador ficará inativo, não apenas no modo de potência reduzida.