I controller basati su microprocessore sono dedicati alle macchine utensili che consentono la creazione o la modifica di parti. Il controllo digitale programmabile attiva i servocomandi della macchina e gli azionamenti del mandrino e controlla varie operazioni di lavorazione.Vedi DNC, controllo numerico diretto;CN, controllo numerico.
Quella parte del metallo di base che non viene fusa durante la brasatura, il taglio o la saldatura ma la cui microstruttura e proprietà meccaniche vengono alterate dal calore.
Le proprietà di un materiale mostrano il suo comportamento elastico e anelastico quando viene applicata una forza, indicando la sua idoneità per applicazioni meccaniche;ad esempio, modulo elastico, resistenza alla trazione, allungamento, durezza e limite di fatica.
Nel 1917, Albert Einstein pubblicò il primo documento che riconosceva la scienza alla base del laser. Dopo decenni di ricerca e sviluppo, Theodore Maiman dimostrò il primo laser funzionale presso lo Hughes Research Laboratory nel 1960. Nel 1967, i laser venivano usati per praticare fori e tagliare metallo nelle matrici diamantate. I vantaggi offerti dalla potenza del laser lo rendono comune nella produzione moderna.
I laser vengono utilizzati per tagliare una varietà di materiali oltre al metallo e il taglio laser è diventato una parte essenziale della moderna officina di lamiere. Prima che questa tecnologia fosse prontamente disponibile, la maggior parte delle officine si affidava a tranciatura e punzonatura per realizzare pezzi da materiale piatto.
Le forbici sono disponibili in diversi stili, ma tutte eseguono un unico taglio lineare che richiede più impostazioni per creare una parte. La cesoiatura non è un'opzione quando sono necessarie forme curve o fori.
Lo stampaggio è l'operazione preferita quando le cesoie non sono disponibili. I punzoni standard sono disponibili in una varietà di forme rotonde e diritte e si possono realizzare forme speciali quando la forma desiderata non è standard. Per forme complesse, verrà utilizzato un punzone a torretta CNC. Il la torretta è dotata di diversi tipi di punzoni che, combinati in sequenza, possono formare la forma desiderata.
A differenza della cesoiatura, le taglierine laser possono produrre qualsiasi forma desiderata in un'unica configurazione. La programmazione di una moderna taglierina laser è solo leggermente più difficile rispetto all'utilizzo di una stampante. Le taglierine laser eliminano la necessità di strumenti specializzati come punzoni speciali. L'eliminazione di utensili speciali riduce i tempi di consegna, inventario, costi di sviluppo e il rischio di utensili obsoleti. Il taglio laser elimina anche i costi associati all'affilatura e alla sostituzione dei punzoni e al mantenimento di taglienti più taglienti.
A differenza della cesoiatura e della punzonatura, anche il taglio laser è un'attività senza contatto. Le forze generate durante la cesoiatura e la punzonatura possono causare sbavature e deformazioni delle parti, che devono essere affrontate in un'operazione secondaria. Il taglio laser non applica alcuna forza alla materia prima e molte volte le parti tagliate al laser non richiedono la sbavatura.
Altri metodi flessibili di taglio termico, come il taglio al plasma e alla fiamma, sono generalmente meno costosi dei tagliatori laser.Tuttavia, in tutte le operazioni di taglio termico, esiste una zona termicamente alterata o HAZ in cui le proprietà chimiche e meccaniche del metallo cambiano.HAZ può indebolire il materiale e causare problemi in altre operazioni, come la saldatura. Rispetto ad altre tecniche di taglio termico, la zona interessata dal calore di una parte tagliata al laser è piccola, riducendo o eliminando le operazioni secondarie necessarie per elaborarla.
I laser non sono adatti solo per il taglio, ma anche per la giunzione. La saldatura laser presenta molti vantaggi rispetto ai processi di saldatura più tradizionali.
Come il taglio, anche la saldatura produce HAZ. Quando si saldano componenti critici, come quelli delle turbine a gas o dei componenti aerospaziali, è necessario controllarne le dimensioni, la forma e le proprietà. Come il taglio laser, la saldatura laser ha una zona termicamente alterata molto piccola , che offre vantaggi distinti rispetto ad altre tecniche di saldatura.
I concorrenti più vicini alla saldatura laser, al gas inerte di tungsteno o alla saldatura TIG utilizzano elettrodi di tungsteno per creare un arco che fonde il metallo da saldare. Le condizioni estreme intorno all'arco possono causare il deterioramento del tungsteno nel tempo, con conseguente variazione della qualità della saldatura. Saldatura laser è immune all'usura dell'elettrodo, quindi la qualità della saldatura è più uniforme e più facile da controllare. La saldatura laser è la prima scelta per componenti critici e materiali difficili da saldare perché il processo è robusto e ripetibile.
Gli usi industriali dei laser non si limitano al taglio e alla saldatura. I laser vengono utilizzati per produrre parti molto piccole con dimensioni geometriche di pochi micron. L'ablazione laser viene utilizzata per rimuovere ruggine, vernice e altri elementi dalla superficie delle parti e per preparare parti per la verniciatura. La marcatura con un laser è ecologica (senza prodotti chimici), veloce e permanente. La tecnologia laser è molto versatile.
Tutto ha un prezzo e i laser non fanno eccezione. Le applicazioni laser industriali possono essere molto costose rispetto ad altri processi. Sebbene non siano buone come le taglierine laser, le taglierine al plasma HD possono creare la stessa forma e fornire bordi puliti in una HAZ più piccola per una frazione del costo. Entrare nella saldatura laser è anche più costoso di altri sistemi di saldatura automatizzati. Un sistema di saldatura laser chiavi in mano può facilmente superare il milione di dollari.
Come tutti i settori, può essere difficile attrarre e trattenere artigiani qualificati. Trovare saldatori TIG qualificati può essere una sfida. Anche trovare un ingegnere di saldatura con esperienza nel laser è difficile e trovare un saldatore laser qualificato è quasi impossibile. Sviluppare solide operazioni di saldatura richiede ingegneri e saldatori esperti.
Anche la manutenzione può essere molto costosa. La generazione e la trasmissione dell'energia laser richiedono componenti elettronici e ottici complessi. Trovare qualcuno in grado di risolvere i problemi di un sistema laser non è facile. Di solito non si tratta di un'abilità che può essere trovata presso una scuola commerciale locale, quindi l'assistenza potrebbe richiedere una visita del tecnico del produttore. I tecnici OEM sono occupati e i lunghi tempi di consegna sono un problema comune che influisce sui programmi di produzione.
Sebbene le applicazioni laser industriali possano essere costose, il costo di proprietà continuerà ad aumentare. Il numero di piccoli ed economici incisori laser desktop e di programmi fai-da-te per tagliatori laser dimostra che il costo di proprietà sta diminuendo.
La potenza del laser è pulita, precisa e versatile. Anche considerando le carenze, è facile capire perché continueremo a vedere nuove applicazioni industriali.
Tempo di pubblicazione: 17 gennaio 2022