Usinagem a Laser
Diego PietzschMaurício PereiraRafael de LuccaRodrigo Argenta
Quando surgiu? O princípio de funcionamento do laser foi previsto por Einstein, em 1916, com o uso da lei de Planck.
Em 1953, cientistas americanos desenvolveram o maser, que consiste na liberação de microondas.
Aprimorando esses princípios, mais tarde, dois russos, Nikolai Basov e Aleksander Prokhorov descobriram como emitir o raio em uma freqüência visível, surgindo assim o laser, e dando abertura para inúmeras aplicações, sendo uma delas a usinagem a laser.
O que é o Laser LASER = Amplificação da luz por
emissão estimulada de radiação
Meios1. Sólido – Rubi2. Gasoso – CO2
O tipo mais utilizado é o de CO2, por apresentarem elevada potência de corte, chegando na ordem de alguns kW, embora se utilize também o de Nd, F e Cl.
Princípio de funcionamento Átomo estimulado por fonte
externa
Fonte de Energia:1. Sólido – Diodo de laser2. Gasoso – Um ânodo e um cátodo.
A fonte e energia excita o meio, fazendo com que cada vez que um elétron volte para o nível anterior, emita um fóton de luz.
Os fótons emitidos, oscilam de um espelho 100 % refletivo de um lado para outro 99 % refletivo e 1 % translúcido,
Figura 1: representação esquemática da câmara de produção de CO2
Importância na usinagem Muitas vezes, determinados tipos de cortes são muito caros
com processos de usinagem convencionais ou mesmo impossíveis de serem realizados.
Cortes com altos níveis de complexidade
Relativa rapidez
Laser Excimer O Excimer é uma forma de laser ultravioleta. Ele utiliza dois tipos de
gases, inerte e reativo. O gás inerte é usado para proteger o caminho do feixe(argônio, criptônio ou xenônio). Para o reativo, normalmente é usado gás flúor ou cloro.
Esse laser quase não aquece a peça durante o processo (laser frio). Pode fazer cortes finos, com pouca área afetada termicamente.
Ampla utilização em micro-usinagem de precisão, tanto no uso da indústria como em cirurgias oftalmológicas, principalmente em materiais poliméricos e cerâmicos
Laser de Co2 Mais utilizado por criar altos níveis de
energia.
corta a peça vaporizando uma pequena porção de material. (Pode gerar até 3kW/cm2 de potência com auxílio de outros gases),
Hélio é usado para dissipar o calor gerado pelo campo elétrico. Fora do duto, o oxigênio ou o nitrogênio podem servir de gás de assistência.
O gás de assistência mais recomendado é o oxigênio, por prever uma maior velocidade de corte em função de gerar uma reação exotérmica, aumentando a temperatura do processo. O nitrogênio substitui o oxigênio quando este for mais barato, mas principalmente quando se quer uma superfície livre de óxidos.
Laser Nd: YAG é um laser de cristal de estado sólido. Diferente dos outros lasers, a energia não é passada por meio de
eletrodos, e sim por flashlamps ou diodos de laser. não precisa de gás para funcionar, porem pode ser usado gases
para proteção do feixe. Este tipo de laser é utilizado em cortes, furações de precisão e
gravações
Vantagens não há interação direta com homem e maquina :
1) segurança 2)precisão, devida a não estar sujeita a erros humanos
O acabamento final é muito bom laser propicia alta velocidade de corte, corte de figuras
geométricas 2D ou 3D
Desvantagens A espessura do material a ser cortado deve ser exato
O custo inicial do equipamento é extremamente elevado
Ha certa dificuldade de corte de materiais que refletem muito a luz, como o alumino e o cobre, não permitindo o corte de peças muito espessas
Aplicações Vem ganhando espaço na indústria, apesar do
alto custo.
é utilizado em grande escala na produção de chapas para as indústrias automobilísticas, transportes, agrícolas e implementos.
O uso de máquinas de corte a laser é recomendado quando as peças apresentarem formas complicadas e for exigido um acabamento de superfície praticamente livre de rebarbas na região de corte.
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