Tópico técnico: Evite rebarbar ao cortar chapas metálicas a laser

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A fabricação de metal de precisão foi muito além da métrica de polegada por minuto (IPM) no corte a laser. Claro, há rumores sobre como alguns dos sistemas mais recentes cortam chapas grossas tão rapidamente que é difícil de acreditar. Alguns participantes da última FABTECH espiaram através das janelas verdes das máquinas laser de fibra de 20 kW, apenas para ter certeza de que o que observaram nas telas de TV adjacentes à máquina era real. Na verdade, a conversa se concentrou menos na velocidade e mais em quão limpas eram as arestas.

A rebarbação continua sendo o calcanhar de Aquiles da produtividade de corte e dobra. Um fabricante pode mergulhar fundo na automação, com empilhamento automatizado de peças após o corte e dobramento automatizado por meio de dobradeira, dobradeira ou dobrador de painel. Entre tudo isso, alguém classifica e alimenta manualmente os blanks que necessitam de rebarbação. Algumas oficinas dependem do operador do laser para classificar quais peças precisam ser rebarbadas e quais não, dependendo da qualidade da borda de corte e dos requisitos do trabalho.

Máquinas de rebarbação alimentadas por robôs estão surgindo no mercado, portanto, opções automatizadas estão se tornando disponíveis. Dito isto, para começar, a melhor solução é conseguir uma borda sem rebarbas.

Os feixes de laser de fibra atuais oferecem vários perfis de densidade de potência, bem como padrões oscilantes para obter melhores arestas de corte. Novas misturas de gases auxiliares também estão ajudando a melhorar as bordas. Porém, com toda essa nova tecnologia, é útil entender exatamente o que torna uma aresta de corte sem rebarbas. Rebarbas ou escória ocorrem quando o metal fundido do corte se solidifica antes de poder ser evacuado.

Tudo se resume a saber como o gás auxiliar, o feixe (incluindo seu foco) e o material interagem. Um ponto de foco muito alto na espessura do material deixa uma escória pontiaguda; novamente, o metal derrete e tenta evacuar, mas então “congela” perto do fundo antes que o gás auxiliar tenha a chance de expulsá-lo do fundo. Um ponto de foco muito baixo no material; espessura pode levar a velocidades de corte mais baixas e escória semelhante a cordão. Enterrado no corte, o foco derrete uma grande quantidade de material que, mais uma vez, o gás auxiliar tem dificuldade em evacuar a tempo antes de “congelar” no lugar na parte inferior do corte.

O ponto de foco é apenas parte da equação; a outra parte é o gás auxiliar. Com o advento da geração de nitrogênio na oficina e das potências de laser ultraelevadas, mais oficinas do que nunca dependem do gás auxiliar de nitrogênio para o corte, em vez de lidar com os óxidos que sobraram do corte com oxigênio. Alguns agora usam uma mistura de gases auxiliares, como nitrogênio com um toque de oxigênio, enquanto outros ainda usam ar ultraseco (novamente, nitrogênio com um toque de oxigênio). Gases auxiliares específicos produzem resultados específicos, mas a ideia é aumentar a temperatura dentro do corte para dar tempo para o metal fundido evacuar, resultando em uma borda de corte limpa - ou pelo menos uma que seja limpa o suficiente para não exigir rebarbação. Alguns relatam que tais misturas eliminam as chamadas rebarbas de fibra, mesmo em materiais suscetíveis à escória, como o alumínio.

Tudo isso interage com a velocidade de corte. Por exemplo, uma mistura de gases pode aumentar a temperatura até certo ponto, mas diminuir a velocidade de corte também aumenta a temperatura – às vezes até um grau extremo. Retarde muito o deslocamento e o laser começa a fazer a ablação ou vaporizar o metal, o que por sua vez perturba a dinâmica do fluxo do gás auxiliar, mais uma vez levando à escória. Neste caso, aumentar a velocidade de corte reduz ligeiramente o calor e a ablação resultante, permitindo que o gás auxiliar flua conforme pretendido através do corte.

Os projetos dos bicos também desempenham um papel importante, assim como a consistência do fluxo de gás em todo o sistema e, claro, a manutenção geral do sistema. Nestes dias de alta potência do laser, a limpeza consistente das lâminas tornou-se mais importante do que nunca. Um laser de fibra de alta potência pode cortar extraordinariamente rápido até que uma peça cortada seja soldada a ripas grossas – um enigma que se torna ainda mais problemático em um ambiente automatizado.

As máquinas rebarbadoras de peças planas nunca seguirão o caminho do dodô, é claro. Algumas peças precisam ter um determinado acabamento granulado. Algumas peças precisam de microtabs para garantir a estabilidade do corte, especialmente em aplicações de corte de “mudança de chapa”, como puncionamento e máquinas combinadas de puncionamento/laser. Algumas aplicações exigem bordas arredondadas, que um laser simplesmente não consegue produzir. E algumas geometrias de peças são simplesmente desafiadoras para qualquer laser cortar com perfeição.