Estamos cercados por coisas feitas em uma máquina a laser. Você pode até não saber disso, mas aquele painel decorativo na parede do seu bar favorito, a capinha de telefone gravada, o topo de bolo na festa de aniversário da vovó, os quebra-cabeças educativos do sobrinho, o letreiro da padaria na esquina da sua casa foram todos feitos em uma máquina a laser CNC.
Mas você já se perguntou como essas máquinas-ferramentas funcionam? Hoje, vamos discutir de onde vem a emissão do laser e como uma máquina a laser se move com tanta rapidez e precisão que já conquistou o mundo.
Neste artigo nos limitaremos apenas aos lasers de dióxido de carbono (CO2) e não falaremos sobre as máquinas a laser ultravioleta e de fibra óptica, pois pertencem a um tipo diferente de equipamento.
O que produzir em uma máquina a laser de CO2?
As máquinas a laser CNC CO2 processam materiais orgânicos. Tal equipamento realiza dois tipos de usinagem: corte e gravação.
Uma máquina a laser corta e grava:
- madeira, compensado, MDF e outros materiais à base de madeira;
- polímeros e plásticos, como PET, acrílico, espuma ou espuma de polipropileno;
- borracha,
- paronita,
- papelão e papel
- tecido, pele, couro e couro sintético.
Grava:
- pedra,
- cerâmica,
- vidro e espelho.
Se você combinar esses materiais com eficiência e tiver habilidades em design industrial ou solicitar layouts de produtos de designers profissionais, poderá produzir coisas incríveis que farão sucesso no mercado e trarão lucro para o proprietário da máquina.
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Esses produtos costumam ter alta demanda no ramo de restaurantes, publicidade, design de interiores e exteriores. A máquina a laser é usada para produzir artigos para crianças, brinquedos, cartões de visita, etiquetas, sinais, sinais direcionais e itens de tecido, para gravar em itens de couro, para fazer caixas de joias personalizadas e muito mais.
Hoje, o mercado de corte e gravação a laser CNC está crescendo de forma constante.
A gama de produtos possíveis é limitada apenas pela imaginação.
As máquinas variam em tamanho, desde modelos de grande formato com área de trabalho de 2 por 3 metros até lasers CNC de mesa com área de trabalho de 50 por 30 cm. Assim, é possível iniciar tanto uma grande produção em massa quanto um pequeno negócio baseado em casa.
Máquina de corte a laser para casa 
Então, como funciona uma máquina a laser? De onde vem a emissão do laser?
Como o laser é criado em uma máquina de CO2?
Um feixe de laser é uma emissão estimulada coerente monocromática estreitamente focada iniciada em um meio de dióxido de carbono ativo por um fator de energia externo.
Ou simplesmente coloque. Uma máquina a laser de CO2 é equipada com um tubo de laser. É um frasco de vidro preenchido com uma mistura de gases: dióxido de carbono, nitrogênio e hélio. A máquina alimenta o emissor de energia elétrica, que é convertida em emissão de laser devido à mistura de gases, principalmente carbono. É por isso que essas máquinas-ferramentas são chamadas de máquinas de CO2.
Uma máquina a laser converte energia elétrica em emissão de laser graças a um frasco de vidro selado com um meio de dióxido de carbono em seu interior, chamado tubo de laser ou emissor.
Ao contrário da luz do sol ou da lâmpada, o laser não se espalha. Isso ocorre porque os fótons emitidos quando uma molécula de carbono é excitada têm o mesmo comprimento de onda e viajam paralelamente uns aos outros.
O feixe de laser sai do tubo e é refletido por um sistema de espelhos móveis que são instalados em uma máquina. O primeiro espelho é estacionário e é montado próximo ao emissor, enquanto os outros dois são montados em partes móveis da máquina para que possam se deslocar para qualquer posição predefinida.
Mas como a máquina sabe para onde se mover?
Como a máquina sabe para onde se mover?
CNC significa controle numérico computadorizado. É um princípio de programação que permite que as partes móveis de uma máquina percorram o caminho definido e iniciem um feixe de laser com a potência necessária no tempo necessário.
O controlador, uma placa especial dentro da máquina, decide para onde mover e quando ligar o laser. Há um display com botões para ajuste e controle no casco das máquinas.
A área de trabalho da máquina é semelhante a um grande tabuleiro de xadrez com muitas coordenadas de quadrados. Quando você carrega um layout na máquina e inicia a operação, o controlador começa a jogar xadrez consigo mesmo, determinando de qual casa para qual mover e quando ligar o laser para executar o programa predefinido.
Os controladores modernos do tipo RuiDa são capazes de realizar corte e gravação em uma única tarefa. Enquanto os controladores do tipo M2 requerem uma tarefa separada para cada tipo de operação.
Para dar partida nos motores, o controlador envia um sinal por meio de um driver, um dispositivo que informa aos motores em qual eixo, onde e quanto mover o pórtico ou o cabeçote de trabalho da máquina.
Se a máquina move o cabeçote do laser lentamente e estabelece um alto poder de emissão durante a operação, temos um impacto tão intenso no material que o laser o corta.
A gravação, por outro lado, requer alta velocidade de deslocamento e baixa potência. A máquina move-se rapidamente para a esquerda e para a direita, deslocando-se passo a passo em 1 mm, como se estivesse realizando inundação por queima.
A cabeça do laser viaja a uma velocidade de até 400 mm/s, e o controlador consegue ligar e desligar o laser em apenas uma fração de segundo para produzir uma imagem de alta qualidade.
Com o laser, são feitas formas e imagens altamente detalhadas devido à alta resolução e precisão de posicionamento de 0,01 mm.
Os layouts são preparados em programas de edição vetorial, depois exportados para o RD Works e convertidos em um código legível por máquina. No RD Works, os parâmetros de corte e gravação e outras configurações são definidos, e a máquina faz o resto.
As vantagens do processamento a laser
O corte e a gravação a laser são populares e estão em alta demanda devido a várias vantagens:
- Velocidade de processamento. A gravação é realizada a uma velocidade de até 400 mm/s e o corte a uma velocidade de 1-150 mm/s, dependendo do material e de sua espessura.
- Uma lista de materiais: madeira, compensado, MDF, aglomerado, acrílico, PET, espuma e outros plásticos e polímeros, borracha, paronita, pedra e cerâmica, espelho e vidro, papelão, papel, tecidos diversos, peles e couro .
- Sem ferramentas periféricas e consumíveis adicionais, mas para um emissor de laser. Se usado corretamente, um tubo de laser durará até 3 anos, dependendo da potência e do fabricante.
- Alta qualidade de um produto final. O corte a laser produz uma borda perfeitamente uniforme e suave e, ao gravar, você pode ajustar os parâmetros para obter o contraste de imagem desejado.
- O pequeno diâmetro de um feixe de laser permite que você organize os itens de costas em uma folha de material de economia de material.
- A produção é caracterizada por baixos níveis de ruído e poeira.
Qual máquina-ferramenta comprar?
As máquinas a laser são convencionalmente divididas em dois tipos: gravadores e máquinas de corte.
Qualquer máquina a laser pode cortar e gravar, mas os gravadores a laser diferem nos seguintes parâmetros:
- tamanho da área de trabalho de 200*300 mm a 600*400 mm;
- na maioria das vezes, são modelos de mesa;
- potência do tubo laser de 20 W a 60 W.
Características do cortador a laser:
- tamanho da área de trabalho de 900*600 mm a 2000*3000 mm;
- modelo tipo estande, que ocupa mais espaço em uma oficina;
- potência do tubo laser de 90 W a 180 W.
Portanto, antes de comprar uma máquina, é melhor determinar as tarefas que você planeja realizar e os produtos que deseja produzir na máquina adquirida.
Como selecionar uma máquina de corte a laser? Um guia completo. 
Se você deseja cobrir a mais ampla gama de tarefas, escolha uma máquina de médio formato com uma área de trabalho de 900*600 mm ou 1200*900 mm, por exemplo, a Wattsan 6090 ou a Wattsan 1290 , respectivamente.
16 características de uma boa máquina a laser CNC:
Cama
Ao operar, especialmente durante a gravação, a máquina suporta cargas inerciais pesadas do movimento de um cabeçote de laser. Isso cria vibrações que afetam negativamente a qualidade da usinagem. Uma estrutura sólida e durável elimina as vibrações. Idealmente, deve haver uma estrutura reforçada dentro da carcaça, como nas máquinas Wattsan.
Espessura do corpo
A espessura do corpo deve ser de pelo menos 2 mm, pois isso também afeta a rigidez da estrutura da máquina, especialmente para modelos de grande formato com grande área de trabalho. O corpo da máquina a laser Wattsan é de 2,9 mm.
Pórtico
A espessura e a confiabilidade do portal afetam a preservação das características de precisão durante a operação a longo prazo da máquina em altas velocidades. As máquinas Wattsan estão equipadas com um pórtico de alumínio reforçado com até 9 mm de espessura nos cantos.
Localização dos motores
Se o motor do eixo Y estiver situado no canto direito ou esquerdo do corpo, isso causará distorção da geometria durante a operação. A única localização correta do motor é no meio do eixo do eixo Y.
Caixas de velocidades
As caixas de câmbio dividem o passo do motor, ou seja, aumentam a resolução e também aliviam a carga dos motores. A relação das caixas de engrenagens nas máquinas Wattsan é ⅙.
Cintos
As correias são um ponto fraco das máquinas; se não forem reforçados, rasgam com bastante frequência. As máquinas Wattsan vêm com correias reforçadas com passo de dente de 3M.
Sensores finais
Os sensores finais indutivos são mais confiáveis do que os mecânicos porque não são propensos à exposição mecânica e, portanto, servem por mais tempo. Além disso, os sensores indutivos não são afetados por sujeira, sabão e resinas, ao contrário dos mecânicos.
Mangueiras de sopro
Esta é outra fraqueza das máquinas de baixa qualidade. Se você aplicar mais de um atm, a mangueira de sopro irá rasgar onde está conectada ao cabeçote do laser. Para obter um corte limpo, você precisa de 2 atm. As mangueiras de sopro de poliuretano nas máquinas Wattsan podem suportar até 8 atm.
Sistema óptico e espelho
Preste atenção à cabeça de trabalho, especialmente ao suporte da lente e à montagem da cabeça no gantry. O fácil acesso para limpeza das lentes ajuda durante a manutenção. Os parafusos do espelho para alinhamento do caminho óptico devem ser convenientes. As montagens de espelhos devem se mover em todos os eixos para ajuste.
Diâmetro do bocal
Este parâmetro afeta a qualidade do sopro e, portanto, a qualidade do processamento. Os gravadores a laser, como o Wattsan 0503 , são equipados com um bico expansor para sopro menos intenso durante a gravação, a fim de evitar que os produtos da combustão sejam presos à superfície do material pelo fluxo de ar. Já nas cortadoras a laser, como a Wattsan 6090 , é instalado um bico reduzido que concentra o fluxo de ar, o que melhora a qualidade do corte.
Bandeja para coleta de lixo
Uma boa máquina é equipada com uma bandeja para coleta de lixo dentro da carcaça. Isso afeta a facilidade de operação e também reforça a estrutura do corpo, protege o mecanismo de elevação da mesa e melhora a extração de fumaça.
Mecanismo de elevação da mesa
Um mecanismo de elevação de corrente é melhor que o de correia porque não quebrará durante a operação.
Segurança
A eletrônica da máquina localizada perto dos sistemas de abastecimento de água da máquina é um perigo. É mais seguro colocar esses elementos em lados opostos do corpo da máquina.
Montagem do tubo a laser
A montagem do tubo de laser com parafusos de ajuste permite configurar sua posição sem remover o emissor.
Lâminas e mesa de favo de mel
Lâminas anodizadas evitam que o feixe de laser seja disparado na parte de trás do material. Enquanto uma mesa de favo de mel de ferro usa ímãs de neodímio para segurar materiais finos, como tecido e pele.
Corte e gravação a laser de tecidos e têxteis 
Potenciômetro
O potenciômetro (amperímetro) no corpo da máquina permite selecionar manualmente a potência de emissão por meio de um regulador. Isso permite um ajuste manual mais preciso, oferece mais possibilidades de gravação e permite definir valores mais baixos do que aqueles que podem ser definidos programaticamente.
Para obter mais informações sobre este tópico, escreva suas perguntas nos comentários ou entre em contato com o gerente do Virmer.
