Máy cắt laser hiện đại có thể xử lý những vật liệu nào?

Các loại kim loại thường được máy cắt laser xử lý

Thông thường, khi mô tả về máy cắt laser, điều đầu tiên người dùng nhấn mạnh là khả năng xử lý nhiều loại kim loại khác nhau. Điều này xuất phát từ nhu cầu sử dụng các máy móc được thiết kế chuyên nghiệp để gia công các vật liệu kim loại đa dạng. Chính vì vậy, những máy móc này trở thành một phần thiết yếu trong các ngành công nghiệp như gia công kim loại tấm và sản xuất thiết bị cho các thiết bị nhà bếp có gas.

Trong số các vật liệu được gia công phổ biến nhất là các loại thép carbon với độ dày khác nhau. Các kết cấu đã chế tạo cũng như các tấm mỏng dùng cho tủ điện đều có thể được xử lý bằng máy laser ở mọi cấp độ. Điều này là do khả năng của máy trong việc điều chỉnh công suất tia laser phù hợp với từng loại vật liệu cụ thể. Công suất laser thấp phù hợp để cắt các tấm thép carbon mỏng, trong khi các tấm dày hơn lại yêu cầu công suất trên 6000W mà một số máy có thể cung cấp. Điều này giúp giảm thiểu đáng kể các công đoạn gia công sau.

Một vật liệu phổ biến khác là thép không gỉ, đặc biệt được sử dụng trong các ngành công nghiệp sản xuất thiết bị thực phẩm hoặc thiết bị y tế, nơi mà khả năng chống ăn mòn rất quan trọng. Các máy cắt laser tiên tiến ngày nay có thể cắt thép không gỉ mà không làm cong vênh vật liệu — điều thường xảy ra với các máy cắt cũ. Nhiệt được tập trung chính xác bằng tia laser, do đó, không giống như các phương pháp cắt cũ, lượng nhiệt sinh ra không quá mức. Dù là SUS304 hay bất kỳ loại thép không gỉ nào, máy đều có thể thực hiện các đường cắt chính xác, khe hẹp và đảm bảo các bộ phận được lắp vừa khít một cách hoàn hảo.

Thép mạ kẽm phủ và các tấm điện phân cũng được sử dụng. Những kim loại mạ này có thể khó cắt bằng laser do các phản ứng hóa học có thể xảy ra khi tiếp xúc với nhiệt. Các máy cắt laser hiện đại khắc phục vấn đề này nhờ hệ thống điều khiển khí tối ưu. Bằng cách sử dụng khí hỗ trợ phù hợp, dù là nitơ hay không khí, máy đảm bảo lớp phủ bị đốt cháy hoặc bong tróc và giữ cho mép cắt được nhẵn mịn. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các ngành sản xuất tủ điện hoặc thiết bị chiếu sáng, nơi mà độ bền cũng như hình thức của kim loại mạ là yếu tố then chốt.

Các kim loại màu được xử lý bởi máy cắt laser hiện đại

Các công nghệ cắt laser hiện đại có khả năng cắt qua các kim loại màu mà trước đây rất khó cắt bằng laser. Hợp kim nhôm là một ví dụ điển hình. Nhôm là kim loại nhẹ với độ dẫn nhiệt cao, điều này khiến việc cắt laser trở nên phức tạp. Tuy nhiên, laser công suất cao và các hệ thống làm mát tiên tiến đã giúp quá trình cắt hiệu quả hơn nhiều.

Điều này đặc biệt đúng với các tấm nhôm mỏng (từ 1 đến 3 milimét). Laser có thể cắt xuyên qua nhôm với công suất laser được giảm xuống để tránh quá nhiệt. Với các tấm nhôm dày hơn, việc sử dụng laser công suất 3000 watt trở lên cho phép tạo ra các đường cắt thẳng và sạch dọc theo mép bằng khí ni tơ làm khí hỗ trợ cắt chính. Sự linh hoạt này là lý do quan trọng khiến nhiều nhà sản xuất nhôm đã chuyển sang phương pháp cắt laser, giúp họ tránh được phiền toái do các dụng cụ cắt chuyên dụng bị mài mòn nhanh chóng.

Công nghệ cắt laser cũng có thể xử lý đồng thau, đồng và các kim loại màu khác. Đồng thau và đồng có thể phản xạ ánh sáng rất mạnh và trước đây đã khiến những tia laser thiết kế kém bị suy giảm và không thể đốt cháy. Công nghệ mới đã cung cấp các tia laser mạnh mẽ và tập trung hơn nhiều để sử dụng trong việc cắt. Đồng thau dùng cho các chi tiết trang trí và điện tử thường được cắt với nhiệt độ thấp hơn nhiều và giữ được bề mặt bóng sáng. Đồng được sử dụng cho dây điện và các đầu nối điện. Các máy cắt hiện đại hơn có thể cắt chính xác các họa tiết phức tạp hơn để tạo ra các bộ phận dùng cùng với dây dẫn bằng đồng.

Khi nói đến khả năng công nghệ của các máy cắt, vẫn còn một số vật liệu không thể cắt được bằng tia laser. Hiệu suất của tia laser phụ thuộc rất nhiều vào công suất. Các độ dày khác nhau của vật liệu cần cắt bằng laser cũng sẽ phụ thuộc vào công suất được sử dụng. Việc cắt một tấm thép dày 1 mm chỉ cần 1500 watt, trong khi đó để cắt xuyên qua thép carbon dày 20 mm sẽ cần tới 6000 watt. Hầu hết các máy hiện đại (như một số mẫu từ DP LASER) cung cấp các tùy chọn công suất điều chỉnh được, dao động từ 1500W đến 6000W, cho phép người dùng lựa chọn công suất phù hợp với từng loại vật liệu.

Khí hỗ trợ cũng rất quan trọng. Tùy thuộc vào loại khí hỗ trợ, chất lượng đường cắt và độ bền của mép cắt sẽ thay đổi. Ví dụ, thép không gỉ và nhôm được cắt bằng khí nitơ, nhằm ngăn ngừa hiện tượng oxy hóa mép cắt cũng như han gỉ hoặc đổi màu theo thời gian. Đối với thép cacbon, khí oxy hoạt động tốt nhất và được sử dụng vì nó làm tăng tốc độ quá trình cắt, cho phép cắt nhanh hơn trên các tấm vật liệu dày. Các máy cắt laser hiện đại được trang bị hệ thống điều khiển khí tiên tiến, cho phép chuyển đổi dễ dàng giữa các hệ thống khí áp suất cao và thấp. Điều này rất quan trọng, vì mỗi loại vật liệu yêu cầu mức áp suất khí khác nhau để đạt được kết quả tốt nhất.

Hệ thống điều khiển của mỗi máy cũng rất quan trọng. Một hệ thống CNC cao cấp điều khiển tia laser của máy, đảm bảo tia laser di chuyển chính xác trên vật liệu. Điều này rất quan trọng khi cắt các chi tiết phức tạp và tinh vi yêu cầu độ chính xác cao về độ dày các lớp, như trong các bộ phận điện. Hệ thống điều khiển cũng hỗ trợ việc chẩn đoán sự cố, giảm thời gian ngừng hoạt động khi chuyển đổi giữa các loại vật liệu khác nhau.

Việc bỏ qua giới hạn độ dày vật liệu là không thực tế. Mỗi máy cắt laser chỉ có thể xử lý một độ dày vật liệu nhất định. Ví dụ, một máy có thể cắt thép cacbon dày 25mm, nhưng chỉ có thể cắt nhôm dày 10mm. Người dùng nên tham khảo thông số kỹ thuật của máy (ví dụ: các thông số kỹ thuật được cung cấp cho dòng AL Series của DP LASER) để hiểu xem máy có thể xử lý đầy đủ độ dày vật liệu mà họ sử dụng hay không.

Các ứng dụng thực tế trong các ngành công nghiệp khác nhau sử dụng máy cắt laser hiện đại

Các vật liệu khác nhau mà máy cắt laser hiện đại có thể xử lý khiến chúng trở thành công cụ linh hoạt trong nhiều ngành công nghiệp. Gia công kim loại tấm là một trong những ngành sử dụng máy cắt laser. Trong ngành này, các thợ gia công dùng máy cắt laser để cắt thép carbon, thép không gỉ và nhôm. Những chi tiết này sau đó được chuẩn bị để lắp ráp thành nhiều loại công cụ và máy móc công nghiệp cho đến các sản phẩm tiêu dùng đơn giản. Độ chính xác của máy cắt laser loại bỏ nhu cầu điều chỉnh trên dây chuyền lắp ráp, do đó giảm đáng kể các lỗi lắp ráp.

Một lĩnh vực sử dụng lớn khác là sản xuất các thiết bị nhà bếp. Chẳng hạn như các tấm tủ lạnh bằng thép không gỉ hoặc các bộ phận bên trong lò nướng bằng nhôm. Máy cắt laser hiện đại có khả năng cắt được cả hai loại vật liệu này. Các bếp nấu và lò nướng hoạt động tốt và có tính thẩm mỹ cao, bởi vì máy cắt laser loại bỏ hiện tượng cong vênh vật liệu trong quá trình cắt và tạo ra các cạnh mịn. Ngoài ra, do các nhà sản xuất làm việc với cả thép không gỉ và nhôm, họ không cần phải đầu tư vào các máy móc riêng biệt cho các bộ phận khác nhau.

Một ứng dụng quan trọng khác là trong các tủ và hộp dùng cho thiết bị điện. Những sản phẩm này được làm từ thép mạ kẽm hoặc tấm điện phân, cần được định hình chính xác để bao bọc các linh kiện điện. Hệ thống điều khiển khí của máy cắt laser duy trì độ bền của lớp phủ trên các tấm kim loại để tránh gỉ sét và kéo dài tuổi thọ của hộp hoặc tủ. Hệ thống điều khiển vị trí chính xác của máy, thường đạt mức ±0,03mm ở một số mẫu máy, đảm bảo các lỗ luồn dây và công tắc được đặt đúng vị trí cần thiết.

Các ngành biển hiệu và chiếu sáng cũng hưởng lợi từ những tiến bộ đáng kể. Dù là biển hiệu bằng thép không gỉ cho cửa hàng hay khung nhôm cho thiết bị đèn LED, máy cắt laser đều tạo ra các thiết kế phức tạp mà rất khó thực hiện bằng phương pháp truyền thống. Chúng cũng chế tạo các thiết bị chiếu sáng bằng cách cắt những hoa văn trang trí mỏng, tinh xảo từ các tấm đồng thau, đồng thời giữ cho bề mặt đồng thau sáng bóng và chi tiết.

Các máy cắt laser hiện đại cũng được sử dụng trong sản xuất thiết bị điện. Chúng được dùng để cắt các bộ phận bằng đồng cho hệ thống dây điện, các bộ phận bằng nhôm cho máy biến áp và nhiều bộ phận khác, sau đó được lắp ráp để tạo thành máy biến áp. Với yêu cầu về độ chính xác cao trong ngành điện, khả năng cắt nhanh chóng, chính xác và tinh vi các kim loại màu như đồng và nhôm khiến máy cắt laser trở nên vô giá khi giảm đáng kể thời gian dành cho nhiều quy trình cắt khác nhau.

Tính linh hoạt của máy cắt laser, cùng khả năng dễ dàng chuyển đổi giữa các loại vật liệu khác nhau, giúp tối ưu hóa quy trình trong mọi ngành công nghiệp. Thay vì phải sử dụng nhiều máy riêng biệt cho thép cacbon, nhôm và đồng thau, chỉ cần một máy cắt laser duy nhất có thể đáp ứng toàn bộ nhu cầu. Chính sự linh hoạt nổi bật này khiến máy cắt laser trở thành khoản đầu tư then chốt đối với nhiều doanh nghiệp.