Como escolher um compressor de ar de parafuso específico para máquina de corte a laser

2026-07-24

Como escolher um compressor de ar de parafuso específico para máquina de corte a laser

O corte a laser utiliza as propriedades de alta densidade de potência do feixe de laser, que converge para um pequeno ponto de luz. O material é aquecido rapidamente, atingindo o ponto de ebulição após a vaporização, formando um orifício. Em seguida, o feixe de laser é movido sobre a superfície do material para criar uma fenda, completando o corte do objeto a ser processado.

O corte a laser é um dos métodos de corte térmico, que pode ser dividido em corte por gaseificação a laser, corte por fusão a laser, corte por fusão assistida por oxigênio a laser e corte por fratura controlada.

Princípio de funcionamento do corte a laser

Em comparação com outros métodos de corte, o corte a laser caracteriza-se pela alta velocidade de corte e pela alta qualidade. Especificamente, isso se resume aos seguintes aspectos:

(1) A incisão de corte a gás a laser é estreita, os dois lados da fenda são paralelos e apresentam boa perpendicularidade com a superfície.

(2) Boa qualidade de corte. Como o ponto do laser é pequeno, a densidade de energia é alta, a velocidade de corte é rápida, então o corte a laser pode obter melhor qualidade de corte.

(3) Superfície de corte lisa e bonita, mesmo como último processo de processamento, sem processamento mecânico, as peças podem ser usadas diretamente.

(4) velocidade de corte, como: corte a laser de 2500W de chapa de aço carbono laminada a frio de 1 mm de espessura, velocidade de corte de até 16-19 m/min.

(5) corte sem contato, o bocal de corte a laser e a peça de trabalho não entram em contato, não há desgaste da ferramenta.

(6) Após o corte a laser, a largura da zona afetada pelo calor é muito pequena, o desempenho do material próximo à fenda é quase inalterado, a deformação da peça é pequena e a precisão do corte é alta. A comparação da velocidade de corte entre o corte a laser e outros métodos de corte pode ser vista na tabela abaixo, para o material de corte de chapa de aço de baixo carbono.

Comparação da velocidade de corte de vários métodos de corte:

Primeiro, avançar na direção de alta potência, alta precisão e grande área.

Nos últimos anos, a tecnologia de máquinas de corte a laser na China apresentou um desenvolvimento inovador, caminhando rumo à alta potência, alta precisão e grandes áreas de operação. No contexto da manufatura inteligente na China, o setor industrial tem demonstrado uma tendência de transformação, passando do processamento tradicional para a manufatura de ponta, e o mercado de corte a laser na China continuará a apresentar um crescimento acelerado.

Em segundo lugar, o mercado de equipamentos de corte a laser representou 39% do total.

Em 2019, embora o mercado de lasers tenha crescido, o ritmo de crescimento começou a desacelerar em comparação com os dois anos anteriores. A receita de vendas de equipamentos a laser em todos os segmentos (incluindo importações) foi de 65,8 bilhões de yuans, um aumento de 8,8% em relação ao ano anterior. Devido à incerteza da tendência econômica global, espera-se que a receita total de vendas do mercado de equipamentos a laser da China em 2020 seja de 64,5 bilhões de yuans, marcando o primeiro crescimento negativo em quase uma década. No entanto, as perspectivas ainda são amplas e o valor absoluto não é desprezível.

No mercado de equipamentos a laser industriais, o corte a laser é o mais utilizado, representando 39%, seguido pela marcação e soldagem, com 19% e 12%, respectivamente.

Três, ar comprimido no campo da aplicação de corte a laser

A máquina de corte a laser pode atender às necessidades de corte de diversos materiais e formatos complexos. Além da necessidade de lasers de alta energia, o gás auxiliar é indispensável para o processo de corte. Os principais gases auxiliares para corte a laser são oxigênio (O2), nitrogênio (N2) e ar comprimido (ar comprimido). O ar comprimido é mais facilmente disponível e muito mais barato do que o oxigênio e o nitrogênio, sendo, portanto, muito comum o seu uso como gás auxiliar em processos de corte.

A qualidade do ar comprimido tem um efeito muito direto na qualidade do corte a laser de metal; o tamanho e a estabilidade da pressão do gás afetam o resultado do corte. Ao escolher um compressor de ar auxiliar para a máquina de corte a laser, as especificações do tamanho devem ser determinadas com base no projeto da cabeça de corte a laser utilizada, considerando a pressão do gás auxiliar e o tamanho do bico, para que se obtenha a melhor compatibilidade entre o compressor e a máquina de corte a laser.

Comparação do corte a laser com diferentes gases auxiliares

O corte a laser exige a escolha de um gás de corte específico para cada material da placa. A escolha do gás de corte e sua pressão têm um grande impacto na qualidade do corte a laser.

O processamento de corte a laser geralmente utiliza gases auxiliares como oxigênio (O2), nitrogênio (N2) e ar comprimido (Ar), e às vezes também argônio (Ar). De acordo com a pressão do gás, ele pode ser dividido em gás de alta pressão e gás de baixa pressão.

O papel do gás auxiliar no corte a laser inclui principalmente: combustão e dissipação de calor, remoção oportuna de resíduos de fusão durante o corte, prevenção do retorno desses resíduos para o bocal, proteção da lente de focalização, etc. A escolha do gás auxiliar varia de acordo com o material a ser cortado e a potência da máquina de corte a laser. As características, usos e aplicações dos diferentes tipos de gases auxiliares são descritas a seguir:

(1) O oxigênio (O2) é usado principalmente para cortar materiais de aço carbono. O calor da reação química entre o oxigênio e o ferro promove a fusão endotérmica do metal, o que pode melhorar muito a eficiência do corte, permitindo o corte de materiais mais espessos e aumentando significativamente a capacidade de processamento da máquina de corte a laser. No entanto, devido à presença de oxigênio, haverá uma película de óxido visível na face final do corte, que terá um efeito de têmpera no material ao redor da superfície de corte, aumentando a dureza dessa parte do material e tendo um certo impacto no processamento subsequente. O material cortado com oxigênio apresenta uma face final preta ou amarelo-escura. Geralmente, chapas de aço carbono são cortadas com oxigênio, perfuradas a baixa pressão e cortadas a baixa pressão.

(2) Argônio (Ar) O argônio é um gás inerte que pode prevenir a oxidação e a nitretação no corte a laser, podendo também ser usado na dissolução. No entanto, o preço do argônio é mais alto que o do nitrogênio, tornando o corte a laser com argônio geralmente pouco econômico. O corte com argônio é usado principalmente para titânio e ligas de titânio, resultando em uma superfície final branca.

(3) Ar Comprimido (Ar Comprimido) O ar comprimido pode ser fornecido diretamente por compressores de ar. Comparado com oxigênio e nitrogênio, é fácil de obter e muito barato. Embora o ar contenha apenas cerca de 20% de oxigênio, a eficiência de corte é muito menor do que a do corte com oxigênio, mas a capacidade de corte é próxima à do nitrogênio, sendo a eficiência do corte com ar ligeiramente superior à do corte com nitrogênio. A superfície final do corte com ar fica amarelada. Quando não há exigência rigorosa quanto à cor da superfície do material cortado, o ar comprimido é a opção mais econômica e prática em vez do corte com nitrogênio.

(4) (4) Nitrogênio (N2) Quando o nitrogênio é usado como gás auxiliar para corte, ele forma uma atmosfera protetora ao redor do metal fundido, impedindo a oxidação do material e evitando a formação de película de óxido, resultando em um corte sem oxidação. No entanto, como o nitrogênio não reage quimicamente com o metal, não há geração de calor de reação. Consequentemente, sua capacidade de corte não é tão boa quanto a do oxigênio, e o consumo de nitrogênio no corte com nitrogênio é várias vezes maior, elevando o custo do corte. A superfície cortada sem oxidação pode ser fundida diretamente, apresentando forte resistência à corrosão e outras características, além de uma face final branca. Geralmente, utiliza-se nitrogênio para cortar aço inoxidável, chapa galvanizada, alumínio e chapas de liga de alumínio, latão e outros materiais, com perfuração a baixa pressão e corte a alta pressão. No corte com nitrogênio, a variação do fluxo de gás tem um grande impacto no corte. Para garantir a pressão do gás de corte, é necessário assegurar um fluxo de gás suficiente.

Atualmente, o nitrogênio líquido no mercado custa cerca de 1400 yuans/tonelada, e o nitrogênio líquido usado para corte a laser precisa ser armazenado em um tanque Duva. Geralmente, um tanque tem capacidade para 120 kg, e o preço de 1 kg é superior a 3 yuans. Vamos calcular com base em 1400 yuans/tonelada.

120 x 1,4 = 168 yuans, e a densidade do nitrogênio em condições padrão é de 1,25 kg/m³, portanto, o consumo máximo de nitrogênio líquido em um tanque Dewar é de aproximadamente 120/1,25 = 96 Nm³, e o custo do nitrogênio por Nm³ é de 168/96 = 1,75 yuans/Nm³.

Se um compressor de ar de marca nacional for usado para fornecer 16 bar de ar comprimido e 1,27 m³ por minuto, a potência de entrada em plena carga desse tipo de compressor de ar será de 13,4 kW.

O custo da eletricidade industrial é calculado em 1,0 yuan/grau, então o custo do ar por m³ é: 13,4 x 1,0 / (1,27 x 60) = 0,176 yuan/m³. Considerando o consumo real de 0,5 m³ de gás por minuto e uma máquina de corte a laser operando 8 horas por dia, a economia diária com o corte a ar em comparação com o corte a nitrogênio é: (1,75 - 0,176) x 8 x 60 x 0,5 = US$ 378. Se a máquina de corte a laser operar 300 dias por ano, a economia anual com gás será de: 378 x 300 = 113.400 yuan. Portanto, o uso de ar comprimido em vez de nitrogênio no corte é muito econômico e prático.

Nos últimos anos, a tecnologia de máquinas de corte a laser na China apresentou um desenvolvimento inovador, caminhando rumo à alta potência, alta precisão e grandes áreas de corte. No contexto da manufatura inteligente na China, o setor industrial tem demonstrado uma tendência de transformação, passando do processamento tradicional para a manufatura de ponta. O mercado de corte a laser na China manterá uma tendência de rápido crescimento, o que proporcionará um grande potencial de expansão para o setor de corte a laser.