6.6 Taglio laser
Durante l'operazione di taglio il fascio laser provoca il riscaldamento, la fusione e la vaporizzazione del materiale secondo lo schema indicato in figura 6.7. Durante la lavorazione l'utilizzo di un gas tecnico a 10-15 bar aiuta alla rimozione del materiale: questa soluzione può essere applicata solo per materiali incombustibili. Un gas neutro provvede poi a proteggere la zona circostante l'area di taglio. La soluzione tecnologica del taglio laser non è in ogni modo applicabile a materiali cavi e multistrati. Quando può essere applicata presenta comunque evidenti vantaggi rispetto i processi tradizionali di taglio:
- le distorsioni sono minime;
- la zona termicamente alterata, data l'elevata densità di potenza e la dimensione del fascio, è ridotta;
- i bordi di taglio risultano stretti e paralleli;
- il taglio risulta indipendente dalla durezza del materiale;
è possibile ottenere profili complessi;
- il sistema può essere facilmente integrato in sistemi automatici di lavorazione;
- non c'è contatto tra utensile e parte: questo garantisce da distorsioni meccaniche.
Le caratteristiche chimico-fisiche del materiale determinano le prestazioni della lavorazione, una temperatura di fusione alta comporta, a parità di profilo lavorato, una minore velocità di taglio, mentre per quanto riguarda l'energia assorbita valgono i discorsi affrontati per la saldatura. Il taglio laser può essere utilizzato nella lavorazione di materiali di diversa natura. I polimeri possono essere lavorati con alta velocità di taglio, anche per geometrie complesse, senza problemi di deformazione. Bisogna porre però l'attenzione sul rischio di eccessiva carbonizzazione ai bordi, rischio che aumenta proporzionalmente alla resistenza a trazione del materiale lavorato e con lo spessore. Infatti uno spessore maggiore richiede una più alta densità di energia. Nella lavorazione dei polimeri è necessario abbattere vapori tossici o corrosivi che si possono produrre. La gomma per esempio, viene comunemente tagliata per spessori fino 20 mm, in questo caso un laser CO2, di 1500 W consente di utilizzare una velocità di taglio di Vt = 0,7 m/min. Il legno può essere agevolmente tagliato anche se il bordo può presentare una leggera carbonizzazione. La lavorazione consente di ottenere un taglio stretto 0,3-0,8 mm, in assenza di segatura e di rumore. L'elevato gradiente termico e l'alta velocità di raffreddamento, localizzata in corrispondenza del bordo di taglio, possono indurre l'insorgere di cricche subsuperficiali o difetti locali che possono costituire zone di nucleazione di cricche (Figura 6.8),
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