1.Khái quát chung về máy cắt laser
1.1. Cấu tạo
Máy cắt laser được cấu tạo bởi các thành phần sau đây:
- Nguồn phát laser
- Đầu cắt laser
- Hệ thống dẫn tia
- Bàn máy
- Bộ điều khiển CNC
- Hệ thống làm mát
- Hệ thống hút khói và bụi
1.2. Nguyên lý
Nguyên lý hoạt động của máy cắt laser dựa trên việc sử dụng tia laser có năng lượng cao để làm nóng chảy, đốt cháy hoặc bay hơi vật liệu tại điểm cắt. Đầu tiên, nguồn laser (thường là laser fiber hoặc CO₂) phát ra tia laser với bước sóng phù hợp, sau đó được hội tụ thông qua thấu kính trong đầu cắt thành một chùm tia cực nhỏ, có mật độ năng lượng rất cao. Khi chùm tia này chiếu vào bề mặt vật liệu, năng lượng của nó làm nóng chảy hoặc làm bay hơi vật liệu tại vùng tác động.
Đồng thời, hệ thống khí phụ trợ như oxy, nitơ hoặc khí nén sẽ được thổi vào vùng cắt để đẩy phần vật liệu bị loại bỏ ra khỏi rãnh cắt, đồng thời làm mát khu vực xung quanh, giúp đảm bảo đường cắt sạch và không bị cháy xém. Toàn bộ quá trình được điều khiển tự động thông qua hệ thống CNC, giúp di chuyển đầu cắt hoặc bàn máy theo bản vẽ kỹ thuật số với độ chính xác rất cao.
Nhờ đó, máy cắt laser có thể tạo ra các sản phẩm với đường cắt mịn, sắc nét và độ chính xác gần như tuyệt đối.
1.3. Ưu điểm và nhược điểm
Ưu điểm:
- Độ chính xác cực cao, đường cắt mịn, sai số thấp.
- Tốc độ cắt nhanh, đặc biệt với máy fiber.
- Tự động hóa và tích hợp phần mềm mạnh, giảm nhân công và tối ưu sản phẩm.
- Tiết kiệm vật liệu, giảm hao hụt nhờ đường cắt nhỏ.
Nhược điểm:
- Chi phí đầu tư và bảo trì cao, đặc biệt với máy CO₂ và fiber.
- Giới hạn về độ dày vật liệu: với vật liệu dày, cần công suất cao hoặc phải lựa chọn loại laser phù hợp.
- Yêu cầu vận hành kỹ thuật cao, cần đào tạo chuyên môn để sử dụng và bảo trì thiết bị hiệu quả.
2. Ứng dụng nổi bật theo vật liệu
Máy cắt laser thường gia công rất nhiều vật liệu kim loại, tiêu biểu là một số loại sau đây:
2.1. Máy cắt laser thép
Thông thường sẽ sử dụng thép carbon (thép đen, thép cán nguội…) dễ cắt cùng với đó là tốc độ cắt ổn định cho ra sản phẩm đẹp. Với độ bền cao, thường được sử dụng trong gia công kết cấu thép.
2.2. Máy cắt laser sắt
Loại vật liệu này sẽ chứa nhiều tạp chất hơn thép. Tuy nhiên, dễ cắt là như thế nhưng cũng dễ bị cháy cạnh nếu sắt có nhiều tạp chất. Thường được sử dụng trong gia công dân dụng hoặc thiết kế đơn giản.
2.3. Máy cắt laser nhôm
Sử dụng nhôm nguyên chất hoặc có thể là hợp kim nhôm. Vật liệu này sẽ dễ cháy hơn nếu không tối ưu khí và tốc độ. Được ứng dụng nhiều trong nội thất nhôm, quảng cáo, thiết bị nhẹ.
2.4. Máy cắt laser inox
Dùng thép không gỉ (inox 201, 304, 316…) và cũng không khác so với các vật liệu khác, tương đối dễ cắt. Sản phẩm cho ra đẹp nếu sử dụng khí nitơ và không bị cháy cạnh. Được ứng dụng trong thiết bị y tế, thực phẩm, trang trí cao cấp.