7 điều cần biết về cắt laser thép tấm

Cắt laser thép tấm là một quy trình hiện đại sử dụng chùm tia laser công suất cao để cắt chính xác và nhanh chóng qua các tấm thép. Quy trình này được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp chế tạo kim loại, sản xuất xe hơi, xây dựng, và các sản phẩm kim loại khác. Dưới đây là những điều cần biết về cắt laser thép tấm:

Nguyên lý hoạt động của cắt laser thép tấm

Cắt laser thép tấm hoạt động bằng cách sử dụng một chùm tia laser tập trung với năng lượng cao để nung chảy hoặc làm bốc hơi kim loại ở vùng cắt. Khí hỗ trợ như oxy, nitơ hoặc argon thường được sử dụng để loại bỏ kim loại nóng chảy và tạo ra vết cắt sạch, chính xác.

• Tia laser: Chùm tia laser được điều khiển bởi hệ thống CNC (Computer Numerical Control) để di chuyển theo mô hình cắt mong muốn.
• Khí hỗ trợ: Khí như oxy hoặc nitơ được sử dụng để làm mát và bảo vệ bề mặt cắt, cũng như thổi bay kim loại nung chảy, tạo ra vết cắt gọn.

Ưu điểm của cắt laser thép tấm

• Độ chính xác cao: Cắt laser có thể tạo ra các đường cắt rất chính xác với độ sai lệch chỉ trong phạm vi vài micromet. Điều này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng yêu cầu chi tiết chính xác cao.
• Chất lượng bề mặt cắt tốt: Vết cắt từ máy cắt laser thường rất gọn và mịn, ít có xỉ và bavia. Điều này giúp giảm công đoạn xử lý sau cắt.
• Tốc độ nhanh: So với nhiều phương pháp cắt truyền thống, cắt laser có tốc độ nhanh hơn, đặc biệt là khi cắt các tấm thép có độ dày vừa và nhỏ.
• Khả năng cắt nhiều hình dạng phức tạp: Hệ thống CNC điều khiển giúp máy cắt laser có thể cắt được các hình dạng phức tạp, bao gồm các lỗ nhỏ, góc cạnh và đường cong mà các phương pháp khác khó thực hiện.
• Ít tác động nhiệt: Vùng chịu ảnh hưởng của nhiệt (HAZ – Heat Affected Zone) trong cắt laser nhỏ hơn so với các phương pháp cắt nhiệt khác, giúp giảm nguy cơ biến dạng nhiệt trên vật liệu.

Nhược điểm của cắt laser thép tấm

• Giới hạn độ dày: Mặc dù máy cắt laser có thể xử lý thép tấm dày, nhưng ở độ dày lớn (trên 20-25 mm), chất lượng cắt có thể giảm, tốc độ cắt chậm hơn và cần nhiều năng lượng hơn. Đối với thép tấm rất dày, máy cắt plasma hoặc các phương pháp cắt truyền thống có thể hiệu quả hơn.
• Chi phí đầu tư ban đầu cao: Máy cắt laser, đặc biệt là loại sử dụng nguồn laser fiber công suất cao, có giá trị đầu tư ban đầu cao. Ngoài ra, chi phí bảo trì và vận hành có thể đắt đỏ, đặc biệt là khi sử dụng hệ thống cắt laser CO2.
• Khí bảo vệ và tiêu thụ năng lượng: Cắt laser cần sử dụng các loại khí bảo vệ như oxy, nitơ hoặc argon. Điều này làm tăng chi phí vận hành, đặc biệt khi cần sử dụng nhiều cho cắt thép dày.

Các loại máy cắt laser thép tấm

• Máy cắt laser CO2: Đây là loại máy sử dụng chùm tia laser tạo ra từ hỗn hợp khí CO2. Loại máy này phổ biến trong nhiều năm trước đây nhưng ngày càng ít được sử dụng do chi phí bảo trì cao và hiệu suất kém hơn so với các máy laser fiber.
• Máy cắt laser fiber: Hiện nay, máy cắt laser fiber là công nghệ cắt tiên tiến và hiệu quả nhất. Chúng sử dụng nguồn laser dạng sợi quang, giúp truyền năng lượng tốt hơn, tốc độ cắt nhanh hơn và chi phí bảo trì thấp hơn so với laser CO2. Máy cắt laser fiber có thể cắt thép tấm dày với độ chính xác và tốc độ cao.

Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng cắt laser thép tấm

• Chất lượng tia laser: Cường độ và tính đồng nhất của tia laser có ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác và độ mịn của đường cắt.
• Vật liệu thép: Loại thép, độ dày, và tình trạng bề mặt của tấm thép sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả cắt. Thép có nhiều tạp chất hoặc bề mặt không đồng đều có thể làm giảm chất lượng cắt.
• Tốc độ cắt: Tốc độ di chuyển của tia laser cũng quan trọng. Nếu tốc độ quá nhanh, đường cắt có thể không chính xác và bị xỉ. Ngược lại, nếu tốc độ quá chậm, đường cắt có thể bị cháy và biến dạng.
• Loại khí hỗ trợ: Oxy thường được sử dụng để cắt thép carbon dày hơn, trong khi nitơ được sử dụng khi cần cắt các tấm thép không gỉ hoặc yêu cầu đường cắt không bị oxi hóa.

Ứng dụng của cắt laser thép tấm

• Ngành ô tô: Cắt laser thép tấm được sử dụng trong sản xuất các bộ phận ô tô với độ chính xác cao.
• Ngành xây dựng: Dùng để sản xuất kết cấu thép, dầm, và các sản phẩm thép trong xây dựng.
• Ngành nội thất: Cắt laser được sử dụng để tạo ra các chi tiết trang trí phức tạp, khung kim loại và các sản phẩm nội thất.
• Ngành cơ khí chế tạo: Sản xuất máy móc, linh kiện và công cụ cần sự chính xác cao và tốc độ sản xuất nhanh.

Lưu ý khi lựa chọn máy cắt laser thép tấm

• Công suất máy: Công suất của nguồn laser ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng cắt thép tấm dày. Máy có công suất lớn hơn sẽ cắt được các tấm thép dày hơn và nhanh hơn.
• Khung bệ máy: Một khung bệ chắc chắn và ổn định sẽ giúp giảm thiểu rung động và tăng độ chính xác của quá trình cắt.
• Hệ thống điều khiển CNC: Cần kiểm tra tính chính xác và khả năng lập trình của hệ thống CNC để đảm bảo có thể cắt được các hình dạng phức tạp.

Cắt laser thép tấm là một phương pháp hiệu quả với nhiều ưu điểm vượt trội như độ chính xác cao, tốc độ nhanh và khả năng cắt các hình dạng phức tạp. Tuy nhiên, để đảm bảo chất lượng cắt tốt nhất, cần lựa chọn máy phù hợp với nhu cầu, quan tâm đến các yếu tố như công suất laser, khí hỗ trợ và tốc độ cắt. Cắt laser đang ngày càng trở thành lựa chọn hàng đầu trong ngành gia công kim loại, đặc biệt là với các tấm thép.