Cắt Laser là gì? Ứng dụng công nghệ cắt Laser kim loại

Cắt Laser là một trong những công nghệ gia công tiên tiến nhất hiện nay, thường được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm gia công cơ khí, thủ công mỹ nghệ và điêu khắc. Vậy công nghệ cắt Laser là gì? Vì sao đây là công nghệ được ưa chuộng nhất hiện nay? Hãy cùng A&T Label tìm hiểu qua bài viết sau đây nhé.

Cắt Laser là gì?

Cắt Laser là quá trình sử dụng chùm tia Laser tập trung tại một điểm làm để nóng chảy vật liệu và tạo ra các hình dáng vật liệu khác nhau được thiết lập sẵn. Công nghệ cắt Laser có thể được dùng trên nhiều vật liệu như thủy tinh, gỗ hay các kim loại như sắt, thép, inox, đồng, nhôm,…

Công nghệ cắt Laser được xem là một bước tiến lớn trong lĩnh vực cơ khí, đồng thời cũng là kỹ thuật công nghệ tiên tiến bậc nhất hiện nay. Việc ứng dụng máy cắt Laser trong quá trình gia công góp phần tạo nên những chi tiết tinh xảo, đẹp mắt cho các sản phẩm. Vì vậy, công nghệ này cũng được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực.

Những vật liệu nào có thể cắt bằng Laser?

Thực tế, tia Laser có thể cắt trên hầu hết mọi loại vật liệu từ kim loại đến phi kim. Đối với gia công kim loại, máy cắt bằng tia Laser có thể cắt được các vật liệu inox, sắt, thép cacbon, đồng, nhôm dày từ 2 – 50mm. Tuy nhiên, tùy theo mỗi loại vật liệu mà khả năng gia công cắt Laser là khác nhau.

Sắt, thép cacbon và thép không gỉ (inox) là những loại vật liệu kim loại dễ cắt nhất bằng tia Laser. Đối với các loại thép hợp kim như AISI 4140, 8620, SUS304, SS304, SUS201… máy có thể cắt với độ dày lên đến 20mm. Hàm lượng hợp kim trong thép càng tăng thì quá trình cắt sẽ trở nên khó khăn hơn, thường làm tốc độ cắt bị chậm và có xỉ.

Bên cạnh đó, nhôm và đồng nguyên chất là hai vật liệu rất khó cắt bằng tia Laser do chúng có khả năng phản xạ tia Laser mạnh mẽ. Trong quá trình cắt, lượng nhiệt được truyền vào chi tiết đồng, nhôm rất lớn và nhanh, trong khi cả hai vật liệu này đều không chịu được nhiệt độ cao, dễ dẫn đến nguy cơ vật liệu bẻ cong. Do đó, điều quan trọng là cần phải điều chỉnh tiêu cự tia Laser một cách chính xác để tránh sự phản xạ của tia Laser trở lại hệ thống phun Laser quá mạnh, gây hỏng các bộ phận quang học.

Những ưu điểm khi lựa chọn cắt kim loại bằng Laser

Sử dụng tia Laser để cắt vật liệu đang là một trong những phương pháp phổ biến nhất trong ngành công nghiệp tạo hình kim loại nhờ các ưu điểm:

• Có thể gia công trên nhiều vật liệu khác nhau như kim loại, phi kim, nhựa, đồng nhôm, inox, cắt giấy…;
• Dung sai cắt Laser nhỏ với độ chính xác cao;
• Có thể biên dạng tùy ý;
• Tốc độ cắt nhanh giúp tăng hiệu quả sản xuất lên nhiều lần so với phương pháp cắt truyền thống;
• Giá cả hợp lý, thậm chí là rẻ hơn so với nhiều phương pháp khác khi cắt với khối lượng lớn;
• Rãnh cắt chất lượng cao với xung Laser cực ngắn, giúp bề mặt mịn và đẹp mà không cần phải làm sạch mặt cắt sau khi gia công.

Các loại máy cắt Laser hiện nay phổ biến những loại nào?

Hiện nay, máy cắt Laser được căn cứ vào nguồn Laser sử dụng để chia làm 3 loại chính là:

• Máy cắt Laser CO2: Đây là dòng máy sử dụng nguồn Laser bằng khí gas. Máy cắt Laser CO2 là loại máy phổ biến nhất hiện nay và cũng là công nghệ mang tính ứng dụng cao khi cắt được cả các vật liệu với độ dày lớn. Nguyên lý hoạt động của dòng máy này là sử dụng hỗn hợp khí Carbon Dioxide được kích thích điện để tạo lực tác động lên vật liệu. Ưu điểm của loại máy này là giá thành rẻ, độ chính xác cao, có thể cắt và raster một số vật liệu.
• Máy cắt Laser Fiber: Đây là dòng máy cắt sử dụng nguồn Laser từ sợi quang học, thuộc nhóm tia Laser dạng rắn và là công nghệ cho ra các thành phẩm có chất lượng cao nhất hiện nay. Nguyên lý hoạt động của máy là tạo một chùm Laser khuếch đại trong sợi thuỷ tinh đặc biệt được cung cấp năng lượng bằng diot bơm. Bên cạnh tốc độ cắt nhanh, máy cắt Laser fiber còn có ưu điểm vượt trội khi có thể gia công các chi tiết với độ phức tạp cao nhờ chùm tia có đường kính tiêu cự siêu nhỏ.
• Máy cắt Laser tinh thể: Tương tự với máy cắt Laser Fiber, máy Laser tinh thể cũng sử dụng Laser dạng rắn và khắc dấu trên vật liệu bằng cách bơm Laser trực tiếp từ diot, trong đó nguồn Laser được sử dụng phổ biến là YAG và Nd. Ưu điểm nổi bật của Laser Nd và YAG là có thể phát ở chế độ xung và chế độ liên tục, tạo ra công suất cực lớn lên đến hàng trăm megawatts.

Nguyên lý hoạt động của máy cắt Laser cho kim loại

Nguyên lý hoạt động cơ bản của máy cắt Laser kim loại là sử dụng chùm tia Laser để làm nóng chảy kim loại và tạo ra vết cắt. Chùm tia Laser này được tạo ra từ một nguồn phát có mức năng lượng và nhiệt độ cao, sau đó được hội tụ thành một điểm nhỏ chiếu vào bề mặt phôi kim loại. Nhiệt lượng từ tia Laser sẽ làm nóng chảy kim loại tại điểm chiếu, sau đó sử dụng dòng khí áp lực cao thổi kim loại đã nóng chảy ra khỏi rãnh cắt.

Thông thường, máy cắt Laser sẽ được lập trình sẵn để và khi vận hành máy, vết cắt sẽ được hình thành dựa trên bản vẽ mà máy đã được lập trình từ trước. Tùy thuộc vào công nghệ cắt theo kiểu đốt cháy hay nung chảy mà khí được đưa vào sẽ là O2, N2 hoặc Argon. Điều này sẽ mang tính quyết định đến chất lượng của mạch cắt trên từng sản phẩm.

Một số phần mềm chính hỗ trợ cắt Laser

Để hỗ trợ quá trình thiết kế và vận hành máy cắt Laser hiệu quả, chắc chắn sẽ không thể thiếu các phần mềm tương ứng. Các ứng dụng này không chỉ giúp thiết kế mẫu cắt Laser mà còn cho phép người dùng tùy chỉnh các cài đặt trên máy cắt bao gồm kiểu cắt, nhận diện vùng cắt thông qua màu dắt và đường nét. Nếu bạn có sử dụng các thư viện file mẫu thì cũng cần kết hợp thêm phần mềm để đọc file và chỉnh sửa khi cần thiết.

Dưới đây là một số phần mềm hỗ trợ cắt Laser phổ biến mà bạn có thể tham khảo:

• Dành cho thiết kế 2D: AutoCAD, Inkscape, Adobe, Illustrator, CorelDraw.
• Dành cho thiết kế 3D: Autodesk Inventor, Solidworks, Autodesk Fusion 360.

Tìm hiểm điểm khác biệt giữa khắc và cắt Laser

Khắc Laser và cắt Laser đều được biết đến là quy trình gia công sử dụng tia Laser để tạo hình vật liệu. Vậy công nghệ khắc và cắt Laser khác nhau như thế nào?

• Nguyên lý hoạt động: Đây là sự khác biệt cơ bản nhất giữa hai công nghệ khắc và cắt Laser. Cắt Laser hoạt động trên nguyên lý sử dụng chùm tia Laser để cắt xuyên qua vật liệu bằng cách làm nóng chảy, đốt cháy và bốc hơi. Còn khắc Laser chỉ dùng tia Laser khắc đến độ sâu mong muốn mà không phải cắt toàn bộ độ dày của vật liệu. Do đó, công nghệ khắc Laser chỉ có thể làm cho bề mặt vật liệu được khắc ăn mòn ở độ sâu nhất định.
• Độ sâu: Độ sâu khi cắt Laser bằng với độ dày của vật liệu, do chùm tia Laser cần phải cắt xuyên qua toàn bộ độ dày của vật liệu. Trong khi đó, độ sâu khi khắc Laser nhỏ hơn nhiều so với độ dày của vật liệu, do chùm tia Laser chỉ cần khắc trên bề mặt của vật liệu.
• Tiêu cự ống kính: Tiêu cự ống kính là khoảng cách từ ống kính đến bề mặt của vật liệu. Tiêu cự ống kính sẽ ảnh hưởng đến độ sâu và độ rộng của vết cắt/khắc lên vật liệu. Về cơ bản, tiêu cự ống kính của máy cắt Laser sẽ lớn hơn so với máy khắc Laser, do phải cắt xuyên qua toàn bộ độ dày của vật liệu.
• Tốc độ cắt: Tốc độ cắt sẽ làm ảnh hưởng đến thời gian và hiệu quả của quá trình cắt/khắc trên vật liệu. Máy cắt Laser thường có tốc độ cắt nhanh hơn nhiều so với máy khắc Laser, do chùm tia Laser có công suất lớn hơn, từ đó có thể cắt xuyên qua độ dày của vật liệu một cách nhanh chóng.
• Ứng dụng: Khắc Laser thường được sử dụng để chế tạo hình ảnh, văn bản hoặc biểu tượng trên bề mặt vật liệu, trong khi đó, phương thức cắt Laser thường được sử dụng để tạo ra các hình dạng và thành phần phức tạp hơn cho vật liệu.

Với độ thẩm mỹ và chính xác cao của công nghệ cắt Laser mang lại, chúng được ứng dụng khá rộng rãi trong việc sản xuất tem nhãn bằng vật liệu kim loại như tem loa, tem nhãn rượu và tem nhôm xước…

Ứng dụng công nghệ cắt Laser trong đời sống

Công nghệ cắt Laser là một công nghệ gia công tiên tiến với nhiều ưu điểm vượt trội như:

• Độ chính xác cao, rãnh cắt sắc nét;
• Tốc độ cắt nhanh;
• Có thể cắt được các hình dạng, chi tiết phức tạp;
• Dễ điều khiển và lập trình.

Nhờ mang lại hiệu quả cao và tiết kiệm chi phí, công nghệ cắt Laser đã và đang được ứng dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của đời sống. Dưới đây là một số ứng dụng thực tế phổ biến của công nghệ cắt Laser:

• Chế tạo cơ khí: Với khả năng cắt Laser kim loại tấm có thể tạo ra những chi tiết máy như khuôn mẫu, khung, vỏ,… hoặc cắt các linh kiện kim loại như vít, bu lông,…
• Xây dựng: Gia công cắt Laser làm lan can thép, hệ thống kèo cột kết cấu, lam chắn nắng, bản lề, họa tiết trang trí…
• Sản xuất linh kiện điện tử: Gia công cắt Laser để cắt các tấm mạch in và cắt các linh kiện điện tử như chip, bóng bán dẫn,…
• Trang trí nội thất: Công nghệ cắt Laser được sử dụng để cắt các vật liệu như gỗ, nhựa, kính,…và gia công ra các sản phẩm trang trí nội thất như tranh, đèn, đồ nội thất,… Đặc biệt, công nghệ cắt Laser có thể điêu khắc các chi tiết phức tạp trên nhiều vật liệu tạo ra các bức tranh gỗ hoặc các tấm kính nghệ thuật độc đáo.
• Thủ công mỹ nghệ: Gia công các sản phẩm thủ công mỹ nghệ như đồ trang sức, đồ lưu niệm,…

Ngoài ra, công nghệ gia công Laser còn được ứng dụng trong rất nhiều ngành công nghiệp khác như: cắt Laser các tấm thẻ vi mô, thiết bị y tế, hàng không vũ trụ, thông tin liên lạc, quân sự và quốc phòng, hệ thống ống nước và điều hòa không khí hay cắt Laser làm tem nhãn, kết hợp cắt CNC tem inox ăn mòn bằng công nghệ Laser giúp tem nhãn không bị ố…Có thể thấy, công nghệ cắt Laser mang lại rất nhiều lợi ích tuyệt vời cho xã hội và sẽ còn tiếp tục được phát triển mạnh mẽ hơn nữa trong tương lai.

A&T Label hy vọng bài viết này đã mang đến cho bạn những thông tin hữu ích trong quá trình tìm hiểu về công nghệ cắt Laser tân tiến. Tem kim loại A&T là đơn vị cung cấp dịch vụ gia công tem đồng, tem nhôm in, tem hợp kim ứng dụng nhiều công nghệ hiện đại như CNC router, khắc laser, in UV,… đảm bảo hoàn thiện về chất lượng và độ chính xác cao. A&T Label cam kết mang đến sản phẩm chất lượng, thời gian gia công nhanh chóng và giá cả cạnh tranh. Đội ngũ kỹ thuật viên giàu kinh nghiệm luôn sẵn sàng hỗ trợ và tư vấn cho khách hàng về các giải pháp tem nhãn sản phẩm giá rẻ phù hợp nhất. Thông tin chi tiết, vui lòng liên hệ dưới đây:

Nếu bạn đang có nhu cầu gia công cắt Laser uy tín – chuyên nghiệp, hãy liên hệ ngay với A&T Label ngay nhé! Với nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực gia công kim loại, A&T Label cam kết mang đến cho khách hàng những sản phẩm chất lượng với giá cả tốt nhất!