Tehnologii curate aplicate în industrie

Cap. 1. CONSIDERATII PRIVIND STADIUL ACTUAL AL PROCEDELOR DE TAIERE TERMICA

Alegerea procedeului de debitare se face în funcţie de precizia impusă pieselor debitate, de duritatea materialului, de calitatea acestuia şi de consumul energetic al procedeului. În general, pentru producţia de unicate sau de serie mică se alege un procedeu cu productivitate mică, dar care necesită un utilaj cât mai ieftin. Pentru producţia de serie mare sau de masă se aleg procedee cu productivitate mare care permit amortizarea relativ rapidă a costului mai ridicat al utilajului. Figura A prezintă clasificarea generală a procedeelor de debitare:

Comparativ cu tăierea mecanică, tăierea termică prezintă o serie de avantaje:

- productivitate mai ridicată;

- posibilitatea decupării unui contur oricât de complicat;

- posibilitatea mecanizării şi automatizării procesului;

- consum redus de materiale şi energie;

- preţ de cost mai redus;

Există însă şi unele dezavantaje ale tăierii termice:

- produce modificări structurale şi de compoziţie chimică în apropierea secţiunii de tăiere;

- produce deformaţii şi tensiuni remanente;

- suprafaţa de tăiere necesită prelucrări mecanice suplimentare. Aproximativ 85% din operaţiile de tăiere termică se realizează în prezent cu flacără de gaz şi oxigen.

Fig. A. Clasificarea procedeelor de debitare

Datorită numeroaselor avantaje tehnico-economice, în ultimul timp se constată însă o tendinţă de înlocuire a debitării prin ardere cu debitarea prin topire, în special cu plasmă sau cu laser.

Debitarea cu laser a început să fie aplicată în anii '70, la început îndeosebi în domenii speciale cum ar fi aeronautica sau tehnica militară. În ultimele decenii, datorită numeroaselor sale avantaje, în special a posibilităţii de a tăia piese tridimensionale complexe în condiţii de mare precizie, cu zone afectate termic minimale, debitarea cu laser a căpătat o extindere tot mai mare.

Prelucrarea cu laser se caracterizează printr-o productivitate de 10...20 ori mai mare faţă de procedeul de debitare oxiacetilenică sau cel de debitare mecanică. Alte avantaje majore sunt:

• viteze mari de debitare;

• pierderi minime de material datorate interstiţiului mic de tăiere (0,2...0,5 mm);

• precizie mare de debitare;

• zonă influenţată termic redusă;

• gamă largă de materiale prelucrabile.

Printre dezavantajele folosirii unui sistem de debitare cu laser se numără:

• costuri de capital mai ridicate decât la alte sisteme de debitare;

• nu se pot debita materiale cu grosimea de peste 12 mm;

• apar dificultăţi mari la debitarea metalelor lucioase cum sunt aluminiul şi cuprul, la care o mare parte a energiei laser poate fi reflectată în afara zonei de tăiere.

Debitarea cu laser are multe domenii de aplicare, dintre care se pot enumera în industria construcţiilor de maşini şi electrotehnică, pentru debitarea tablelor cu grosimi de până la 15 mm, din oţeluri de uz general (pentru panouri diverse, piese plane complexe în fabricaţia de autovehicule, material rulant), oţeluri aliate (scule, repere plane complexe din aeronautică) şi din oţeluri inoxidabile; tăierea dreaptă şi profilată a ţevilor din oţel; debitarea materialelor plastice, cauciuc, electroizolante; în industria uşoară şi a lemnului, pentru debitarea materialelor textile, piele, materialelor plastice, furnirelor, lemnului, melaminatelor cu grosimi de până la 20 mm.