A importância do laser na fabricação aditiva de metais

Introduzido pela primeira vez em laboratórios nos anos 60, a fabricação metálica por laser tornou-se gradualmente numa das tecnologias industriais líderes na fabricação de metais.

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Para além da fabricação aditiva (additive manufacturing) por fusão em cama de pó ou deposição de energia dirigida, o laser é agora amplamente utilizado na cadeia de valor para a fabricação de peças metálicas em vários setores.

Esquematicamente, os materiais semiacabados são primeiro cortados (mecanicamente, por chama, plasma ou laser), depois montados, geralmente por soldadura ou moldagem (dobragem, arqueamento, etc.), antes de uma fase de acabamento, se necessário (revestimento ou tratamento de superfície, tratamento térmico, etc.) e um controlo de qualidade (medição das tolerâncias dimensionais, etc.).

As fontes a laser também evoluíram, sendo as mais comuns na indústria:

Os lasers de gás, conhecidos como lasers de CO2: o feixe é iniciado numa cavidade ressonante que contém um gás de laser - à base de CO2, daí o seu nome - para o qual a pureza e a precisão da mistura são essenciais para o seu correto funcionamento.
Os lasers sólidos incluindo lasers de disco, díodo ou fibra.

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Principais aplicações do laser

As principais aplicações do laser são, portanto, as seguintes:

O corte a laser

O corte a laser permite cortar uma vasta gama de materiais metálicos, como aço inoxidável, aço carbono, ligas de alumínio, latão, etc, especialmente peças que requerem um trabalho de detalhe. Anteriormente limitados pela sua potência, os lasers de fibra, por exemplo, desenvolveram-se muito rapidamente, permitindo-lhes tratar materiais relativamente espessos, em comparação com outros processos de corte, como o plasma. As tecnologias de corte a laser fornecem variadas soluções para o corte de formas complexas e precisas. As suas vantagens residem na capacidade de cortar rapidamente as peças, sendo perfeitamente adaptado à produção industrial de grandes quantidades, sem comprometer a qualidade.
De acordo com o tipo de material, propomos um conjunto de diferentes gases auxiliares: o azoto e o oxigénio que são utilizados para expelir o material fundido e assim permitir o corte.

Para além do corte a laser, o laser também pode ser utilizado para marcação com maior ou menor número de detalhes. Pode ser comparado à gravação em metal: criação de um logótipo com desenho personalizado com as ferramentas de software adequadas e gravação com grande precisão numa superfície metálica, por exemplo.

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A soldadura a laser

O laser também permite atingir velocidades de soldadura de vários metros por minuto com pouca deformação das peças a serem soldadas. Pode ser encontrado em máquinas integradas ou de forma mais aberta para fazer soldaduras longitudinais, por exemplo, na produção de tubos. A largura do cordão de soldadura é normalmente bastante pequena e, por conseguinte, requer uma aproximação precisa.

Embora existam várias soluções para os gases de proteção, utiliza-se geralmente hélio ou árgon. O hélio é essencial para lasers de CO2 de alta potência. O árgon e as misturas de árgon-hélio são possíveis em determinadas condições.

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