I CNC CypCut e HypCut, prodotti da Friendess/Bochu, si stanno ritagliando uno spazio sempre maggiore nel panorama delle macchine per taglio laser. La loro sempre maggiore diffusione è dovuta al fatto che non sono legati ad una specifica casa produttrice, così come alla grande versatilità e funzionalità.
Per un taglio laser, i parametri di taglio sono sicuramente fondamentali. Impostare delle tabelle di taglio corrette è il punto cruciale per ottenere un taglio di alta qualità, al massimo delle potenzialità della macchina. Nessun taglio laser, per quanto realizzato a regola d’arte, potrà mai lavorare bene se i parametri non sono quelli ottimali per un determinato materiale e spessore. Inoltre, parametri errati possono essere fonte di vari problemi. Tanto per citarne alcuni, ugelli che si sporcano, vetrini da cambiare, consumo di gas eccessivo sono spesso sintomo di impostazioni errate.
Scopo di questo articolo non è fornire una tabella di taglio preconfezionata: le variabili sono moltissime e sarebbe impossibile elencarle tutte. Le principali e più tangibili sono:
Non ultimo, la qualità che si desidera va considerata: a parità di condizioni iniziali, posso scegliere di ottenere un taglio veloce ed economico in aria, oppure un taglio più lento o più pulito, magari in ossigeno.
In questa guida andremo invece a descrivere e spiegare le voci e le impostazioni che si possono trovare nel CNC CypCut, per capire meglio il significato di ogni parametro e i suoi potenziali effetti sul taglio. La grafica del CNC HypCut è un po’ diversa ma molte voci sono le stesse. Ricordiamo che alcune impostazioni vanno usate con cura: prestate attenzione a non causare danni!
Il disegno può essere suddiviso in vari livelli o layer, in CypCut indicati come “strati”. Ad ogni livello è possibile associare impostazioni diverse in funzione del processo. Ad esempio, è possibile impostare parametri specifici per il defilm (la rimozione della pellicola protettiva), per il taglio dei perimetri, per i fori piccoli, per il fly cut, per la marcatura, e via dicendo.
CypCut dispone di 17 layer, ciascuno configurabile separatamente con parametri come velocità di taglio, potenza del laser, pressione del gas e altezza dell’ugello. Il primo è un layer inattivo, utile per “parcheggiare” parti del disegno che non devono essere processate, o per indicare ad esempio il perimetro del foglio di lamiera. Gli ultimi due layer sono riservati per “elaborazione iniziale” e “elaborazione finale”.
Cliccando su “Strato” nel menu “Home” si apre la finestra delle impostazioni dei parametri di layer, contenente quasi tutti i parametri relativi alla lavorazione. Il pulsante “Strato” è presente anche lungo il bordo destro dello schermo in tutte le visualizzazioni.
La prima scheda mostra i “Parametri Globali”, che fungono da impostazioni predefinite comuni a tutta la lavorazione. Le altre schede elencano i layer applicati, e ciascuno può essere configurato singolarmente. Nei menu a tendina è possibile inserire il materiale, lo spessore, e l’ugello utilizzato. Nonostante l’apparenza, si tratta di campi di testo libero. Nella parte inferiore della finestra è disponibile un campo Note dove inserire eventuali commenti. Cliccando sull’icona in alto a destra a forma di dischetto è possibile salvare la tabella di taglio. Cliccando sull’icona a forma di cartella possiamo invece applicare le impostazioni di taglio contenute in una tabella precedentemente salvata. Questa azione sovrascriverà i settaggi attualmente presenti nel livello, quindi se non volete perdere i parametri assicuratevi di salvarli in un file.
È importante ricordare che le opzioni dei parametri possono variare in base alla sorgente laser, alla configurazione del gas e al controller di altezza (sensore capacitivo). I parametri mostrati nelle immagini sono solo a scopo illustrativo: gli utenti devono impostare i valori in base alle condizioni reali della macchina.
Ciò detto, passiamo a descrivere ed analizzare i principali parametri di taglio che si possono impostare nelle tabelle di taglio.
Sicuramente il parametro più importante, insieme alla potenza di taglio. Il valore impostato è da considerarsi teorico, poiché è quello massimo a cui la macchina taglierà. In realtà la velocità media sarà inferiore a causa delle rampe di accelerazione e decelerazione su angoli, fori, eccetera. L’equilibrio tra velocità e potenza è molto delicato: maggiore è la velocità, minore è il tempo durante il quale il raggio laser deposita energia su un determinato punto. Pertanto, aumentare la velocità ha un effetto analogo ad una diminuzione di potenza. Al contrario, una velocità bassa comporta un maggiore quantità di calore e una maggiore fusione del materiale. Solitamente diminuire la velocità migliora la qualità del taglio, ma anche andare troppo piano non è garanzia di un effetto soddisfacente.
Imposta la distanza tra l’ugello e la lamiera durante il taglio.
Imposta il tipo di gas ausiliario utilizzato per il taglio. Solitamente l’ossigeno è dotato di linea di ingresso separata, mentre aria e azoto no: questo perché per la macchina i due gas sono funzionalmente equivalenti. La differenza la vediamo noi, in termini di colore ed effetto sul taglio dell’acciaio inossidabile.
Imposta la pressione del gas ausiliario durante il taglio; è necessario l’uso di una valvola proporzionale. Molte macchine di provenienza asiatica non montano la valvola proporzionale per l’azoto poiché in quei Paesi il costo del gas è talmente basso da rendere inutile il costo della valvola. Al contrario in Europa l’azoto ha un costo non indifferente (soprattutto dopo i recenti rincari). Per questo motivo Promecam monta sempre anche la valvola proporzionale per l’azoto.
Imposta la potenza massima del laser a fibra. La potenza di picco determina la massima potenza di taglio che la macchina può raggiungere. L’energia non viene erogata in modo continuo, ma in brevi e potentissimi “lampi” di luce. La potenza di picco è la misura dell’intensità di ciascuno di questi lampi.
Per esempio, in una macchina da taglio da 3000 W, se la potenza di picco è impostata all’80%, la potenza massima sarà: 3000 W × 80% = 2400 W. Una maggiore potenza di picco permette di vaporizzare il materiale più rapidamente e in modo più netto. È fondamentale per tagliare materiali spessi o altamente riflettenti, in quanto fornisce l’energia necessaria per superare la loro resistenza iniziale in un tempo brevissimo.
Imposta il duty cycle del segnale PWM (modulazione a larghezza di impulso) usato nella lavorazione. Il PWM (Pulse Width Modulation) è un modo per controllare la potenza media di un segnale variando la durata degli impulsi. Ecco alcuni esempi visivi per capire meglio il concetto:
Qui, l’impulso è molto breve rispetto al periodo totale. Questo significa che l’uscita media è bassa.
L’impulso è “acceso” per metà del periodo e “spento” per l’altra metà. L’uscita media è esattamente la metà della potenza di picco.
L’impulso è quasi sempre “acceso” per la maggior parte del periodo. Questo produce un’uscita media vicina alla potenza di picco.
Indica la frequenza del segnale di modulazione PWM, ovvero il numero di impulsi laser emessi in un secondo, misurata in Hertz (Hz). Variare questa impostazione ha un impatto diretto sulla velocità, sulla qualità e sulla zona termicamente alterata del taglio.
Aumentando la frequenza PWM nel taglio laser a fibra si aumenta il numero di impulsi, ma si riduce l’energia per impulso, con conseguente riscaldamento meno localizzato e un taglio più pulito e preciso, con potenziali cambiamenti di colore dovuti all’ossidazione. Al contrario, una frequenza più bassa fornisce più energia per impulso, con conseguente maggiore vaporizzazione del materiale, una finitura superficiale più ruvida e tagli più profondi. Pertanto, la frequenza deve essere ottimizzata per il materiale specifico e il risultato desiderato.
Definisce la distanza in mm tra il punto focale e superficie della lamiera. Un focus a zero vuol dire che il punto più stretto del fascio si trova sulla faccia superiore della lamiera. Se il fuoco è al di sotto, ovvero all’interno del materiale, viene detto negativo. Se invece si trova al di sopra della lamiera, si dice positivo. La posizione del fuoco influisce sulla larghezza del taglio e sulla bava. Come regola indicativa, si usa un focus a zero per lamiera sottile. La selezione positiva e negativa del fuoco del taglio laser non è determinata dal materiale della piastra di taglio (acciaio inossidabile, acciaio al carbonio), ma dal metodo di taglio (taglio per ossidazione, taglio per fusione). Su lamiere di spessore più elevato in acciaio comune tagliate in ossigeno, è possibile impostare un focus positivo. Per il taglio in aria o azoto di acciaio inox o alluminio, è consigliato un focus negativo. Ovviamente questi sono principi generali, materiali speciali come ottone o titanio potrebbero richiedere parametri opposti.
Durata del ritardo all’accensione del laser, per assicurarsi che il materiale venga forato completamente. Dopo lo sfondamento, gas e laser sono mantenuti attivi per questo tempo, prima di iniziare a spostarsi lungo il taglio.
Ritardo applicato prima dello spegnimento del laser per garantire il completamento del segmento di taglio. Utile se c’è un ritardo tra la posizione teorica e quella reale dei servomotori.
Dopo la foratura, il laser si spegne e si attiva il gas per raffreddare il materiale.
Questo livello non verrà tagliato.
Questo livello verrà tagliato senza il controllo dell’altezza tramite BCS100. Il controllo automatico dell’altezza BCS100 usa un sensore capacitivo per misurare la distanza e mantenere una quota costante anche con lamiere deformate. Funziona rilevando la capacità elettrica tra il sensore sulla testa del laser e il materiale sottostante. Poiché la capacità varia in base alla distanza, il sistema è in grado di calcolare e regolare l’altezza in tempo reale.
Il BCS100 adotta un metodo di controllo a circuito chiuso, il che significa che monitora continuamente la distanza e invia segnali a un servomotore per apportare regolazioni immediate, garantendo una precisione millimetrica. È progettato per funzionare con software di controllo del taglio laser come CypCut. Questa integrazione permette di automatizzare funzioni avanzate, tra cui:
Alcune di queste impostazioni sono disponibili nella scheda “Parametri globali”, come ad esempio la funzione “frog leap” illustrata di seguito.
Mantiene il gas acceso durante i passaggi tra un percorso di taglio e l’altro.
Esegue la foratura in tutti i punti iniziali del disegno o sulle linee primarie prima di iniziare il taglio.
Nella finestra dei “Parametri globali” è presente l’opzione “Pre-piercing di gruppo”; attivandola, la macchina eseguirà la foratura di un intero gruppo e completerà la lavorazione di quel gruppo prima di passare al successivo. Nota: “Pre-pierce” non può essere selezionato insieme a “Defilm”.
Esegue la rimozione della pellicola protettiva lungo il disegno prima di iniziare il taglio. Dopo aver selezionato questa opzione, apparirà una scheda dedicata al layer “Defilm”.
Dopo aver completato la lavorazione di un programma, spegne il laser e ripete il percorso di taglio mantenendo il gas attivo, per raffreddare il materiale e ridurre l’effetto termico sulla precisione del pezzo. Dopo la selezione, verrà mostrata una scheda dedicata al layer “Recool”. Per evitare di sprecare gas, consigliamo di utilizzare l’aria compressa.
Queste tre modalità sono selezionabili tramite il menù a tendina presente in alto a destra nella finestra “Strato”.
La lavorazione seguirà i parametri preimpostati.
La testa del laser manterrà un’altezza costante durante l’intero processo di taglio.
Selezionando questa modalità, la testa laser inizierà il taglio al di fuori della lamiera a un’altezza di riferimento, e passerà all’altezza di taglio non appena entrerà nella lamiera. È utile quando si vuole tagliare in due una lamiera, ad esempio per separare lo sfrido da una parte integra. Per impostare l’altezza di riferimento, posizionare la testa all’altezza desiderata, poi andare in:
CNC > BCS100 > Salva altezza di riferimento fuori lamiera per salvare il parametro.
Imposta la distanza di taglio lento dopo il punto di partenza del contorno.
Imposta la velocità di taglio lento per la distanza di avvio.
Imposta la distanza di taglio lento prima del punto finale del contorno.
Imposta la velocità di taglio lento per la distanza di arresto.
È possibile personalizzare la curva di potenza/frequenza. Il software regolerà in tempo reale la potenza del laser (ciclo di lavoro del segnale PWM) e la frequenza in base alla curva, il che è molto utile per ottimizzare la qualità di taglio negli angoli.
Nota: la curva di frequenza non può essere selezionata singolarmente.
Quando la modalità precisione è abilitata, è possibile impostare la frequenza passa-basso, l’accelerazione di taglio, la precisione delle curve e la precisione degli angoli per i singoli layer.
Più basso è il valore della frequenza passa-basso, minore sarà l’impatto sul macchinario. Più bassi sono i valori di precisione curva e precisione angolo, maggiore sarà la precisione della lavorazione.
Lo sfondamento fluido è adatto al taglio di lamiere sottili e medie, garantendo un’elevata efficienza e prolungando la durata della lente protettiva.
Si consiglia la soppressione delle vibrazioni in modalità automatica; il sistema eseguirà automaticamente la soppressione in base ai parametri tecnici di taglio.
La perforazione consente di perforare completamente la lamiera in un punto prefissato del percorso di taglio. In caso di materiali molto spessi in relazione alla potenza del materiale, è consigliabile attivare la perforazione in due o addirittura in tre passaggi. Da notare che le fasi sono in ordine discendente, con la fase 1 che è l’ultima prima del taglio effettivo. Quindi se impostiamo il piercing in tre passaggi, le fasi saranno 3 > 2 > 1 > taglio. I parametri della fase tre vedranno ad esempio una posizione più alta della testa, per evitare spruzzi di materiale.
Questa funzione serve a migliorare la qualità del taglio su materiali più spessi o quando la macchina riscontra vibrazioni eccessive, specialmente durante i movimenti ad alta velocità.
Questi parametri gestiscono la linea di entrata (Lead-in) e/o la linea di uscita (Lead-out), cioè il percorso che il laser compie per entrare nel profilo da tagliare (e uscirne) per garantire che il bordo sia pulito.
Nota: “Rallenta dal punto iniziale al punto finale” è un’indicazione che il software può gestire automaticamente la decelerazione/accelerazione all’inizio e alla fine della linea guida per una transizione fluida.
Le MicroJoint (o Micro-Connessioni) sono piccoli punti non tagliati che mantengono il pezzo tagliato attaccato alla lamiera di scarto (skeleton). Questo impedisce che il pezzo cada e potenzialmente colpisca la testa laser, oltre a facilitare la rimozione dopo il taglio.
