O documento descreve a história e o processo de usinagem a laser, começando com a previsão de Einstein em 1916 e o desenvolvimento do maser e laser nos anos 1950. O laser de CO2 é o mais utilizado na usinagem por cortar materiais rapidamente a altas temperaturas, enquanto o laser excimer é frio e usado para cortes finos. A usinagem a laser oferece vantagens como precisão, segurança e cortes complexos, apesar de ter custos iniciais elevados.

1. Usinagem a Laser
Diego Pietzsch
Maurício Pereira
Rafael de Lucca
Rodrigo Argenta

2. Quando surgiu?
 O princípio de funcionamento do laser foi previsto
por Einstein, em 1916, com o uso da lei de Planck.
 Em 1953, cientistas americanos desenvolveram o
maser, que consiste na liberação de microondas.
 Aprimorando esses princípios, mais tarde, dois russos, Nikolai Basov e
Aleksander Prokhorov descobriram como emitir o raio em uma
freqüência visível, surgindo assim o laser, e dando abertura para
inúmeras aplicações, sendo uma delas a usinagem a laser.

3. O que é o Laser
 LASER = Amplificação da luz por
emissão estimulada de radiação
 Meios
1. Sólido – Rubi
2. Gasoso – CO2
 O tipo mais utilizado é o de CO2, por
apresentarem elevada potência de
corte, chegando na ordem de alguns
kW, embora se utilize também o de
Nd, F e Cl.

4. Princípio de funcionamento
 Átomo estimulado por fonte
externa
 Fonte de Energia:
1. Sólido – Diodo de laser
2. Gasoso – Um ânodo e um cátodo.
 A fonte e energia excita o meio,
fazendo com que cada vez que um
elétron volte para o nível anterior,
emita um fóton de luz.
 Os fótons emitidos, oscilam de um Figura 1: representação
esquemática da câmara de
espelho 100 % refletivo de um
produção de CO2
lado para outro 99 % refletivo e 1
% translúcido,

5. Importância na usinagem
 Muitas vezes, determinados tipos de cortes são muito caros
com processos de usinagem convencionais ou mesmo
impossíveis de serem realizados.
 Cortes com altos níveis de complexidade
 Relativa rapidez

6. Laser Excimer
 O Excimer é uma forma de laser ultravioleta. Ele utiliza dois tipos de
gases, inerte e reativo. O gás inerte é usado para proteger o
caminho do feixe(argônio, criptônio ou xenônio). Para o reativo,
normalmente é usado gás flúor ou cloro.
 Esse laser quase não aquece a peça durante o processo (laser frio).
Pode fazer cortes finos, com pouca área afetada termicamente.
 Ampla utilização em micro-usinagem de precisão, tanto no uso da
indústria como em cirurgias oftalmológicas, principalmente em
materiais poliméricos e cerâmicos

7. Laser de Co2
 Mais utilizado por criar altos níveis de
energia.
 corta a peça vaporizando uma
pequena porção de material. (Pode
gerar até 3kW/cm2 de potência com
auxílio de outros gases),
 Hélio é usado para dissipar o calor
gerado pelo campo elétrico. Fora do
duto, o oxigênio ou o nitrogênio
podem servir de gás de assistência.
 O gás de assistência mais recomendado é o oxigênio, por prever uma
maior velocidade de corte em função de gerar uma reação exotérmica,
aumentando a temperatura do processo. O nitrogênio substitui o oxigênio
quando este for mais barato, mas principalmente quando se quer uma
superfície livre de óxidos.

8. Laser Nd: YAG
 é um laser de cristal de estado sólido.
 Diferente dos outros lasers, a energia não é passada por meio de
eletrodos, e sim por flashlamps ou diodos de laser.
 não precisa de gás para funcionar, porem pode ser usado gases
para proteção do feixe.
 Este tipo de laser é utilizado em cortes, furações de precisão e
gravações

9. Vantagens
 não há interação direta com homem e maquina :
1) segurança
2)precisão, devida a não estar sujeita a erros humanos
 O acabamento final é muito bom
 laser propicia alta velocidade de corte, corte de figuras
geométricas 2D ou 3D

10. Desvantagens
 A espessura do material a ser cortado deve ser exato
 O custo inicial do equipamento é extremamente elevado
 Ha certa dificuldade de corte de materiais que refletem muito a
luz, como o alumino e o cobre, não permitindo o corte de peças
muito espessas

11. Aplicações
 Vem ganhando espaço na indústria, apesar do
alto custo.
 é utilizado em grande escala na produção de
chapas para as indústrias automobilísticas,
transportes, agrícolas e implementos.
 O uso de máquinas de corte a laser é
recomendado quando as peças apresentarem
formas complicadas e for exigido um
acabamento de superfície praticamente
livre de rebarbas na região de corte.

12. Video