In der industriellen Fertigung werden üblicherweise subtraktive Fertigungsverfahren zur Herstellung von Produkten eingesetzt. Das Laserschneiden von Blechen, ein kritischer Produktionsschritt, ist ein Paradebeispiel für ein solches Verfahren. Dabei wird ein Laserstrahl auf die Oberfläche des Materials fokussiert. Dieses wird dann zum Brennen, Verdampfen oder Schmelzen gebracht und erzeugt so das gewünschte Ergebnis.
Weil Laserschneiden eine präzise Technik ist. So vereinfacht es die Herstellung komplexer Komponenten. Yonglihao Machinery bietet Ihnen hohe Qualität Metall-LaserschneiddiensteLesen Sie weiter, um mehr über das Laserschneiden von Blech zu erfahren.
Inhaltsverzeichnis
Was ist Laserschneiden von Blech?
Die Blechbearbeitung zählt zu den gängigsten industriellen Fertigungsverfahren. Daher zählt das Laserschneiden von Blechen zu den beliebtesten Verfahren. Beim Laserschneiden werden flache und dünne Bleche mit einem Hochleistungslichtstrahl (Laser) geschnitten. Der Prozess wird durch Optik und CNC-Technologie gesteuert. Dies führt zu der hohen Präzision lasergeschnittener Teile.
Geschichte des Blechlaserschneidens
Laserschneidtechnologie gibt es seit über 60 Jahren. Die ersten Versuche, Bleche zu schneiden, gehen auf das Jahr 1960 zurück. Bereits 1964 wurden CO2-Laser für präzise Aufgaben wie das Schweißen von Uhrfedern eingesetzt. Laserschneiden bietet gegenüber anderen Schneidverfahren die Vorteile der Automatisierung und hohen Präzision. Dies macht es für die sensible Fertigung und Massenproduktion beliebt.
Faserlaser wurden erstmals in den 1960er Jahren hergestellt. Erst Ende der 1980er Jahre waren sie kommerziell erhältlich. Die 1990er Jahre gelten als das goldene Zeitalter der Lasertechnologie. Denn in dieser Zeit wurden verschiedene Hochleistungslaser, wie beispielsweise Festkörperlaser, eingeführt. Dies steigerte die Effizienz und Produktion deutlich. Anfang der 2000er Jahre hatte sich das Laserschneiden zu einer weithin akzeptierten Fertigungstechnologie in verschiedenen Branchen entwickelt, darunter der Automobil- und der Luft- und Raumfahrtindustrie.
Lasertypen zum Blechschneiden
Es gibt drei Arten von Lasern, die zum Schneiden von Materialien in der industriellen Fertigung eingesetzt werden. Jeder Laserschneider hat einzigartige Eigenschaften, die ihn von den anderen unterscheiden. Hier ist ein vollständiger Überblick über die drei Laserschneidertypen.
Faserlaser
Faserlaserschneidanlagen gehören zu den leistungsstärksten Präzisionsschneidgeräten. Es handelt sich um Festkörperlaser, die mithilfe von Seedlasern den Strahl durch spezielle Glasfasern verstärken. Sie eignen sich effektiv zum Schneiden von Metallen, Legierungen und Nichtmetallen wie Glas, Kunststoff und Holz. Neben einfachen Schneidarbeiten eignen sie sich auch zum Gravieren und Glühen von Metallen.
Faserlaser haben aufgrund ihrer höheren Leistung eine größere Schnittfuge als andere Laser. Sie haben eine lange Lebensdauer von mindestens 25.000 Stunden und benötigen daher weniger Wartung. Sie erzeugen einige der langlebigsten und robustesten Strahlen. Sie eignen sich jedoch am besten zum Schneiden von Materialien mit einer Dicke von weniger als 20 mm.
CO₂-Laser
CO2-Laser erzeugen Lichtstrahlen, indem sie Strom durch ein Rohr mit einem Gasgemisch leiten. Das Gasgemisch besteht hauptsächlich aus Kohlendioxid und Edelgasen. Insbesondere Helium und Stickstoff sind die am häufigsten in Lasern verwendeten Gase.
Sie sind jedoch weniger leistungsstark als Faserlaser. CO₂-Lasergeräte können nur nichtmetallische Materialien wie Holz, Acryl und Kunststoff schneiden. In einigen Fällen können sie auch zum Laserschneiden von Blechen eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind dünne Aluminiumbleche und andere Nichteisenmetalle.
Kristalllaser
Kristalllaserschneider gibt es in zwei Ausführungen: Nd:YAG- (Neodym-dotiertes Yttrium-Aluminium-Granat) und Me:YVO-Kristalle (Neodym-dotiertes Yttriumorthovanadat, YVO4). Beide sind extrem leistungsstarke Schneidemaschinen. Allerdings sind sie vergleichsweise teuer und haben nur die halbe Lebensdauer von Faserlasern (8.000 bis 15.000 Stunden). Sie schneiden beschichtete und unbeschichtete Metalle, Nichtmetalle und Polymere. Darüber hinaus können Kristalllaser unter bestimmten Bedingungen auch Keramik schneiden.
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Drei Verfahren zum Laserschneiden von Blech
Das Laserschneiden von Blechen ist ein thermisches Verfahren, bei dem ein Laserstrahl Teile eines Blechs ausschneidet. Es gibt drei Hauptverfahren zum Schneiden von Blechen.
Laserstrahlschmelzschneiden
Beim Schmelzschneiden wird ein inertes Schneidgas, häufig Stickstoff oder Argon, verwendet, um geschmolzenes Material aus dem Schneidbrenner zu fördern. Der Einsatz von Inertgas verhindert Oxidation an der Schneidkante, ohne den Prozess zu beeinträchtigen. Das Verfahren eignet sich für flache und dünne Bleche sowie für Materialien, die hohe optische Anforderungen bei minimaler Nachbearbeitung erfüllen müssen.
Laserstrahl-Brennschneiden
Beim Laserbrennschneiden wird das geschmolzene Material mithilfe von Sauerstoff ausgetrieben. Es entsteht eine exotherme Reaktion, die den Gesamtenergieeinsatz des Vorgangs erhöht. Das Verfahren eignet sich zum Schneiden von Baustahl und anderen Blechen sowie schmelzbaren Materialien wie Keramik.
Lasersublimationsschneiden
Bei dieser Art des Laserschneidens verdampft der Laser weniger geschmolzene Materialanteile. Ähnlich wie beim Schmelzschneiden werden Inertgase wie Stickstoff, Helium oder Argon als Schneidgase verwendet, um sicherzustellen, dass die Schnittkanten frei von Oxidationsmitteln sind. Obwohl träge, erzeugt dieses Verfahren hochwertige Kanten für präzise Schnitte.
Vorteile des Blechlaserschneidens
Hier sind fünf wesentliche Vorteile dieses Produktionsansatzes:
Hochpräzise Schnitte
Beim Laserschneiden wird ein Lichtstrahl verwendet, um Metalle mit höchster Präzision zu schneiden. Der Laser schmilzt und verdampft Materialien mit größerer Genauigkeit und Präzision als viele herkömmliche Schneidverfahren. Manche Stanzmaschinen haben Toleranzen von 1 bis 3 mm. Laserschneider können jedoch mit einer Genauigkeit von bis zu 0,003 mm schneiden.
Hohe Bogenauslastung
Laserschneider ermöglichen die Nutzung eines erheblichen Anteils der Fertigungsmaterialien. Der Prozess lässt wenig bis gar keinen Raum für Abfall. Denn die Maschine maximiert die Anzahl der nutzbaren Teile auf dem Blech. Dadurch müssen Sie sich keine Sorgen um überschüssiges Material machen. Sie können die richtige Menge kaufen und sicher sein, dass sie ausreicht.
Extreme Schneidvielseitigkeit
Laserschneidverfahren sind äußerst anpassungsfähig und vielseitig. Ein einzelner Laserschneider eignet sich für eine Vielzahl von Schneidaufgaben. Dazu gehören einfache Schnitte, anspruchsvolle Schnitte mit detaillierten Details, Markierungen, Bohrungen und Gravuren. Dadurch müssen Hersteller während des Prozesses keine regelmäßigen Werkzeugwechsel durchführen.
Geringer Stromverbrauch
Im Gegensatz zu anderen Schneidgeräten benötigen Laserschneider keine Bewegung einzelner Geräteteile. Dadurch können sie Materialstücke effizient und ohne übermäßigen Energieverbrauch herausschneiden. Laserschneider können zwar mit 10 kW Energie betrieben werden. Die meisten anderen Vorgänge benötigen jedoch bis zu fünfmal so viel Energie.
Wenig oder kein Schaden
Sie glauben vielleicht, dass Hitzeeinwirkung beim Laserschneiden zu Verformungen, Verzerrungen oder sogar zu einer Totalschädigung von Materialien führt. Das stimmt jedoch nicht. Die beim Laserschneiden entstehenden hitzebeeinflussten Teile sind klein und stellen nach der Fertigung kaum eine Gefahr für die Bauteileigenschaften oder -toleranz dar.
Nachteile des Blechlaserschneidens
Trotz seiner vielen Vorteile hat das Laserschneiden von Blech auch einige Nachteile. Wir möchten diese näher erläutern.
Bedarf an einem spezialisierten Bediener
Um die volle Leistungsfähigkeit Ihrer Laserschneider zu gewährleisten, benötigen Sie möglicherweise einen Experten für die Bedienung der Maschine zur Teileherstellung. Ein Experte erkennt beispielsweise schnell einen Fehler oder eine falsche Einrichtung, die den Produktionsprozess oder sogar die Integrität der Maschine gefährden könnte.
Grenzen der Metalldicke
Obwohl Laserschneiden mit einer Vielzahl von Materialien, einschließlich Metallblechen, gut funktioniert, empfiehlt es sich, bei dicken Metallen andere Schneideverfahren zu verwenden. Typische Laserschneider eignen sich ideal zum Schneiden von Aluminiumblechen mit einer maximalen Dicke von 15 mm und Stahlblechen mit einer Dicke von 6 mm.
Schädliche Gase
Beim Schneiden von Kunststoff stoßen Laserschneider große Mengen gefährlicher Dämpfe aus. Dies liegt daran, dass sie den Kunststoff schmelzen und verdampfen. Daher ist es wichtig, das Laserschneiden in einem gut belüfteten Bereich oder einer sicheren Arbeitsumgebung durchzuführen.
Hohe Anfangsinvestition
Hochwertige Laserschneider sind teuer. Ein einfacher Laserschneider kostet etwa $3000, was doppelt so viel ist wie ein Wasserstrahl- oder Plasmaschneider. Daher erfordert die gewerbliche Nutzung von Laserschneiddienstleistungen erhebliche Anfangsinvestitionen.
Designtipp für Laserschneidteile
Für eine effektive und effiziente Nutzung von Laserschneiddiensten für Ihre Artikel müssen Sie beim Entwerfen Ihres Laserschneidprodukts die unten aufgeführten Tipps beachten.
Das zu schneidende Metall sollte nicht zu dick sein.
Die Dicke ist ein wichtiger Faktor beim Laserschneiden. Sie steht in direktem Zusammenhang mit der Laserleistung. Mit zunehmender Dicke nimmt daher die Durchdringungs- und Schneidfähigkeit des Lasers ab. Eine Erhöhung der Laserleistung kann jedoch die Schneidfähigkeit verbessern.
Denken Sie an die Schnittfuge
Bei der Konstruktion des Lasers muss die sogenannte Schnittfuge berücksichtigt werden. Die Schnittfuge ist die Substanz, die verdampft, wenn der Laserstrahl auf das zu schneidende Material trifft. Sie tritt nicht nur beim Laserschneiden auf, sondern auch bei anderen subtraktiven Bearbeitungsverfahren. Die Schnittfuge beim Laserschneiden wird durch die Dicke des Laserstrahls verursacht. Daher ist es wichtig, dies bereits in der Konstruktionsphase zu berücksichtigen.
Wählen Sie das richtige Material
Die wichtigste Überlegung vor dem Laserschneiden ist die Auswahl des richtigen Materials. Die Materialauswahl richtet sich nach den gewünschten Eigenschaften des Endprodukts. Materialeigenschaften wie Steifigkeit, Lichtdurchlässigkeit und Elastizität variieren. Yonglihao Machinery bietet verschiedene Laserschneidoptionen für Blech, Kunststoff und Papier.
Abstände sind wichtig
Um Fehler zu vermeiden und optimale Ergebnisse zu erzielen, ist beim Laserschneiden ein präziser Abstand erforderlich. Der Mindestabstand sollte der Materialstärke entsprechen. Beispielsweise sollte beim Laserschneiden von Blechen, wenn das Blech 2 mm dick ist, der Abstand zwischen den beiden Schnitten ebenfalls 2 mm betragen. Dies ist besonders wichtig, wenn Sie verschiedene lasergeschnittene Blechdesigns bearbeiten möchten.
Wandeln Sie Ihren Text in Ankerpunkte und Kurven um
Nicht alle Laserarbeiten beinhalten das Schneiden von Text. Wenn Sie Text einfügen müssen, achten Sie darauf, dass die Buchstaben ausreichend weit auseinander stehen und in großer Schrift gedruckt sind. Dies gewährleistet einen reibungslosen Ablauf und optimale Ergebnisse. Liegen die Buchstaben nahe beieinander, können sie sich überlappen. Dies führt zu einer unleserlichen Beschriftung.
Soll ich in eine Laserschneidmaschine investieren oder einen Service in Anspruch nehmen?
Laserschneiddienstleistungen sind für eine Vielzahl industrieller Prozesse unerlässlich. Ob im Kleingerätebau oder in großen Unternehmen wie der Luft- und Raumfahrt- und Automobilindustrie. Die Technik ist ein äußerst erfolgreiches und effizientes Verfahren, das für eine Vielzahl von Materialien eingesetzt werden kann.
Für kleine Fertigungsunternehmen ist es jedoch ratsam, einen Service zu wählen, anstatt in eine Maschine zu investieren. Denn so lässt sich Geld sparen und gleichzeitig Qualität für die Kunden bieten. Steht jedoch mehr Geld zur Verfügung, kann eine Investition in Laserschneidanlagen sehr lohnend sein. Denn das Gerät bietet mehrere Vorteile.
Die Wahl liegt ganz bei den Herstellern. Wenn Sie einen Dienstleister beauftragen möchten, wenden Sie sich an Yonglihao Machinery. Yonglihao Machinery bietet Ihnen hochwertige Laserschneiddienstleistungen.
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Warum Yonglihao Machinery wählen?
Suchen Sie ein Unternehmen, das hochwertige Laserschneiddienstleistungen garantiert? Dann ist Yonglihao Machinery die ideale Lösung für Ihre Fertigungsanforderungen.
Wir sind ein renommiertes Unternehmen, das Blechbearbeitungsdienste für Rapid Prototyping und Sonderanfertigungen anbietet. Wir garantieren hochwertige Laserschneidleistungen für Bleche. Darüber hinaus bieten wir kostengünstige On-Demand-Lösungen nach Ihren Anforderungen.
Wir bieten sowohl Prototypen in Kleinserien als auch Großserien an. Mit Yonglihao Machinery können Sie sicher sein, dass Ihre Produkte keine Probleme mit der Blechbearbeitung haben. Insbesondere bei der Arbeit mit einzigartigen Artikeln mit komplizierten Details. Darüber hinaus bieten wir erstklassige CNC Dienstleistungen, 3D-Druck und Druckgussdienstleistungen.
Alternativen zum Laserschneiden
Wenn Sie kein Laserschneiden verwenden möchten und nicht sicher sind, wie Sie Formen aus Blech schneiden, finden Sie hier einige High-End-Alternativen für Ihre Produktionsanforderungen.
Funkenerosion
Drahterodieren Funktioniert ähnlich wie Laserschneiden. Auch hier wird Wärme zum Materialabtrag verwendet. Elektrische Entladungen (Funken) werden eingesetzt, um die gewünschte Form aus einem Material zu schneiden. Im Vergleich zum Laserschneiden erzeugt EDM eine glattere Oberfläche mit einer kleineren Wärmeeinflusszone. Es eignet sich auch zum Schneiden zäher Materialien.
CNC-Fräsen
CNC-Fräsen Fräsen verwendet Hochgeschwindigkeits-Rotationsfräser zur Formgebung von Materialien. Fräsen eignet sich gut für Metalle, Legierungen und Nichtmetalle. Es handelt sich um eine hochpräzise subtraktive Fertigungstechnologie, ähnlich dem Laserschneiden. Der Hauptunterschied zwischen beiden Verfahren besteht darin, dass beim Fräsen Schneidwerkzeuge – rotierende Fräser – zum Herausarbeiten oder Formen von Mustern eingesetzt werden. Beim Laserschneiden werden Designformen durch Lichtstrahlen geschmolzen oder abgebrannt.
Plasmaschneiden
Plasmaschneiden ist ein Verfahren, bei dem Blech mit einem Strom heißen Ionengases geschnitten wird. Ein elektrischer Funke erzeugt in einem komprimierten Gas wie Luft, Wasserstoff oder Argon große Hitze, die die Atome in Bewegung versetzt. Die Moleküle stoßen dann immer wieder aufeinander und trennen sich so vom Gas. Im Vergleich zu einem Laserschneider Ein Plasmaschneider kann viel dickere Metalle schneiden.
Abschluss
Laserschneiden ist eine Technologie, die im Rapid Prototyping zum Schneiden von Materialien eingesetzt wird. Auf dieser Seite erfahren Sie mehr über das Verfahren, seine Geschichte, verschiedene Typen und weitere Informationen, die Ihnen vielleicht bekannt sind. Wir hoffen, Sie haben etwas über Laserschneiden gelernt. Yonglihao Machinery bietet Ihnen jedoch die besten Laserschneiddienstleistungen.