Bij Yonglihao Machinery is een toonaangevende prototypingbedrijf, Wij gebruiken plaatwerklasersnijden voor onderdelen die een zuivere geometrie, herhaalbare nauwkeurigheid en snelle doorlooptijd nodig hebben. lasersnijdiensten Zijn praktisch voor beugels, afdekkingen, behuizingen en machineframes. Ze zijn ook geschikt voor veel andere componenten met een plat patroon.
In dit artikel richt ik me op één vraag: wat is lasersnijden van plaatwerk? Ik leg ook uit wat je ervan kunt verwachten. Je leert over de belangrijkste lasertypen en veelgebruikte snijmodi. We bespreken ook de belangrijkste voordelen, beperkingen en enkele ontwerpregels om dure nabewerking te voorkomen.
Wat is plaatmetaal lasersnijden?
Lasersnijden van plaatwerk is een thermisch snijproces dat wordt aangestuurd door een CNC-machine. Het gebruikt een gerichte laserstraal om metaal te smelten of te verdampen langs een geprogrammeerd pad. Dit scheidt een netvormig profiel van een plaat.
In de praktijk krijg je een gedefinieerde contour en een kleine snijopening, bekend als de zaagsnede. De kwaliteit van de rand hangt af van het materiaal, de dikte ervan, het hulpgas en de machine-instellingen.
Het "plaatwerk"-gedeelte is belangrijk. Het proces is het sterkst wanneer de geometrie grotendeels 2D is en het materiaal vlak is. Het "CNC"-gedeelte is ook essentieel. Het snijpad volgt uw CAD/CAM-output met een hoge herhaalbaarheid over batches.
Hoe werkt lasersnijden van plaatwerk?
Lasersnijden werkt door lichtenergie te concentreren op een klein plekje. Hierdoor is de lokale energiedichtheid hoog genoeg om het metaal te smelten of te verdampen. Tegelijkertijd beweegt de CNC-beweging dat hete plekje langs de snijlijn. De straal wordt gegenereerd, gevormd door optica en gefocust op een puntgrootte. Deze puntgrootte bepaalt de energiedichtheid en het snijgedrag.
Hulpgas is essentieel in de echte productie. Het verwijdert gesmolten materiaal uit de snede. Het beschermt ook de optiek en reguleert oxidatie en snijkantkleur. Stikstof is gebruikelijk wanneer u minimale oxidatie wilt. Zuurstof kan het snijden op sommige staalsoorten versnellen, maar het verandert de snijkantconditie.
Terwijl de laserkop beweegt, creëert het proces een snijwand. Het laat ook een hitte-beïnvloede zone (HAZ) Dicht bij de rand. De HAZ is meestal klein in vergelijking met andere thermische methoden. Toch bestaat deze en kan deze coatings, strakke passingen en dunne onderdelen aantasten, waardoor ze kunnen kromtrekken.
Belangrijkste soorten lasers
Vezellaser
Een fiberlaser is een vastestoflaser. Hij straalt via een optische vezel. Dit type laser staat bekend om zijn hoge elektrische efficiëntie en sterke straalkwaliteit. Hij is vaak de beste keuze voor staal en veel non-ferrometalen. Hij presteert ook goed op reflecterende materialen zoals aluminium, messing en koper als de machine daarvoor ontworpen is.
Vezels worden meestal gekozen wanneer u snelheid, stabiele kwaliteit en lagere kosten per onderdeel nodig heeft. De praktische beperkingen komen tot uiting bij sommige dikke secties. Vezels kunnen ook problemen opleveren bij onderdelen die een speciale randafwerking of een zeer lage tapsheid vereisen zonder extra stappen.
CO₂-laser
Een CO₂-laser creëert een infraroodstraal uit een gasontlading. Het is al lange tijd een belangrijke industriële snijtechnologie. Het wordt veel gebruikt voor niet-metalen. Het kan ook sommige metalen goed snijden, met name dunnere metalen, afhankelijk van het vermogen en de instellingen van de machine.
Een CO₂-laser kan een goede keuze zijn als de werkplaats ook met niet-metalen werkt. Het biedt een volwassen en goed begrepen platform. De belangrijkste beperkingen zijn doorgaans: lagere efficiëntie en zwakkere prestaties op reflecterende metalen vergeleken met veel moderne vezelsystemen.
Kristal-/vastestoflaser
Kristal- of vastestoflasers, zoals de Nd:YAG-familie, gebruiken een gedoteerd vast versterkingsmedium. Ze kunnen nuttige golflengten en pulsgedragingen bieden voor specifieke taken. Deze lasers kunnen worden toegepast bij snij-, markeer- of gespecialiseerde processen waarbij de straaleigenschappen de prioriteit hebben.
Bij het snijden van plaatwerk zijn deze systemen meer toepassingsgericht dan universeel. Ze kunnen worden gekozen voor nichematerialen of speciale procesbehoeften. Ze zijn echter niet altijd de meest kosteneffectieve oplossing voor algemeen gebruik.
|
Lasertype |
Het beste bij |
Typische best-fit |
Veelvoorkomende waarschuwingen |
|---|---|---|---|
|
Vezel |
Snelheid + metalen + reflecterende handling |
Algemeen metaalsnijden, gemengde materialen |
De economie van de dikte varieert; de opstelling is van belang |
|
CO₂ |
Volwassen platform, breed niet-metaalgebruik |
Winkels die niet-metalen + enkele dunne metalen snijden |
Efficiëntie, beperkingen van reflecterende metalen |
|
Kristal/vaste toestand |
Speciaal straalgedrag / nicheprocessen |
Specifieke materiaal-/procesvereisten |
De afwegingen tussen kosten en onderhoud variëren |
Drie veelgebruikte lasersnijmodi voor plaatwerk
Fusiesnijden (stikstof/argon)
Bij smeltsnijden smelt het metaal. Vervolgens wordt een inert gas, vaak stikstof, gebruikt om het gesmolten materiaal uit de snede te blazen. Dit proces minimaliseert oxidatie aan de snijkant. Het verdient meestal de voorkeur wanneer het uiterlijk van de rand, de hechting van de coating of de laskwaliteit van belang zijn.
Het nadeel is dat deze methode een hogere gasstroom kan vereisen. Het vereist ook een strakkere procescontrole. Voor roestvrij staal en veel aluminium is fusiesnijden de gebruikelijke standaard wanneer u "schone randen" wilt.“
Reactief/vlamsnijden (zuurstof)
Bij reactief snijden wordt zuurstof als hulpgas gebruikt. Dit voegt chemische energie toe door oxidatie. Deze reactie kan de snijsnelheid op geschikte staalsoorten verhogen. Het kan kosteneffectief zijn wanneer een hoge doorvoersnelheid prioriteit heeft en een geoxideerde snijkant acceptabel is.
De beperking is de randconditie. Als u een heldere, oxidearme rand nodig hebt, is zuurstofsnijden mogelijk niet de beste optie.
Sublimatie snijden
Sublimatiesnijden is gericht op het verdampen van materiaal met minimale smelting. Dit vermindert de slakkenvorming en verandert het karakter van de snijkant. Bij metalen is het minder gebruikelijk dan fusie- of reactief snijden. Het wordt meestal gebruikt in speciale gevallen waar de snijkantkwaliteit belangrijker is dan de snelheid.
Deze modus vereist doorgaans een scherpere focus en een hogere processtabiliteit. Dit maakt het eerder een 'gebruik indien gerechtvaardigd'-benadering dan een standaard voor plaatwerk.
Belangrijkste voordelen en praktische beperkingen
Lasersnijden is uitstekend geschikt voor het maken van complexe 2D-profielen. Het biedt herhaalbare geometrie en minimale mechanische belasting van het onderdeel. Daarom wordt het veel gebruikt voor gedetailleerde contouren, kleine radiussen en dichte nesting om platen beter te benutten.
De praktische beperkingen hebben voornamelijk te maken met fysica en kosten. Deze omvatten dikte, warmtebeheer en randvereisten. Je kunt nog steeds een taps toelopende vorm zien bij dikkere sneden. Er kan ook lokale verkleuring of oxidatie optreden, afhankelijk van het gebruikte gas. Dunne platen kunnen kromtrekken als er warmte wordt opgebouwd op kleine oppervlakken.
Veiligheid en hygiëne zijn ook belangrijk. Bij het proces komen metaaldampen, coatingdampen en fijnstof vrij. Deze vereisen een goede afzuiging en strikte werkprocedures.
Verder lezen: Voordelen en nadelen van lasersnijden
Basisontwerptips voor betere lasergesneden onderdelen
Goede lasersnijresultaten beginnen in het CAD-bestand, niet bij de machine. U kunt kosten besparen door de snijverwachtingen, afstand en warmteconcentratie te beheren. Dit voorkomt ook verrassingen zoals "waarom past dit niet?".
Hier is een praktische checklist die we gebruiken bij het beoordelen van lasergesneden onderdelen:
- Plan voor zaagsnede: Ga er niet vanuit dat de snijlijn een 'nulbreedte' heeft. De zaagsnede beïnvloedt hoe onderdelen in elkaar passen, met name sleuven en lipjes.
- Minimale web-/spatieruimte respecteren: Zorg dat de tussenruimte tussen de sneden groot genoeg is. Dit helpt oververhitting en vervorming te voorkomen.
- Vermijd kleine details op dik materiaal: Kleine gaatjes, scherpe binnenhoeken en dunne bruggen worden instabiel naarmate de dikte toeneemt.
- Beheer interne hoeken: Voeg indien mogelijk kleine radiussen toe. Dit vermindert lokale hitteopbouw en spanningspunten.
- Tekst en gravure: Zorg ervoor dat de lijnen breed genoeg zijn en de afstand royaal. Dit voorkomt dat personages in elkaar overlopen of verdwijnen.
- Warmteconcentratie: Verspreid elementen en voeg reliëfsleuven toe. Dit is handig waar lange, dichte nesten warmteophoping veroorzaken.
Conclusie
Onthoud één ding: lasersnijden van plaatwerk is een kwestie van gecontroleerde thermische verwijdering. De laserstraal, focus, hulpgas en CNC-beweging werken allemaal samen om de gewenste snijkant te bepalen. Kies het lasertype en de snijmodus op basis van uw materiaal- en snijrandbehoeften. Ontwerp vervolgens uw onderdeel met kerf, afstand en warmtegedrag in gedachten.
Bij Yonglihao Machinery zien we "wat is lasersnijden" als een belofte van voorspelbare resultaten. Deze belofte geldt wanneer het proces en het ontwerp van het onderdeel op elkaar zijn afgestemd. Zo niet, dan krijgt u nog steeds een gesneden onderdeel. Maar mogelijk niet de pasvorm, afwerking of vlakheid die u verwachtte.
Veelgestelde vragen
Welke materialen kunnen het beste worden bewerkt met een laser?
De meeste gangbare plaatmaterialen laten zich goed snijden. U hoeft alleen de parameters en het gas op het materiaal af te stemmen. Staalsoorten zijn over het algemeen eenvoudig te snijden. Reflecterende metalen zoals aluminium en koper vereisen de juiste machine en instellingen voor een stabiel proces.
Is het resultaat van lasersnijden altijd een perfecte rand?
Nee. De kwaliteit van de rand hangt af van de gaskeuze, de materiaaldikte en de afstemming van het proces. U kunt oxidekleur, lichte slakken of een taps toelopende rand zien als de instellingen en verwachtingen niet overeenkomen.
Wat is kerf en waarom beïnvloedt het de pasvorm?
De kerf is de breedte van het materiaal dat door de laser wordt verwijderd. Het verandert de uiteindelijke afmetingen van het onderdeel. Als u sleuven, lipjes of strakke perspassingen ontwerpt zonder rekening te houden met de kerf, kunnen uw assemblages te los of te strak zijn.
Waarom vervormen dunne onderdelen tijdens het lasersnijden?
Kromtrekken ontstaat meestal door ongelijkmatige warmtetoevoer en het vrijkomen van restspanning. Dichte nesting, lange, ononderbroken sneden en kleine bruggetjes kunnen warmte concentreren. Dit kan de plaat uit zijn vlakke vlak trekken.
Hoe kies ik tussen stikstof- en zuurstofondersteuning?
Kies stikstof als u minimale oxidatie en schonere randen wilt. Kies zuurstof als snelheid op geschikte staalsoorten belangrijk is en een geoxideerde rand acceptabel is. Uw keuze wordt bepaald door verdere behoeften zoals verven, lassen of een cosmetisch uiterlijk.
