Wat is lasersnijden? Een diepgaande gids

In de afgelopen jaren hebben bijna 70% fabrikanten lasersnijden gebruikt voor nauwkeurige en efficiënte productie. Industriële snijmachines gebruiken een geconcentreerde laserstraal om materialen nauwkeurig te graveren. Sectoren zoals de auto-industrie, luchtvaart en mode hebben dit nodig. Vanwege de nauwkeurigheid is laser ideaal voor grote producties en aangepaste ontwerpen, inclusief maar niet beperkt tot modern lasergesneden poortontwerp en lasergesneden balkonreling.
Ondertussen zal dit artikel een basisoverzicht geven van wat lasersnijden is, hoe het werkt, de geschiedenis, gebruikte materialen, toepassingen, voordelen en nadelen.

Wat is lasersnijden?

Lasersnijden is een nauwkeurig fabricageproces waarbij een krachtige laserstraal door optiek wordt gestuurd om materialen te snijden, te graveren of te etsen met toleranties binnen microns.

Soorten CNC lasersnijmachines

• CO2 Lasersnijmachines.
• Fiberlasersnijmachines.
• Nd-lasersnijmachines (neodymium-gedoopt yttrium-aluminiumgarnet).
• UV-lasersnijmachines.
• Groene lasersnijmachines.
• Mini-lasersnijmachines.

Belangrijkste onderdelen

Lasersnijmachines voor metaal hebben een laserbron, een snijbed en een CNC-gestuurd bewegingssysteem. De laserbron genereert een hoogenergetische straal om te snijden. Op het snijbed wordt het materiaal geplaatst om langs assen te bewegen en het materiaal onder de laser te plaatsen. De optiek, inclusief lenzen en spiegels, richt de laserstraal op het materiaal. Stikstof of zuurstof kan de snijefficiëntie verbeteren terwijl gesmolten materiaal wordt afgevoerd of oxidatie wordt voorkomen. Een besturingssysteem beheert de bewerkingen van de machine en vertaalt ontwerpbestanden in snijpaden.

Hoe werkt lasersnijden?

Betrokken fundamentele processtappen

1. Opwekken van de laserstraal door elektrisch/optisch pompen.
2. Straalafgifte via optische componenten (spiegels/optische vezels).
3. De straal richten op een precieze plek op het oppervlak van het materiaal.
4. De snede starten terwijl het materiaal wordt doorboord.
5. De straal langs het snijpad bewegen.
6. Snijsnelheid en vermogen aanpassen aan de materiaaldikte.
7. Gesmolten materiaal (kerf) verwijderen via hulpgas.
8. De snijkwaliteit controleren met een CNC lasersnijmachine voor metaal.

Besturingssystemen

CNC systemen sturen de snijlaser met precisie in complexe geometrieën en toepassingen met hoge toleranties. Ze zetten CAD-modellen om in machine-instructies en besturen de beweging van de laser langs de X-, Y- en Z-as. De CNC past ook het straalvermogen, de focushoogte en de gasdruk aan voor ideale snijomstandigheden. Bijvoorbeeld in een lasersnijmachine voor metaal CNC-bewerking compenseert variaties in de materiaaldikte om het risico op defecten te verlagen.

Geschiedenis van het lasersnijden

De eerste productielasermachine boorde in 1965 diamanten matrijsgaten. Het Western Electric Engineering Research Center produceerde deze apparatuur. Daarna vonden de Britten in 1967 het lasersnijden met behulp van zuurstofstralen uit. In het begin van de jaren 1970 werd de snijtechniek ontwikkeld voor titanium in ruimtevaarttoepassingen. Aan de andere kant werden CO2 lasers ook gebruikt om stoffen te snijden omdat ze te zwak waren om de thermische geleidbaarheid van metalen te overwinnen.

Materialen die worden gebruikt bij het lasersnijden

Metalen

Lasersnijden wordt gebruikt voor staal, aluminium, messing en koper. Lasergesneden messing onderdelen zijn standaard in industrieën die precieze, lastige ontwerpen nodig hebben. De reflectiviteit van metalen in lasergraveermachine goud zilver en snijprocessen vereist speciale laserinstellingen om schade door straalreflectie te voorkomen.

Acryl

Acryl heeft de voorkeur voor lasersnijden vanwege de schone, gepolijste randen. Een gespecialiseerde acryllasermachine helpt oververhitting voorkomen en garandeert gladde sneden. Lasermachines voor het snijden van acryl moeten voldoende ventilatie hebben voor dampen, die giftig kunnen zijn als ze niet onder controle worden gehouden.

Hout

Hout is multifunctioneel voor lasersnijden en biedt scherpe sneden met verwaarloosbare schroeiplekken. Toch kunnen de houtdichtheid en het harsgehalte de kwaliteit beïnvloeden. Verschillende houtsoorten, waaronder MDF en multiplex, gedragen zich anders onder de laser en hebben afstemmingen in de vermogensinstellingen nodig om verbranding te voorkomen.

Kunststoffen

ABS, polycarbonaat en polyethyleen reageren goed op snijden, maar hebben uitdagingen. Sommige geven schadelijke dampen af bij het snijden. Het vereist een zorgvuldige selectie van het lasertype en ventilatiesystemen. Dunne kunststofplaten kunnen smelten of kromtrekken als er niet nauwkeurig en met afgemeten laservermogen gesneden wordt.

Composieten

Koolstofvezelversterkte polymeren kunnen een uitdaging vormen vanwege hun gelaagde structuur. De laser moet krachtig genoeg zijn om door meerdere lagen met randkwaliteit te snijden. Het beheersen van warmte-beïnvloede zones helpt delaminatie of beschadiging van het composietmateriaal voorkomen.

Toepassingen van lasersnijden

Precisiefabricage

Lasersnijden kan precisiefabricage met ijzerplaten bieden. Een lasermachine voor ijzerplaten kan ontwerpen met lichte warmtevervorming realiseren. Deze machine is geschikt voor de luchtvaart- en automobielsector.

Acrylontwerpen op maat

Bij het werken met acryl geeft lasersnijden onvergelijkbare details. Met acrylaatplaten om te snijden kunt u bijvoorbeeld vlekkeloze, gepolijste randen maken zonder secundaire verwerking. Het helpt bij het maken van aangepaste bewegwijzering, displays en verfijnde kunstwerken.

Efficiënte buisverwerking

Een buislasermachine is onmisbaar voor buisvormige materialen. Hij snijdt complexe gaten en sleuven op cilindrische oppervlakken. De bouwsector en de sector zware machines kunnen er hun voordeel mee doen.

Industrieel bomen kappen

Boomlasersnijmachines richten zich op organisch materiaal in de industriële bosbouw. Ze bewerken boomstammen nauwkeurig voor efficiënte en betrouwbare sneden die materiaaloverschotten verminderen. De technologie kan ook worden toegepast in houtbewerking en meubelmakerij.

Veelzijdig buizen snijden

Een lasersnijmachine voor buizen helpt bij het snijden van buisvormen, zoals rond, vierkant en rechthoekig. Het geeft een onberispelijke kwaliteit bij het snijden voor massaproductie in de productie en architectuur. Bovendien maakt het snijden van veelzijdige hoeken meerdere bewerkingsstappen overbodig.

Voordelen en nadelen van lasersnijden

Lasersnijden is nauwkeurig, efficiënt en behendig voor industriële toepassingen. Het is echter niet zonder nadelen wanneer de prijzen van lasersnijmachines in ogenschouw worden genomen. Aan de andere kant kunnen met lasersnijden acryl ingewikkelde ontwerpen met toleranties tot ±0,0005 inch worden gemaakt voor onderdelen in de ruimtevaart en de productie van medische apparatuur. Uitdagende materialen, zoals roestvrij staal, aluminium en titanium, kunnen worden verwerkt met verwaarloosbare thermische vervorming dankzij de gefocuste laserstraal. Er zijn geen secundaire nabewerkingsprocessen nodig om tijd en kosten te besparen.

Bovendien kan dezelfde machine met de juiste instellingen schakelen tussen snij-, graveer- en boortaken voor flexibiliteit. Het proces kan echter traag verlopen bij het snijden van dikkere materialen. Het vereiste vermogen neemt exponentieel toe met de dikte en vereist duurdere lasers met een hoog vermogen. Bovendien kan reflecterend koper of messing de optiek van de machine beschadigen, waardoor de onderhoudskosten en stilstandtijd toenemen. Hoewel minimaal, kan de warmte-beïnvloede zone nog steeds de materiaaleigenschappen veranderen voor toepassingen die een stijve materiaalintegriteit vereisen.

De prijzen van lasersnijmachines kunnen beïnvloed worden door het vermogen, de grootte van het machinebed en de geautomatiseerde materiaalverwerking. Bijvoorbeeld high-end fiberlasers met vermogens van meerdere kilowatt en automatisering kunnen oplopen tot $600.000. Systemen met een lager vermogen voor kleinschalige productie of prototyping kunnen rond de $20.000 kosten. Toch kunnen de initiële investering en de werkingskosten onbetaalbaar zijn voor kleine fabrikanten in vergelijking met traditioneel waterstraal- of plasmasnijden. Bovendien kan de leercurve van het optimaliseren van brandpuntsafstand, pulsduur en snijsnelheid steil zijn. Op zoek naar lasersnijdiensten van hoge kwaliteit? Neem contact op met MXY Bewerking en zie de magie.

Conclusie

Lasersnijmachines zijn een indrukwekkend voorbeeld van hoe technologie veranderingen aanstuurt en verschillende industrieën ten goede komt. De vele voordelen van deze innovatieve technologie hebben een revolutie teweeggebracht in de productie-industrie door het verhogen van de snelheid, productiviteit, automatiseringsgemak en de mogelijkheid om zeer aangepaste producten te produceren met een ongeëvenaarde precisie. De voordelen van lasersnijden reiken verder dan de productiesector en hebben een uitzonderlijke impact op het milieu door de vermindering van afval en energieverbruik. Er worden nieuwe materialen ontdekt en er bestaat geen twijfel over dat de toekomst voor lasermachines rooskleurig is. Industrieën die in deze technologie investeren, hebben enorme mogelijkheden voor verdere groei en succes.