Lasersnijden als contactloze scheidingswijze

Lasersnijden is een scheidingswijze die gebruikt wordt om metalen en niet-metalen materialen van verschillende materiaaldikten te snijden. De basis hiervoor is de laserstraal die geleid, gevormd en gebundeld wordt. Wanneer deze op het werkstuk komt, wordt het materiaal zo sterk verwarmd dat het smelt of verdampt. Het gehele laservermogen wordt daarbij meestal geconcentreerd op een punt met een diameter van minder dan een halve millimeter. Als er op deze plaats meer warmte wordt aangevoerd dan kan wegvloeien door warmtegeleiding, dringt de laserstraal volledig door het materiaal heen en is het snijproces begonnen. Waar bij andere methoden massief gereedschap met enorme kracht op een plaat inwerkt, werkt de laserstraal contactloos. Zo wordt slijtage van het gereedschap en vervorming of beschadiging van het werkstuk voorkomen.

De voordelen van lasersnijden

Het proces van het lasersnijden

De basis van het lasersnijden is de interactie tussen de gefocuste laserstraal en het werkstuk. Er worden talrijke componenten en hulpmiddelen gebruikt aan en rond de laserstraal om het proces veilig en precies te laten verlopen. Deze worden toegelicht in de volgende afbeelding.

Prinzip des Laserschneidens

  1. Focusseerinrichting: lens- en spiegeloptieken focussen de laserstraal op het bewerkingspunt
  2. Laserstraal: de laserstraal komt op het werkstuk en verwarmt het materiaal zo sterk dat het smelt of verdampt.
  3. Snijgas: het snijgas blaast de gesmolten massa die ontstaan is uit de snijvoeg. Het gas ontsnapt coaxiaal met de laserstraal uit de sproeier.
  4. Snijgroeven: bij het lasersnijden verkrijgt de snijkant een typisch groefpatroon. Bij een lagere snijsnelheid lopen de groeven bijna parallel aan de laserstraal.
  5. Gesmolten massa: de laserstraal – gebundeld laserlicht – wordt langs de contour geleid en laat het materiaal lokaal smelten.
  6. Snijgebied op het werkstuk: de snijvoeg is nauwelijks breder dan de gefocuste laserstraal.
  7. Sproeier: laserstraal en snijgas komen via de snijsproeier op het werkstuk.
  8. Snijrichting: de snijvoeg ontstaat door de snijkop of het werkstuk in een bepaalde richting te bewegen.

De verschillende toepassingen van lasersnijden

Lasergeschnittenes Bauteil

Zo goed als geen zichtbare braamvorming: het tandrad toont de uitstekende kwaliteit van het onderdeel na het lasersnijden, zelfs bij dikker materiaal.

Lasersnijden van CVK-componenten

Vezelversterkte kunststof is het ideale materiaal voor lichte constructies. De weerspannigheid van het materiaal vormt een uitdaging voor bijna elk gereedschap – maar niet voor de laser. Vooral in de prototypebouw profiteren klanten van de snelheid en flexibiliteit van het lasersnijgereedschap.

Proefstuk BrightLine fiber

Van constructiestaal en roestvrij staal tot sterk reflecterende materialen – de laser kan alle gangbare industriële materialen in hoge kwaliteit bewerken.

Lasergeschnittene B-Säule

Snel, braamvrij en 3D: zo snijdt de laser hotforming-componenten zoals B-stijlen in de autoindustrie.

Musterteile aus Buntmetallen

De laser bewerkt dunne platen van roestvrij staal en constructiestaal vanaf een dikte van 0,5 mm zeer snel en efficiënt door middel van smeltsnijden.

Lasergeschnittenes Hitzeschutzblech für Abgasanlagen

Ook 3D-gevormde componenten zoals hittebestendige platen voor uitlaatgasinstallaties kunnen met de laser precies worden gesneden.

Schneiden von sprödharten Materialien wie Glas mit dem Laser

Zelfs breekbare materialen zoals glas kunnen met een lasersnijmachine spiegelglad en snel worden bewerkt – zonder bramen en splinters.

TruLaser 3030, Spiegelkante

BrightLine fiber is een slimme combinatie van een speciaal optisch systeem, stromingsgeoptimaliseerde sproeiers en andere technische innovaties. Het voordeel: dankzij de hoogwaardige snijkanten blijven de werkstukken bij het verwijderen niet in elkaar haken.

Lasergeschnittene Küchenmessen

In vergelijking tot mechanische scheidingswijzen kunnen keukenmessen met een laser sneller en zonder nabewerking van de snijkanten worden geproduceerd.

Microbewerking met producten van TRUMPF

Korte- en ultrakortepulslasers kunnen de fijnste structuren tot op de micrometer nauwkeurig snel en efficient snijden. Zo worden bijvoorbeeld lasergesneden wijzers in de horloge-industrie of lasergesneden implantaten in de medische techniek gebruikt.

- / -

Alle lasersnijprocessen op een rij

Als het om het snijden van metalen en niet-metalen materialen gaat, is de laser als universeel gereedschap in veel gevallen de eerste keuze. De laserstraal snijdt bijna iedere contour snel en flexibel – ongeacht of de vorm heel fijn en complex is of het materiaal heel dun. Verschillende snijgassen en maten van druk beïnvloeden daarbij het bewerkingsproces en het resultaat.

Brandsnijden

Bij het laser-brandsnijden wordt zuurstof ingezet als snijgas. Deze wordt met een druk van maximaal 6 bar in de snijvoeg geblazen en verbrandt en oxideert daar de gesmolten metalen massa. De energie die door deze chemische reactie vrijkomt, ondersteunt de laserstraal. Brandsnijden maakt zeer hoge snijsnelheden en het bewerken van dikkere platen en constructiestaal mogelijk.

Laser-smeltsnijden

Bij het laser-smeltsnijden wordt stikstof of argon gebruikt als snijgas. Deze wordt met een druk tussen 2 en 20 bar door de snijvoeg gedreven en reageert niet met het metaaloppervlak in de snijvoeg, in tegenstelling tot bij het brandsnijden. Dit snijproces heeft het voordeel dat de snijkanten vrij van bramen en oxiden blijven en er bijna geen nabewerking nodig is.

Laser-sublimeersnijden

Laser-sublimeersnijden wordt vooral gebruikt voor fijne snijtaken waarbij zeer hoogwaardige snijkanten nodig zijn. Bij dit proces verdampt de laser het materiaal met zo weinig mogelijk gesmolten massa. De materiaaldamp genereert een hoge druk in de snijvoeg, waardoor de gesmolten massa er naar boven en beneden uit wordt geslingerd. Het procesgas – stikstof, argon of helium – beschermt de snijvlakken tegen de omgeving en zorgt ervoor dat de snijkanten vrij van oxiden blijven.

Fijn snijden

Bij het fijnsnijden met de laserstraal wordt pulserende laserenergie gebruikt om afzonderlijke gaten met elkaar te verbinden, die elkaar voor 50 tot 90% overlappen en zo een snijvoeg vormen. De korte pulsen resulteren in een zeer hoog pulspiekvermogen en extreme vermogensdichtheden op het werkstukoppervlak. Het voordeel: de verhitting van de component is zeer laag, wat het snijden van zelfs de fijnste delen mogelijk maakt zonder warmteverlies.

Parameters die van invloed zijn op het lasersnijproces

Focushoogte en -diameter

De focushoogte is van invloed op de vermogensdichtheid en de vorm van de snijvoeg in het werkstuk. De focusdiameter bepaalt de breedte en de vorm van de snijvoeg.

Laservermogen

Om de bewerkingsdrempel te overschrijden, d.w.z. het punt waarop het materiaal begint te smelten, is een bepaalde hoeveelheid energie per oppervlakte nodig. Deze wordt gedefinieerd door: energie per oppervlakte = vermogensdichtheid x inwerktijd op het werkstuk.

Sproeierdiameter

De keuze van de juiste sproeier is doorslaggevend voor de kwaliteit van het onderdeel. Zo wordt zowel de vorm van de gasstraal als de hoeveelheid gas door de diameter van de sproeier bepaald.

Bedrijfsmodus

CW-werking of pulsen – de bedrijfsmodus kan worden gebruikt om te bepalen of de laserenergie continu of met onderbrekingen naar het werkstuk wordt gestuurd.

Snijsnelheid

De bepaling van de snijsnelheid is afhankelijk van de betreffende snijtaak en het te bewerken materiaal. Tegelijkertijd geldt: hoe meer laservermogen er beschikbaar is, des te sneller kan er worden gesneden. Daarnaast neemt de snijsnelheid af naarmate het materiaal dikker wordt. Als de snelheid te hoog of te laag is ingesteld voor het betreffende materiaal, is de ruwheid van het materiaal en de braamvorming sterker.

Graad van polarisatie

Bijna alle CO2-lasers leveren lineair gepolariseerd laserlicht. Als er contouren worden gesneden, verandert het snijresultaat met de snijrichting: als het licht parallel aan de snijrichting trilt, wordt de rand glad. Als het licht loodrecht op de snijrichting trilt, ontstaat er braamvorming. Daarom wordt lineair gepolariseerd laserlicht meestal omgezet in circulair gepolariseerd licht. De graad van polarisatie geeft aan hoe goed de gewenste circulaire polarisatie is bereikt en is beslissend voor de snijkwaliteit. Bij vastestoflasers hoeft de polarisatie niet te worden veranderd: deze leveren snijresultaten die onafhankelijk zijn van de richting.

Snijgassen en maten van druk

Naargelang het snijproces worden er verschillende procesgassen gebruikt die met verschillende maten van druk door de snijvoeg worden gedreven. Argon en stikstof als snijgas hebben bijvoorbeeld het voordeel dat ze niet reageren met gesmolten metaal in de snijvoeg. Tegelijkertijd beschermen ze de snijvlakken tegen de omgeving.

  

Deze onderwerpen vindt u misschien ook interessant

Contact
Verkoop
Fax +31 88 400 2444
E-mail
Service & contact

Close

Country/region and language selection
Please take note of

You have selected Netherlands. Based on your configuration, United States might be more suitable. Would you like to keep or change the selection?

Netherlands
United States

Or, select a country or a region.