Temassız bir kesme işlemi olarak lazer kesimi

Lazer kesimi, farklı malzeme kalınlıklara sahip metal ve metal olmayan malzemelerin kesildiği bir kesme yöntemidir. İşlemin temelini, yönlendirilen, form verilen ve odaklanan lazer ışını oluşturur. Lazer ışını iş parçasına isabet ettirilerek malzemenin, erime veya buharlaşma sıcaklığına kadar ısıtılması sağlanır. Lazer gücünün tamamı, genelde yarım milimetre çaptan daha küçük bir çapa sahip bir noktaya odaklanır. Bu noktaya ısı iletimiyle akacak ısıdan daha fazla ısının verilmesiyle, lazer ışını malzemeyi tamamen delip geçer; kesme işlemi başlamıştır. Diğer yöntemlerde büyük takımlar sac üzerine yoğun bir güç uygularken, lazer ışını işini temassız bir şekilde halleder. Bu sayede de ne takım üzerinde bir aşınma söz konusu olur, ne de iş parçası deformasyona uğrar ya da zarar görür.

Lazer kesiminin sunduğu avantajlar

Malzeme çeşitliliği

Çelikten alüminyuma, paslanmaz çelikten renkli saca, hatta plastik, cam, ahşap ya da seramik gibi metal olmayan malzemelere kadar, endüstriyel işlemede kullanılan tüm standart malzemeler lazer ile güvenli ve kusursuz bir şekilde kesilebilir. Takımla, 0,5 ila 30 milimetre arasında çok farklı sac kalınlıkları kesilebiliyor. Malzeme yelpazesinin bu denli geniş oluşu, hem metal hem de metal olmayan malzemelerle gerçekleştirilen uygulamalarda kullanılan kesme araçları arasında lazeri bir numara yapmaktadır.

Kontur özgürlüğü

Odaklanmış lazer ışını, malzemeyi sadece yerel olarak ısıtır ve iş parçasının geri kalanında termik yüklenme oluşmaz ya da minimum düzeyde oluşur. Böylece oluşturulan kerf genişliği ile odaklanmış lazer ışını genişliği arasındaki fark çok düşük olur ve karmaşık ve filigran konturlar bile düz ve çapaksız bir şekilde kesilebilir. Uygulamaların büyük bir çoğunluğunda kesim işlemi sonrasında başka işleme gerek kalmaz. Sunduğu esneklik sayesinde bu kesim yöntemi, küçük parti büyüklüklerinde, yüksek varyasyon çeşitliliğinde ya da prototip imalatında sıkça başvurulan bir yöntemdir.

Ultra kısa palslarla yüksek kaliteli kesim kenarları

Ultra kısa palsli lazerler, neredeyse her türden malzemeyi, ısı etkisinin fark edilemeyeceği kadar kısa sürede buharlaştırır. Böylelikle ortaya eriyik yarığının oluşmadığı, yüksek kaliteli kesim kenarları çıkar. Bu yüzden lazer, örneğin tıp teknolojisi alanındaki stentler gibi filigran ve metal ürünlerin üretimi için son derece uygundur. Ekran üretimi alanında ultra kısa palsler, kimyasal olarak sertleştirilmiş cam kesiminde kullanılır.

Lazer kesimi işlemi

Lazer kesiminin temelini, odaklanan lazer ışını ve iş parçası arasındaki etkileşim oluşturur. İşlemin güvenli ve hassas bir şekilde gerçekleştirilebilmesi için lazer ışınında ve çevresinde çeşitli bileşen ve yardımcı araçlardan faydalanılmaktadır. Bunları aşağıdaki çizimde görebilirsiniz.

Odaklama tertibatı: Mercek ve ayna kullanımıyla lazer ışınının işlem alanına odaklanması sağlanır
Lazer ışını: İş parçasına isabet eden lazer ışını, parça eriyene ya da buharlaşana dek parçayı ısıtır.
Kesme gazı: Ortaya çıkan eriyik kesme gazı kullanılarak kesme yarığından uzaklaştırılır. Gaz, memeden lazer ışınıyla koaksiyal bir şekilde çıkar.
Kesim izleri: Lazer kesiminde kesim kenarında tipik bir iz deseni oluşur. Kesme hızının düşük olduğu uygulamalarda söz konusu izler, lazer ışınına hemen hemen paralel gider.
Eriyik: Lazer ışını - odaklanmış lazer ışığı - kontur boyunca yönlendirilir ve malzemeyi yerel olarak eritir.
Kesim yüzeyi: İş parçası üzerindeki kerf genişliği ile odaklanmış lazer ışını genişliği arasındaki fark çok düşüktür.
Meme: Lazer ışını ve kesme gazı kesme memesi içinden geçerek iş parçası üzerine ulaşır.
Kesme yönü: Kesme kafasının ya da iş parçasının belli bir yönde hareket ettirilmesiyle kerf oluşur.

Lazer kesimi alanındaki birbirinden çeşitli uygulamalar

Görünür hemen hemen hiç çapak oluşumu yok: daha kalın malzemelerde bile lazer kesiminin ortaya koyduğu mükemmel parça kalitesinin bir örneği olarak dişli çark.

Elyaf takviyeli plastikler, hafif yapılar için ideal bir malzeme. Öte yandan malzemenin dayanıklılığı neredeyse tüm takımlar için büyük bir zorluk teşkil ediyor - lazerde durum farklı. Özellikle de prototip imalatında müşteriler, bir kesim aracı olarak lazerin sunduğu hız ve şekil esnekliğinden faydalanıyor.

Yumuşak çelikten paslanmaz çeliğe, yüksek yansıtma özelliği olan malzemelere – endüstriyel işlemede kullanılan tüm standart malzemeler lazer ile yüksek kaliteli bir şekilde işlenebilir.

Hızlı, çapaksız ve üç boyutlu: Otomotiv endüstrisinde kullanılan B sütunları gibi hızlı biçimlendirme parçalarını lazer işte böyle kesiyor.

Lazer ışınıyla eriterek kesmede lazer, 0,5 milimetreden daha yüksek bir kalınlığa sahip ince paslanmaz çelik ve yumuşak çelik malzemeleri son derece hızlı ekonomik bir şekilde keser.

Lasergeschnittenes Hitzeschutzblech für Abgasanlagen

Üç boyutlu bir şekilde şekillendirilmiş komponentler de lazerle hassas bir şekilde kesilebilir; örneğin egzos ısı yalıtım sacları.

Schneiden von sprödharten Materialien wie Glas mit dem Laser

Cam gibi son derece sert malzemeler bile lazerli kesim makinalarıyla aşırı düz bir şekilde, yüksek bir hızla işlenebiliyor - hem de çapak ya da yongasız olarak.

BrightLine fiber'de özel bir optik, akım optimizasyonlu memeler ve teknik inovayonlar ustalıkla bir araya getirilmiştir. Sunduğu avantaj: Kaliteli kesim kenarları sayesinde, parça alımı sırasında parçalar takılmaz.

Ev bıçakları, mekanik kesme işlemlerine oranla lazerle çok da hızlı ve kesim kenarının sonradan işlenmesine gerek kalmadan üretilebiliyor.

Kısa ve ultra kısa palsli lazerler, mikrometrik değerlere sahip en filigran yapıları bile hızlı ve ekonomik bir şekilde keser. Böylelikle örneğin saat üretiminde lazerle kesilmiş akrep ve yelkovanlar, tıp gereçleri üretiminde lazerle kesilmiş implantlar kullanılabiliyor.

- / -

Bir bakışta tüm lazerle kesme yöntemleri

Metal ve metal olmayan malzemelerin kesimi söz konusu olduğunda, pek çok durumda üniversal bir araç olarak kullanılan lazer, üreticilerin ilk seçimidir. Lazer ışını hemen hemen her türlü konturu hızlı ve esnek bir şekilde kesebilir - kontur formu ne denli filigran ve karmaşık, kesilen malzeme ne denli ince olursa olsun fark etmez. İşleme prosesi ve ortaya çıkan ürün üzerinde, kullanılan kesme gazı ve uygulanan gaz basınçları da etkili olur.

Yakarak kesme

Lazer alevle kesme uygulamasında kesme gazı olarak oksijen kullanılır. Oksijen, 6 bara kadar varan değerlerle kerfe gönderilir. Oksijen yanarak metal eriyiği oksitler. Bu kimyasal reaksiyon sayesinde ortaya çıkan enerji, lazer ışınını destekler. Lazer alevle kesme uygulamasında çok yüksek kesme hızlarına erişilebilir, ayrıca kalın sac ve yumuşak çelikler işlenebilir.

Füzyon kesimi

Lazer ışınıyla eritmeli kesimde kesme gazı olarak azot ya da argon kullanılır. 2 ila 20 bar arasında bir basınçla kesme yarığına gönderilen kesme gazı, lazer ışınıyla alevli kesme uygulamasından farklı olarak kerfteki metal yüzeyiyle reaksiyona girmez. Bu kesim yönteminin avantajı, kesim kenarının çapaksız ve oksitsiz kalması ve kesim işlemi sonrasında başka işleme hemen hemen hiç gerek duyulmamasıdır.

Süblimasyon kesimi

Süblimasyon kesime özellikle, son derece yüksek kaliteli kesim kenarlarının oluşturulmasının gerektiği hassas kesme işlerinde başvurulur. Bu yöntemde lazer, malzemeyi mümkün olduğunca az eriyik oluşacak şekilde buharlaştırır. Malzeme buharı, kesme yarığı içinde yüksek bir basınç oluşumuna neden olur ve eriyik bu basınç tarafından yukarı ve aşağıya doğru dışarı gönderilir. Proses gazı - azot, argon ya da helyum - bu işlemde kesim yüzeylerini koruyucu bir işlev üstlenerek kesim kenarlarının oksitsiz kalmasını sağlar.

Hassas kesim

Lazer ışınıyla hassas kesme yönteminde palsli lazer enerjisiyle birbiri ardında münferit delikler oluşturulur, birbirleriyle % 50 ila 90 arasında örtüşen bu delikler kesme yarığını meydana getirir. Kısa palslar sayesinde, iş parçası yüzeyinde son derece yüksek pals pik güçleri ve aşırı bir güç yoğunluğu oluşur. Yöntemin sunduğu avantaj: Komponent oldukça az ısınır, bu da en filigran parçaların bile, ısı girdisi olmaksızın kesilebilmesini mümkün kılar.

Lazerle kesim işlemini etkileyen parametreler

Odak noktası ve odak çapı

Odak noktası, güç yoğunluğunu ve iş parçası üzerindeki kerf formunu etkileyen bir unsurdur. Odak çapı, yarık genişliğini ve kerf formunu belirler.

Lazer gücü

İşleme eşiğinin, başka bir ifadeyle malzemenin erimeye başladığı noktanın aşılabilmesi için alan başına belli bir enerjinin sağlanması gerekir. Bunu belirleyen formül: alan başına enerji = güç yoğunluğu x iş parçasına etki süresi.

Meme çapı

Doğru memenin seçilmesi parça kalitesi için çok önemli bir unsurdur. Meme çapı, hem gaz ışınının formunu hem de gaz miktarını belirler.

İşletim türü

Sürekli çalışma ya da palslama - seçilen işletim türüyle lazer enerjisinin iş parçasına sürekli mi yoksa aralıklı bir şekilde mi gönderileceği ayarlanır.

Kesme hızı

Kesme hızı, ilgili kesme işi ve işlenecek malzemeye göre belirlenir. Temelde geçerli olan ilke: Kullanılabilecek lazer gücü ne kadar yüksekse, o kadar hızlı kesilebilir. Ayrıca malzeme kalınlığı arttıkça, kesme hızı azalır. Hızın, işlenen malzeme için çok yüksek ya da çok düşük ayarlanmış olması, daha kalın bir kaba kalınlık ve çapak oluşumuna yol açar.

Polarizasyon derecesi

Hemen hemen tüm CO₂ lazerleri lineer polarizasyona sahip lazer ışığı üretir. Konturlar kesilirken kesme yönüyle birlikte kesim sonucu da değişir: ışığın kesme yönüne paralel bir şekilde hareket etmesiyle kenar düz kesilir. Işık, kesme yönüne dikey hareket ederse de çapak oluşumu söz konusu olur. Bu nedenle de lineer polarizasyona sahip lazer ışığı genelde dairesel polarizasyona dönüştürülür. Polarizasyon derecesi, hedeflenen dairesel polarizasyonun ne kalitede erişildiğini belirtmekte olup kesim kalitesi için belirleyici bir unsurdur. Katı hal lazerlerinde polarizasyonun değiştirilmesine gerek yoktur; bu tür lazerlerde yönden bağımsız sonuçlar elde edilir.

Kesme gazları ve basınçları

Farklı kesim yöntemlerinde farklı proses gazlarının kullanımı söz konusudur, keza gazların kesme yarığına gönderilme basınçları da yöntemden yönteme değişiklik gösterir. Kesme gazı olarak argon ve azot kullanımının avantajı, bu gazların kerf içindeki eriyik haldeki metalle reaksiyona girmemesidir. Bu gazlar aynı zamanda kesim yüzeyini çevreye karşı korur.

İlginizi çekebilecek diğer konular

2D lazerli kesim makinaları

CO2 lazeri mi katı hal lazeri mi? Her türlü koşul için uygun olan 2D lazerli kesim makinasını ve tüm sac tipleri için en uygun çözümleri sunuyoruz.

Ayrıntılı bilgi

3D lazer kesim makinaları

3D bileşenler, profiller veya borular mı keseceksiniz? 3D lazerle işleme alanında bir lider olan TRUMPF, size uygulamanız için en uygun 3D lazerli kesim makinalarını sunuyor.

Ayrıntılı bilgi

Lazerle boru kesme makinesi

Yeni tasarım olanakları, TRUMPF TruLaser Tube makinaların yardımıyla .giderek çok daha fazla sayıda yapı ustasına fayda sağlıyor.

Ayrıntılı bilgi

İletişim

Satış

Telefon +90 216 570 45 06

Faks +90 216 570 45 10

E-posta

Servis ve iletişim