Lasersnijden van plaatwerk:basisprincipes van lasersnijden van metaal

Subtractieve fabricagetechnieken zijn typische bewerkingen voor de fabricage van onderdelen in industrieën. Een belangrijk voorbeeld van dergelijke technieken is het lasersnijden van plaatmetaal – een essentieel fabricageprocédé.

Het proces focust de laserstraal op het materiaaloppervlak om materialen te verbranden, te verdampen of te smelten en uiteindelijk de gewenste resultaten te produceren. Omdat het een nauwkeurig en nauwkeurig proces is, wordt het fabriceren van componenten met ingewikkelde details eenvoudiger.

Dit artikel is een uitgebreide gids met alle benodigde informatie over lasersnijden voordat u zich erin waagt voor uw volgende productie-optreden.

Wat is Lasersnijden van plaatstaal ?

Vervaardiging van plaatstaal is een van de belangrijkste industriële productietechnieken. Als zodanig lijkt lasersnijden van plaatstaal een van de gebruikelijke procedures te zijn. Bij de fabricage van lasersnijmachines wordt een krachtige lichtstraal (laser) gebruikt om platte en dunne metalen platen uit te snijden. Het proces wordt gestuurd door optica en computer numerieke besturing (CNC) technologie, wat zorgt voor de hoge precisie van lasergesneden onderdelen.

Geschiedenis van Lasersnijden van plaatstaal

Lasersnijtechnologie bestaat al meer dan 60 jaar en de eerste poging om metalen platen te snijden dateert al in 1960.

Tegen 1964, CO₂ lasers waren al in gebruik voor het vervaardigen van ingewikkelde details zoals het lassen van klokveren. De automatisering en hoge precisie-eigenschappen van lasersnijden ten opzichte van andere snijprocessen maakten ze algemeen aanvaard voor delicate fabricage en productie van grote volumes.

Fiberlasers werden voor het eerst geproduceerd in de jaren 60, maar pas eind jaren 80 voordat ze op de commerciële markt kwamen. De jaren negentig worden beschouwd als de gouden eeuw van lasertechnologie, omdat het plaats maakte voor veel krachtige lasers, zoals de solid-state lasers die de efficiëntie en productiviteit enorm verbeterden. Tegen het begin van de jaren 2000 waren lasersnijdiensten nu een algemeen geaccepteerde productietechniek die door verschillende industrieën werd gebruikt, zoals de auto- en ruimtevaartindustrie.

Typen lasers voor het snijden van plaatmetaal

Er zijn drie verschillende vormen van lasers voor het snijden van materialen in de industriële productie. Elke lasersnijder heeft unieke kenmerken die ze van elkaar onderscheiden. Dat gezegd hebbende, vindt u hieronder een uitgebreide samenvatting van de drie soorten lasersnijders.

Vezellasers

Fiberlasersnijmachines zijn enkele van de meest krachtige precisiesnijapparaten. Ze behoren tot de vastestoflasers die zaadlasers gebruiken om de bundel te versterken met speciale glasvezels. Ze zijn effectief voor het snijden van stukken metaal, legeringen en niet-metalen zoals glas, plastic en zelfs hout. Afgezien van eenvoudige snijbewerkingen, zijn ze geschikt voor het graveren en gloeien van metaal.

Fiberlaser inkepingen zijn uitgebreider dan andere; dit kan hun hoge macht verklaren. Ze hebben een lange levensduur van maar liefst 25.000 uur en vergen daardoor minder onderhoud. Ze produceren enkele van de sterkste en meest stabiele balken. Ze zijn echter het meest geschikt voor materialen met een dikte van minder dan 20 mm.

CO ₂ Lasers

CO₂ lasers produceren de lichtstraal door elektriciteit door een buis gevuld met een mengsel van gassen te laten lopen. Het gasmengsel bevat voornamelijk kooldioxide en inerte gassen - helium en stikstof, de meest voorkomende vormen voor lasers.

Ze zijn echter minder krachtig in vergelijking met fiberlasers. CO₂ lasermachines kunnen alleen niet-metalen zoals hout, acryl en kunststoffen snijden. In sommige gevallen kunnen ze ook dienen voor het lasersnijden van plaatmetaal, met name dunne platen aluminium en sommige andere non-ferrometalen.

[Misschien wilt u de verschillen weten tussen fiberlasers en CO2-lasers.]

Kristallasers

Kristallasersnijders bestaan ​​in twee vormen:Nd:YAG (neodymium-gedoteerde yttrium aluminium-granaat) en Me:YVO (neodymium-gedoteerde yttrium ortho-vanadaat, YVO4) kristallen. Beide zijn ongelooflijk krachtige snijapparaten. Ze zijn echter behoorlijk duur en hebben toch ongeveer de helft van de levensduur van fiberlasers - 8.000 tot 15.000 uur. Ze zijn geschikt voor het snijden van gecoate en ongecoate metalen, niet-metalen en kunststoffen, en zelfs keramiek onder specifieke omstandigheden.

Drie Lasersnijden van plaatstaal Processen

Lasersnijden van plaatwerk is het thermische proces waarbij een laserstraal wordt gebruikt om stukken uit een metalen plaat te snijden. In de eerste plaats zijn er drie methoden om plaatmetaal te snijden.

Laser Beam Fusion Cutting

Fusiesnijden gebruikt een inert snijgas, vaak stikstof of argon, om het gesmolten materiaal uit de snijbrander te duwen. Omdat het inerte gas wordt gebruikt, wordt oxidatie aan de snijkant voorkomen zonder met het proces te reageren. Het proces is geschikt voor platte en dunne platen en voor gevallen waarin materiaal moet voldoen aan hoge visuele eisen en minder nabewerkingsbehoeften.

Laserstraal vlamsnijden

Vlamsnijden gebruikt zuurstofgas om het gesmolten materiaal te verdrijven. Het veroorzaakt een exotherme reactie die verantwoordelijk is voor een toename van de totale energie-input van het proces. Het proces is ideaal voor het snijden van zacht staal, onder andere soorten plaatmetaal en smeltbare materialen zoals keramiek.

Laserstraal sublimatie snijden

Sublimatiesnijden gebruikt een laser om delen van een materiaal te verdampen met minder smelten. Net als fusiesnijden dienen inerte gassen - stikstof, helium of argon - als snijgas, wat ervoor zorgt dat de snijkanten vrij zijn van oxidanten. Hoewel het langzaam is, produceert het snijkanten van topkwaliteit voor zeer nauwkeurig snijden.

Voordelen van Lasersnijden van plaatstaal

Hieronder staan ​​vijf belangrijke voordelen van deze fabricagetechniek.

Snijdingen met hoge precisie

De lichtstraal snijdt metalen met zeer hoge precisie in lasersnijfabricage. De nauwkeurigheid en precisie waarmee de laser materialen smelt en verdampt, is onvergelijkbaar met veel andere snijmethoden. Sommige stansgereedschappen hebben tolerantieniveaus van ongeveer 1 tot 3 mm, terwijl lasersnijders met een nauwkeurigheid van slechts 0,003 mm snijden.

Hoog bladgebruik

Lasersnijders bieden de mogelijkheid om een ​​groot percentage van de fabricagematerialen te gebruiken. De technologie laat weinig of geen ruimte voor verspilling - de machine maximaliseert het aantal bruikbare onderdelen van elke metalen plaat. U hoeft zich daarom minder zorgen te maken over het verstrekken van overtollige materialen; je kunt het exacte bedrag kopen, wetende dat het genoeg zou zijn.

Extreme snijveelzijdigheid

Lasersnijbewerkingen zijn zeer flexibel en veelzijdig. Een enkele lasersnijder functioneert goed voor verschillende snijbewerkingen, zoals eenvoudige sneden, complexe met ingewikkelde details, markeringen, boren, zelfs gravures. Daarom hoeven fabrikanten tijdens het proces niet van tijd tot tijd gereedschap te vervangen.

Laag energieverbruik

Voor lasersnijders is het niet nodig om verschillende delen van het apparaat te verplaatsen, in tegenstelling tot sommige andere snijmachines. Hierdoor kunnen ze effectief stukken materiaal uitsnijden zonder al te veel energie te verbruiken. Hoewel lasersnijders kunnen werken met 10 kW aan energie, kunnen de meeste andere procedures tot vijf keer worden gebruikt.

Weinig of geen schade

Misschien denkt u dat de blootstelling van warmte aan materialen bij lasersnijden kan leiden tot kromtrekken of vervorming van onderdelen of zelfs totale schade. Nou, dit is niet waar. De onderdelen die worden beïnvloed door hitte bij lasersnijden zijn minimaal en vormen geen bedreiging voor de tolerantie van de functies of componenten na fabricage.

Nadelen van Lasersnijden van plaatstaal

Ondanks de vele voordelen heeft het lasersnijden van plaatmetaal enkele tekortkomingen. Laten we ze bespreken.

Gespecialiseerde operator nodig

Om uw lasersnijders optimaal te gebruiken, moet u mogelijk een professional inhuren om de machine te bedienen voor de fabricage van onderdelen. Een expert detecteert bijvoorbeeld snel een storing of een verkeerde instelling die de productieprocessen of zelfs de integriteit van de machine kan aantasten.

Beperkingen op metaaldikte

Hoewel lasersnijden goed kan werken met een uitgebreid scala aan materialen, inclusief metalen platen, wordt geadviseerd om andere snijprocedures te gebruiken bij het verwerken van dikke metalen. Typische lasersnijders zijn ideaal voor het snijden van aluminium platen met een maximale dikte van 15 mm en staal van 6 mm.

Schadelijke gassen

Omdat lasersnijders materialen smelten en verdampen, komen er bij het snijden van plastic veel schadelijke dampen vrij. Daarom is het van vitaal belang om lasersnijden te gebruiken in een goed geventileerde ruimte of veilige werkomgeving.

Hoge initiële investering

De kosten van een lasersnijder van topkwaliteit zijn hoog. Een typische lasersnijder kost ongeveer $ 3000, wat twee keer zo hoog is als de kosten van waterstraal- of plasmasnijders. Om als bedrijfsmiddel deel te nemen aan lasersnijdiensten, moet u de hoge initiële investering dragen.

Ontwerptips voor lasersnijden van onderdelen

Voor effectief en efficiënt gebruik van de lasersnijdiensten voor uw onderdelen. U moet zich houden aan de onderstaande sets tips voor uw lasersnijden productontwerp .

Uw gegevens mogen niet kleiner zijn dan metaaldikte

Dikte is een belangrijke factor waarmee u rekening moet houden bij lasersnijbewerkingen. Het heeft direct betrekking op de kracht van de laser. Daarom, hoe hoger de dikte, hoe minder goed de laser kan doordringen en het materiaal kan snijden. Het soms vergroten van het vermogen van de laser kan echter de kans op het snijden van dergelijk materiaal vergroten.

Denk aan de kerf

Het ontwerp van de laser maakt het belangrijk om op te merken wat mensen Kerf noemen. Kerf is het materiaal dat verdampt wanneer de laserstraal het lasersnijmateriaal raakt. Het is niet alleen bij lasersnijden. Het is zichtbaar in andere subtractieve bewerkingsprocessen. Kerf lasersnijden ontstaat door de dikte van de laserstraal. Het is belangrijk om rekening mee te houden tijdens de ontwerpfase.

Kies het juiste materiaal

Het juiste materiaal is het belangrijkste om op te letten voordat u gaat lasersnijden. De keuze voor een materiaal hangt af van de eigenschappen die je wilt dat het eindproduct heeft. Materialen hebben bijvoorbeeld verschillende eigenschappen op het gebied van stijfheid, doorschijnendheid en flexibiliteit. Bij Rapid Direct heeft u toegang tot verschillende lasersnijden van plaatmetaal, kunststoffen, papier, enz.

Spaces zijn belangrijk

Afstand is erg belangrijk bij lasersnijden om de fout te verwijderen en het best mogelijke resultaat te krijgen. De minimale afstand moet gelijk zijn aan de dikte van het materiaal. Als plaatmetaal bijvoorbeeld 2 mm dik is, is de afstand tussen twee paden bij het lasersnijden van plaatwerk 2 mm. Het is ook belangrijk als u wilt werken aan verschillende lasergesneden plaatwerkontwerpen.

Zet uw tekst om in ankerpunten en curven

Niet alle laserbewerkingen vereisen het snijden van tekst. Als u echter tekst moet opnemen, moet u de letters van de tekst op afstand houden en ze in groot formaat schrijven. Dit is voor een vlottere werking en het beste resultaat. Als de letters dicht bij elkaar staan, kunnen ze elkaar overlappen, wat leidt tot een onleesbare inscriptie.

De kennis van de bovenstaande tips kan helpen bij het verlagen van de productiekosten voor plaatwerk .

Moet ik investeren in een lasersnijmachine of een service kiezen

Van eenvoudige fabricage van apparatuur tot grote bedrijven - zoals de lucht- en ruimtevaart- en auto-industrie - lasersnijdiensten zijn cruciaal voor verschillende productieactiviteiten. De techniek is een effectieve en zeer efficiënte procedure die geschikt is voor een breed scala aan materialen.

De slimme keuze voor kleinschalige productiebedrijven is echter om een ​​service te kiezen in plaats van te investeren in de machine, omdat het een uitstekende manier is om kosten te besparen en toch kwaliteit te bieden aan klanten. Als het geld echter beschikbaar is, kan investeren in lasersnijmachines zeer winstgevend zijn vanwege de vele voordelen die het apparaat met zich meebrengt.

Hoe dan ook, de keuze is uitsluitend afhankelijk van fabrikanten. Maar mocht u ervoor kiezen om een ​​dienst in te huren, neem dan contact op met RapidDirect – een expert in het leveren van lasersnijdiensten voor plaatmetaal.

Uw online lasersnijservice voor plaatwerkonderdelen

Bent u op zoek naar een bedrijf dat garant staat voor hoogwaardige lasersnijdiensten? Dan is RapidDirect precies wat u nodig heeft voor uw fabricage.

Wij zijn een vertrouwd bedrijf dat diensten voor de fabricage van plaatwerk . levert voor rapid prototyping en custom productie. We garanderen hoogwaardige lasersnijdiensten voor plaatmetaal en we bieden kosteneffectieve en on-demand oplossingen volgens uw verzoek.

We bieden ook zowel prototypes in kleine oplagen als productie in grote hoeveelheden. Met RapidDirect kunt u er zeker van zijn dat uw producten geen problemen bij de fabricage van plaatmetaal hebben , zelfs bij het werken met op maat gemaakte producten met ingewikkelde details. Bovendien bieden we ook enkele van de beste services op het gebied van CNC-bewerking, 3D-printen, spuitgieten en spuitgieten.

Alternatieven voor lasersnijden

Misschien wilt u geen lasersnijden gebruiken en weet u niet hoe u vormen uit plaatwerk moet snijden; hieronder staan ​​andere hoogwaardige opties voor uw productiebehoeften.

EDM

EDM, Electrical Discharge Machining, gebruikt, net als lasersnijden, thermische energie om stukjes materiaal te verwijderen. Het maakt gebruik van elektrische ontladingen (vonken) om de gewenste vorm uit een materiaal te snijden. Vergeleken met lasersnijden produceert EDM een betere oppervlakteafwerking met een minder door hitte beïnvloede zone. Het is ook geschikt voor het snijden van geharde stukken materiaal.

CNC-frezen

CNC-frezen omvat het gebruik van snelle roterende frezen om materialen te vormen. Freesbewerkingen functioneren goed in metalen, legeringen en niet-metalen. Net als lasersnijden zijn ze een subtractief productieproces met hoge precisie. Het belangrijkste verschil tussen de twee processen is dat bij het frezen gebruik wordt gemaakt van snijgereedschappen - roterende frezen, om ontwerpen uit te snijden of vorm te geven, terwijl lasersnijden lichtstralen, lasersmelten of het uitbranden van ontwerpvormen gebruikt.

Waterstraalsnijden

Waterstraalsnijden is een fabricagetechniek waarbij water of een mengsel van water en schurende stoffen onder hoge druk wordt gebruikt om een ​​stuk materiaal te snijden.

Hieronder vindt u een vergelijking tussen waterstraalsnijden en lasersnijden.

• Lasersnijders kunnen cijfers of markeringen graveren, terwijl waterstraalsnijden alleen snijden mogelijk maakt.
• Beide zijn geschikt voor het snijden van een breed scala aan materialen. Waterstralen kunnen echter geen dikkere materialen snijden dan lasersnijders, tot 50 mm.
• Lasersnijden heeft betere tolerantieniveaus en besteedt meer aandacht aan ingewikkelde details, waardoor ze de betere keuze zijn voor complexe geometrieën.

Ponsen

Ponsen gebruikt een ponsmachine om de gewenste vorm uit een stuk materiaal te snijden. Net als andere CNC-bewerkingen is ponsen een zeer nauwkeurige techniek voor de fabricage van onderdelen en is het ook geschikt voor een breed scala aan materialen. Ponsen is echter niet ideaal voor het vervaardigen van componenten met complexe geometrieën.

Conclusie

Lasersnijden is een technologie die wordt gebruikt bij rapid prototyping voor het snijden van materialen. Dit artikel introduceerde de bewerking, de geschiedenis, typen en andere dingen die u misschien weet. We denken dat je een of meer dingen hebt geleerd over lasersnijden. U kunt ons bij RapidDirect echter vertrouwen voor de beste lasersnijservices.