Do's en don'ts voor lasersnijden

Lasersnijden is het proces waarbij krachtige lichtstralen worden gebruikt om materialen te snijden, snijden of boren. Het proces, dat in de jaren zestig werd ontwikkeld in het Welding Institute in Engeland, is steeds populairder geworden. Metaallasersnijmachines vormen nu zelfs het grootste productsegment van de wereldwijde metaalsnijmarkt, en de vraag naar deze apparaten zal naar verwachting toenemen tot bijna $ 9,8 miljard in 2025.

Dus, hoe werkt lasersnijden? Er zijn een aantal verschillende lasersnijprocessen, maar ze vallen over het algemeen in twee categorieën:fusiesnijden en ablatief snijden. In zijn eenvoudigste vorm omvat laserfusiesnijden het gebruik van een laser om een ​​gelokaliseerd gebied van materiaal op het werkstuk te smelten en vervolgens het gesmolten materiaal weg te snijden met hogedrukstralen van inert gas (meestal stikstof, dat niet exotherm reageert met het gesneden materiaal ). CNC-besturingen kunnen worden gebruikt om de laser of het werkstuk te verplaatsen om continue sneden te maken.

Ablatief lasersnijden maakt gebruik van snelle pulsen van een laser met hoge intensiteit om materiaal laag voor laag te verwijderen. Dit proces verdampt in plaats van smelt en vereist daarom geen gas onder druk om overtollig materiaal te verwijderen. Over het algemeen een langzamer proces, ablatief lasersnijden wordt gebruikt om gedeeltelijke sneden te maken die niet van boven naar beneden door het werkstuk gaan (lasergraveren is bijvoorbeeld een voorbeeld van een ablatief proces). Fusiesnijden daarentegen vuurt lasers af in continue golven of langere pulsen, en kan daarom alleen worden gebruikt om helemaal door het werkstuk te snijden.

Waarom kiezen voor lasersnijden?

Lasersnijden biedt een aantal duidelijke voordelen. De belangrijkste daarvan is het vermogen om uiterst precieze en nauwkeurige onderdelen te maken. Sommige onderdelen kunnen toleranties hebben van minder dan 1 mm, waardoor het lasersnijden een efficiënte methode is voor onderdelen met ingewikkelde of complexe kenmerken. De zeer lokale aard van lasersnijden vermindert drastisch het risico dat het werkstukmateriaal kromtrekt, en stukken die met lasersnijden zijn geproduceerd, hebben vaak geen nabewerking of oppervlakteafwerking nodig.

Verder vereist metaallasersnijden geen gereedschapswisseling tussen bewerkingen, biedt het meer flexibiliteit in het ontwerp vanwege het ontbreken van vast gereedschap, en kan het in hoge mate worden geautomatiseerd, waardoor de arbeidskosten worden geminimaliseerd en de productietijden worden verkort. Bovendien, aangezien de balk het enige gereedschap is dat het werkstuk raakt, is er geen mechanische wrijving die gereedschapsslijtage in het proces veroorzaakt.

Lasersnijden is heel gebruikelijk in industriële productie en is zeer geschikt voor het produceren van onderdelen zoals autocarrosserieën, telefoonhoesjes en plaatwerk. Het proces vindt ook uitgebreide toepassingen in de lucht- en ruimtevaart, de medische sector en de scheepsbouwsector.

Belangrijkste overwegingen voor lasersnijden

Hoewel CNC-lasersnijmachines vaak worden gebruikt in de productie, vereist effectief lasersnijden over het algemeen de input van bekwame ingenieurs die de beste werkwijzen volgen. Hier zijn drie belangrijke overwegingen voor lasersnijden voor ingenieurs en machinebedieners om in gedachten te houden:

Het materiaal moet het specifieke lasersnijproces bepalen

Terwijl metaallasersnijmachines veel aandacht trekken, kunnen lasers ook worden gebruikt om keramiek, hout, thermoplasten en polymeren te snijden of te graveren. Ingenieurs moeten het lasersnijproces selecteren dat het beste bij het materiaal van het onderdeel past.

Fusion-lasersnijden is bijvoorbeeld effectief voor het snijden van de meeste metalen en thermoplasten, terwijl ablatief lasersnijden uiterst efficiënt kan zijn bij het snijden van onderdelen gemaakt van acryl en polyacetaal omdat hun smelt- en kookpunt zo dicht bij elkaar liggen, waardoor verdamping mogelijk is.

Aan de andere kant zijn sommige materialen moeilijker te snijden met lasers. Thermohardende polymeren en organische materialen zoals hout, bijvoorbeeld, branden in plaats van smelten wanneer ze worden blootgesteld aan een laser - een kwaliteit die gravure of branding mogelijk maakt, maar niet nauwkeurig snijden.

Verwar een toename van het laservermogen niet met een toename van de efficiëntie

Hoewel meer laservermogen betekent dat het mogelijk is om sneller te snijden - met nieuwe ontwikkelingen die het mogelijk maken om snijsnelheden tot een meter per seconde te bereiken - vertaalt meer onbewerkt vermogen zich niet direct in een efficiëntere productie.

Om deze hoge snijsnelheden te bereiken, heeft de laser tijd nodig om te accelereren, waardoor lasers met een hoog wattage ongelooflijk effectief zijn voor het snijden van grote onderdelen of onderdelen zonder ingewikkelde functies. Deze lasers bieden minder voordelen voor onderdelen met gecompliceerde geometrieën, omdat de laser meestal naar een andere snede moet gaan voordat deze op volle snelheid kan komen. Er moet rekening worden gehouden met versnelling en vertraging bij het overwegen van de efficiëntie van lasersnijden.

Ontwerp de onderdelen om te voldoen aan de vereisten van het lasersnijproces

Het is een veelgemaakte fout om aan te nemen dat de breedte van de snede zo smal is dat deze onbeduidend is. Lasers maken ongelooflijk dunne sneden - meestal tussen de 30 en 300 micron, afhankelijk van het laservermogen, de opstelling en het proces - maar die kerfbreedtes moeten nog steeds worden meegenomen in het snijontwerp, zodat het resulterende onderdeel geschikt blijft voor de beoogde toepassing.

Een andere cruciale overweging bij het ontwerp is tabs, of het gebruik van microverbindingen om kleine onderdelen te ondersteunen. Het gas onder hoge druk dat bij smeltsnijden wordt gebruikt, vereist dat onderdelen hun eigen gewicht kunnen dragen, wat vaak neerkomt op de dikte van het onderdeel. Doorgaans zijn onderdeeldiktes van 2-3 mm of meer prima zonder tabs, maar als de onderdeeldikte minder dan 2 mm is, moeten ontwerpers mogelijk microverbindingen toevoegen om het onderdeel tijdens het snijproces te stabiliseren en te voorkomen dat het onder druk staande gas het verplaatst. Het kan ook het verlies van kleine onderdelen uit de machine voorkomen en het verwijderen ervan vergemakkelijken. Deze tabbladen kunnen tijdens de nabewerking gemakkelijk worden verwijderd.

Voldoen aan kritische veiligheidseisen

Veiligheid is van het grootste belang bij de productie. Alleen opgeleide professionals mogen lasersnijapparatuur gebruiken. Afhankelijk van het materiaal dat wordt gebruikt, kan het proces ook schadelijke en giftige gassen uitstoten, dus het is van cruciaal belang om luchtverontreinigingsbeheersingsapparatuur te gebruiken die aan de regelgeving voldoet.

Lasersnijden:elk detail zorgt voor efficiëntie

Bij correct gebruik beloven metalen lasersnijmachines nauwkeurigheid, precisie en efficiëntie. Hoewel de complexe materiaal- en ontwerpoverwegingen die spelen, betekenen dat productteams en ingenieurs wat meer tijd nodig hebben om ervoor te zorgen dat ontwerpen worden geoptimaliseerd voor productie, spreekt de kwaliteit van de resulterende onderdelen over het algemeen voor zich. Overweeg om samen te werken met een deskundige on-demand fabrikant om ervoor te zorgen dat onderdelen met de hoogste kwaliteit en snelheid worden vervaardigd.

Fast Radius biedt superieure, on-demand digitale productiediensten, variërend van lasersnijden en urethaangieten tot spuitgieten en 3D-printen. Ons team van ervaren ontwerpers en ingenieurs werkt nauw samen met klanten tijdens elke productiefase en biedt end-to-end ondersteuning. Van ontwerp tot nabewerking en uitvoering, we hebben onze workflow georganiseerd om de hoogwaardige onderdelen te maken die klanten nodig hebben, wanneer ze ze nodig hebben. klaar om te beginnen? Neem vandaag nog contact met ons op.