Overzicht van lasersnijden van plaatmetaal:proces, voor- en nadelen en toepassingen

Snijbewerkingen zijn essentiële aspecten van de fabricage van onderdelen in de productiesector. Een van de belangrijkste technieken voor metaalbewerking is het lasersnijden van plaatwerk. Het is geschikt voor het snijden van stukken metaal, legeringen en niet-metalen.

Lasersnijden van plaatmetaal is een thermisch snijproces waarbij lichtstralen (lasers) op het werkstuk worden gebruikt om materialen te smelten of te verdampen totdat de gewenste vorm is verkregen. Deze techniek is een van de meest effectieve voor het snijden van plaatwerk.

Dit artikel geeft u essentiële informatie over het lasersnijden van plaatmetaal voordat u het gebruikt. Laten we er meteen op ingaan.

Wat is lasersnijden van plaatstaal?

Subtractieve fabricageprocessen zijn van cruciaal belang voor de wijziging van materialen voor de fabricage van onderdelen. Het lasersnijden van plaatstaal is een van de standaardmethoden voor het snijden en verwijderen van componenten uit een werkstuk. De techniek omvat het uitsnijden van stukken materiaal met behulp van laserstralen.

De lasersnijtechniek draait op computer numerieke controle (CNC) technologie, wat verantwoordelijk is voor zijn onberispelijke precisie. Voordat de CNC-snij- of lasersnijbewerking wordt uitgevoerd, moet de operator codes of programma's voor het detailleren van ontwerpen of patronen in de computer hebben ingevoerd.

Het lasersnijproces voor plaatmetaal

Bij het lasersnijden van metaal worden laserstralen gebruikt om metalen en legeringen te smelten, waardoor gladde, scherpe sneden ontstaan. Het lasersnijproces bestaat uit twee bewerkingen die synchroon werken.

De eerste betreft het materiaal dat de gefocusseerde laserstraal absorbeert - de energie die de snede veroorzaakt. De tweede betreft het snijmondstuk, concentrisch ten opzichte van de lasers, dat het procesgas levert dat nodig is voor het snijden. Het gas beschermt de verwerkingskop tegen dampen en spatten en helpt overtollig materiaal uit de snede te verwijderen.

Er zijn in wezen drie methoden om plaatmetaal te lasersnijden.

1. Laserstraal Fusion Cutting

Het laserfusie-snijproces maakt gebruik van een inert gas, meestal stikstof. Het reactiearme procesgas verdampt continu de snijspleet van het materiaal. Als het gesmolten materiaal wordt verwijderd, voorkomt inert gas oxidatie aan de snijkant zonder het proces te verstoren.

Deze lasersnijmethode is geschikt voor het snijden van platte, dunne platen van aluminiumlegeringen en roestvrij staal die een hoge esthetische aantrekkingskracht en minder nabewerkingen vereisen.

2. Laserstraal sublimatie snijden

Zoals de naam al doet vermoeden, verdampt het materiaal door laserstraalsublimatie. In plaats van het materiaal te smelten zoals andere lasersnijprocessen, worden ze onmiddellijk omgezet van vast naar gas - sublimatie.

Net als fusiesnijden, maakt sublimatiesnijden met laserstralen gebruik van inerte gassen om de damp van het materiaal uit de snede te blazen. Er zijn dus geen oxidanten op het scherpst van de snede. Het wordt vaak gebruikt bij het snijden van organische materialen zoals hout, leer, textiel, enz.

3. Laserstraal Vlamsnijden

Laserstraalsnijden maakt gebruik van een brandbaar gas - zuurstof om het gesmolten materiaal naar buiten te duwen. De laser verwarmt het werkstuk en creëert zelfontbranding na het smelten van het materiaal. Het zuurstofgas levert meer energie voor het snijproces door oxidatie - een exotherme reactie.

Vlamsnijden is ideaal voor het snijden van zacht staal en smeltbare materialen zoals keramiek. Dit snijproces kan brandwonden op het snijoppervlak veroorzaken, aangezien het gas een oxidatiemiddel is. Een goede optimalisatie van de procesparameters helpt de vorming van bramen te voorkomen.

Typen lasers voor het snijden van plaatmetaal

Fabrikanten gebruiken meestal drie verschillende soorten lasers voor het snijden van materialen. Elk lasertype heeft onderscheidende kenmerken en is het meest geschikt voor het snijden van specifieke materialen. Hieronder vindt u een overzicht van de drie soorten lasers om te snijden.

1. Fiberlasers

Fiberlasersnijmachines gebruiken glasvezel om te snijden. Ze genereren een zeer hoog vermogen voor krachtige precisiesneden. Deze laser behoort tot een familie van vastestoflasers van een "zaadlaser" versterkt door speciale glasvezels.

Deze lasers zijn geschikt voor het snijden van bijna alle materialen, van metalen tot legeringen, niet-metalen zoals hout, glas en kunststoffen. Naast snijden zijn ze ideaal voor andere bewerkingen zoals gloeien en graveren.

Bovendien zijn het de meest duurzame lasers, met een langere levensduur van meer dan 25.000 uur en minder onderhoud.

2. CO₂ Lasers

CO₂ lasers produceren laserstralen door een elektrische stroom door een buis te laten lopen die is gevuld met een mengsel van inerte gassen, voornamelijk stikstof en helium. Het zijn de meest voorkomende laservormen omdat ze efficiënt en kosteneffectief zijn en verschillende soorten materialen met hoge snelheid snijden.

Ze produceren echter minder snijkracht in vergelijking met fiberlasers. Daarom zijn ze geen uitstekende keuze voor het lasersnijden van plaatwerk. Meestal gebruiken fabrikanten ze bij voorkeur voor het snijden van niet-metalen en organische materialen zoals hout, papier, acryl, enz.

3. Kristallasers (Nd:YAG of Nd:YVO)

Kristallasers genereren hun stralen van Nd:YAG (neodymium-gedoteerde yttrium aluminium-granaat) of Nd:YVO (neodymium-gedoteerde yttrium ortho-vanadaat, YVO4) kristallen. Dit laatste komt echter vaker voor.

Deze kristallen produceren bundels met een hoog snijvermogen. Ze zijn echter duur en niet duurzaam, met een lage halfwaardetijd van ongeveer 8.000 tot 15.000 uur. Ze worden vaak gebruikt voor het snijden van kunststoffen, metalen en niet-metalen, inclusief keramiek.

7 voordelen van lasersnijden van plaatstaal

Laten we eens kijken naar de voordelen van lasersnijden van plaatmetaal voor de productiesector.

1. Hoge precisie en nauwkeurigheid

Lasersnijden is geschikt voor het snijden van plaatwerk vanwege de extreme precisie. De machines zijn uitgerust met de mogelijkheid om ingewikkelde sneden te maken met extreme precisie en nauwkeurigheid. Industrieel gezien is lasersnijden de beste techniek voor het snijden van plaatmetaal met specifieke details die nauwe toleranties vereisen.

Sommige frezen kunnen nauwkeurige sneden maken met een nauwkeurigheid tot 0,0005 inch. Dit is de reden waarom het een steunpilaar is gebleven in de meeste productiebedrijven. Omdat de lasers de metalen delen wegsmelten, produceren de frezen weinig of geen bramen. In plaats daarvan laat het een schone, gladde en scherpe rand achter.

2. Geautomatiseerd proces

Lasersnijden wordt uitgevoerd door Computer Numerical Control (CNC)-systemen. Zodra de technische operator de programma's in de computer invoert, verloopt het proces zelfstandig. Daarom vereist het minder menselijke tussenkomst en algemene arbeid. Ook is er weinig of geen marge voor fouten met een verhoogde snij-efficiëntie.

3. Schadepreventie

Er is een misvatting dat lasersnijden van metaal kromtrekken veroorzaakt. Dat is echter niet waar. De hitte van lasersnijden heeft alleen invloed op minuscule delen van het materiaal en heeft geen invloed op de tolerantie.

Bovendien is het lasersnijproces snel; de lasers verhitten en smelten de te verwijderen porties weg. De warmte heeft dus geen significante invloed op de andere delen van het materiaal. In de meeste gevallen is er geen vervorming of kromtrekken van uw materialen.

4. Compatibel met de meeste materialen

Een ander cruciaal voordeel van deze subtractieve productiemethode is de mogelijkheid om met een uitgebreide reeks materialen te werken. Het snijdt gemakkelijk door elk materiaal, of het nu koper, aluminium, roestvrij staal of zelfs titanium is. Het gaat immers om het gebruik van lasers bij zeer hoge temperaturen om het materiaal te smelten.

5. Relatief lage kosten

Lasersnijmachines zijn inderdaad duur. In vergelijking met andere CNC-machines is het echter kosteneffectiever. Bovendien is het een enkele machine voor iedereen - dat wil zeggen dat een enkele lasersnijmachine ideaal is voor al uw snijbewerkingen. U heeft geen machineaanpassing nodig voor verschillende snijbewerkingen.

Bovendien is het duurzaam. Het apparaat maakt geen contact met de materialen die u snijdt, dus er is weinig of geen wrijving of slijtage van het oppervlak. Het heeft ook niet meerdere onderdelen, dus er zijn minder onderhouds- en servicevereisten. Over het algemeen zijn er lagere operationele kosten van het gebruik van een lasersnijder in vergelijking met andere gebruikelijke productietools.

6. Hoge veelzijdigheid

Naast de compatibiliteit van lasersnijden met de meeste materialen, is het proces zeer veelzijdig. In tegenstelling tot andere apparaten, kunt u een lasersnijder gebruiken voor verschillende snijfuncties, van eenvoudige tot complexe sneden en die waarvoor nauwe toleranties en ingewikkelde ontwerpen vereist zijn. Deze functie maakt het een uitstekende keuze voor de meeste industrieën.

7. Laag energieverbruik

Lasersnijders hebben inderdaad stroom nodig om materialen tijdens het snijden effectief te verwarmen en te smelten. De snijtechniek is echter energiezuiniger dan andere snijmethoden.

Daarnaast heeft hij, in tegenstelling tot andere machines, minder bewegende delen, waardoor er minder energie nodig is. Bovendien betekent de hoge snelheid van de machine snel snijden, wat tijd en energie bespaart.

De nadelen van lasersnijden van plaatstaal

De belangrijkste nadelen van lasersnijden van plaatstaal zijn de volgende:

1. Vereist technische operator

Om een ​​lasersnijmachine effectief te gebruiken, heeft u een expert nodig die alle functies begrijpt en snel een probleem kan herkennen om tijdig de juiste correcties door te voeren. Als u het apparaat niet correct instelt, kunt u uw materialen of de machine zelf beschadigen. Dus als u een lasersnijservice wilt runnen, moet u een professional inhuren.

2. Beperkingen op metaaldikte

Lasersnijders zijn uitstekend compatibel met de meeste materialen, met name plaatmetaal. U kunt echter andere snijtechnieken overwegen bij het werken met dikke metalen. In de meeste productie-industrieën snijden lasersnijders aluminium platen met een maximale dikte van 15 mm en 6 mm voor staal.

3. Vrijkomen van schadelijke dampen en gassen

We hebben vastgesteld dat bij lasersnijden warmte wordt gebruikt om de gesneden materialen te smelten. Terwijl de machine elk materiaal smelt, komen er schadelijke dampen en gassen vrij in de omgeving. Daarom wordt het gebruik van deze machines in een goed geventileerde ruimte aanbevolen.

4. Hoge initiële investering

De kosten voor het aanschaffen van een hoogwaardige lasersnijder zijn hoog. Het is meer dan $ 2000, bijna het dubbele van de prijs van andere snijmachines, zoals de waterstraalsnijders. Om een ​​bedrijf te runnen met een lasersnijder, moet u klaar zijn om de investering vooraf te doen.

Kritische tips voor lasersnijden voor onderdelen

Om te voldoen aan de precisie- en kwaliteitsspecificaties van lasersnijden voor uw onderdelen, dient u zich aan de volgende richtlijn te houden.

1. Kies de juiste materialen

De materiaalkeuze is essentieel voor elk productieproces. Het materiaal dat u voor uw onderdeel selecteert, hangt af van de eigenschappen die u voor het eindproduct wenst. Naast metalen platen zoals aluminium en zink, zijn kunststoffen en andere polymeren goede opties voor de fabricage van onderdelen, afhankelijk van uw behoeften. Sommige eigenschappen waar fabrikanten naar zoeken bij het kiezen van een materiaal, zijn onder meer flexibiliteit, kneedbaarheid, vervormbaarheid, stijfheid, enz.

2. Ontwerp met software die vectorbestanden maakt

Lasersnijmachines werken alleen met vectorbestanden. Gebruik daarom software zoals Adobe illustrator om uw ontwerpen te vectoriseren. Deze bestanden hebben formaten zoals .ai, .step, .eps, enz.

3. Onthoud de kerf

Kerf is het deel van het materiaal dat verdampt als de laserstraal op het werkstuk focust. Bij het ontwerpen van uw onderdeel moet u rekening houden met de kerf in uw ontwerpen.

4. Details mogen niet kleiner zijn dan metaaldikte

Metaaldikte is een essentiële factor om te overwegen bij lasersnijservice. Hoe dikker uw metalen platen, hoe kleiner de kans dat de lasers doordringen.

5. Minimale afstand tussen snijlijnen

Voldoende afstand is van vitaal belang voor het verkrijgen van de beste resultaten van lasersnijden. De minimale afstand bij het lasersnijden van plaatstaal moet gelijk zijn aan de dikte van uw materiaal. Als u bijvoorbeeld een metalen plaat van 2 mm snijdt, moet u een ruimte van 2 mm laten.

Toepassingen van lasersnijonderdelen

Hieronder staan ​​de toepassingen van lasersnijden.

1. Medische apparatuur

Trolleys, bedden, chirurgische apparatuur, orthopedische pinnen, staven, enz., bevatten allemaal lasergesneden metalen. Hoewel veel chirurgische instrumenten nu 3D-geprint zijn, is lasersnijden de beste techniek om ze te vervaardigen.

2. Sieradenproductie

De meeste sieradenontwerpen bevatten ingewikkelde ontwerpen die lasersnijders gemakkelijk in kaart kunnen brengen. Vaak zijn sieraden gemaakt van dunne materialen. Daarom is lasersnijden geschikt voor het maken van sieraden.

3. Interieurontwerp

Lasergesneden plaatwerk is een uitstekende keuze voor scheidingswanden die kunnen helpen de algehele uitstraling van een kamer te verbeteren en meer ruimte te creëren. Door gebruik te maken van de precisie van lasersnijden met de creativiteit van de fabrikant, krijgt u die op maat gemaakte look voor uw kamer.

4. Lucht- en ruimtevaartindustrieën

Vanwege de hoge maatnauwkeurigheid is de lucht- en ruimtevaartindustrie een van de belangrijkste gebruikers van lasersnijtechnologie. De meeste onderdelen van vliegtuigen en andere apparaten zoals metaaldetectoren, trolleys, transportbanden, enz., ondergaan tijdens de fabricage enkele snijbewerkingen.

Conclusie

Kortom, u moet het lasersnijden van plaatmetaal volledig begrijpen. Het is een geavanceerd productieproces voor het fabriceren van fabricage in grote volumes en onderdelen met hoge eisen aan de maatnauwkeurigheid. U kunt beslissen of u de methode wilt toepassen op uw productiebehoeften.

Als u wilt samenwerken met een bedrijf dat lasersnijdiensten van hoge kwaliteit garandeert, is de plaatbewerkingsservice van WaKen wat u zoekt voor uw fabricage. Wij zijn een ISO-gecertificeerd bedrijf dat eersteklas plaatbewerkingsdiensten levert voor snelle productie en productie op maat. Ongeacht het buigen, stempelen, lassen, enz., Wij kunnen aan al uw bewerkingsbehoeften voldoen.

Veelgestelde vragen

Beschadigen lasersnijders mijn materialen?

Nee. Hoewel velen denken dat de hoge temperatuur van lasersnijden materialen kan beschadigen. Lasersnijders zijn echter exact en werken met een ongelooflijke snelheid, zodat de straal alleen de delen wegsmelt die u wilt snijden. Bovendien zorgt de hoge snelheid ervoor dat uw materialen niet te lang aan de hoge temperatuur worden blootgesteld.

Moet ik een lasersnijmachine uitbesteden of aanschaffen voor mijn plaatwerkonderdelen?

Lasersnijtechnieken zijn essentieel voor verschillende productieprocessen. Het is een zeer effectief proces dat geschikt is voor het snijden van de meeste materialen, vooral plaatmetalen.

Het is beter om uw snijbewerking uit te besteden als u een kleinschalige productiedienst heeft. Dat wil zeggen, huur een service in voor uw lasersnijbehoeften. Het zal u helpen kosten te besparen, die kunnen worden doorgesluisd naar andere aspecten van de productie. Neem contact op met Waken voor uw behoeften op het gebied van lasersnijden en plaatwerk.

Behalve lasersnijden, welke andere processen kan ik kiezen voor mijn project?

Lasersnijden is niet de enige zeer nauwkeurige snijmethode voor industriële productie. Mocht u ervoor kiezen om geen lasersnijders te gebruiken voor uw fabricage of in conflict zijn over het uitsnijden van vormen in uw metalen platen? Hieronder vindt u uitstekende alternatieven om uit te kiezen voor uw productievereisten.

• EDM – Bewerking van elektrische ontlading
• Waterstraalsnijden
• CNC-frezen
• Ponsen