Laserschneidanwendungen in der Blechindustrie

Die Blechbearbeitung in traditionellen Werkstätten umfasst häufig Verfahren wie Scheren, Stanzen und Biegen.

Das Stanzverfahren ist dafür bekannt, dass es wenig oder gar nicht schneidet und eine große Anzahl von Formen erfordert. Dies führt zu hohen Produktionskosten, da für ein einziges Produkt Hunderte von Formensätzen erforderlich sein können.

Die Verwendung von so vielen Stanzformen erhöht die Kosten des Produkts und führt zu überhöhten Ausgaben.

Um dieses Problem anzugehen und die Blechverarbeitung zu modernisieren, Laserbearbeitung Technologie wurde eingeführt. Dadurch konnten die Produktionskosten gesenkt und die Verarbeitungstechnik verbessert werden.

Die Einführung von Laserschneidmaschinen hat große Fortschritte gemacht Blechverarbeitung Technologie und revolutionierte die Art und Weise, wie Bleche hergestellt und verarbeitet werden.

und Ausrüstungen erfreuen sich zunehmender Beliebtheit und breiter Akzeptanz bei blechverarbeitenden Unternehmen. Dies liegt an ihren zahlreichen Vorteilen wie der hohen Verarbeitungseffizienz, der Genauigkeit und der guten Schnittqualität sowie an ihrer Fähigkeit, dreidimensional zu schneiden. Infolgedessen ersetzt die Laserschneidtechnologie allmählich die traditionellen Blechschneidanlagen wie CNC-Anlagen, Scheren, Stanzen, Brennschneiden, Plasmaschneiden und Hochdruckschneiden. Wasserschneiden.

Die Laserschneidtechnik spielt eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung von BlechverarbeitungSie erhöht die Arbeitsproduktivität und bringt das Feld voran. Mit seinem hohen Maß an Flexibilität ist ein Laserschneidmaschine kann den Bearbeitungszyklus erheblich verkürzen, die Schnittgeschwindigkeit erhöhen und die Bearbeitungsgenauigkeit verbessern, was zu einer schnelleren Produktentwicklung beiträgt. Diese Vorteile ziehen die Aufmerksamkeit vieler Fertigungsunternehmen auf sich.

Ein Laserschneider sendet einen Laserstrahl aus, der durch ein optisches Wegesystem zu einem Strahl mit hoher Leistungsdichte fokussiert wird. Der Laserstrahl wird auf die Oberfläche des Werkstücks gerichtet, wodurch es seinen Schmelz- oder Siedepunkt erreicht. Gleichzeitig bläst ein Hochdruck-Gasstrom das geschmolzene oder verdampfte Metall weg. Während sich der Laserstrahl über das Werkstück bewegt, schneidet er das Material in Form eines Schlitzes.

Das Laserschneiden ist ein modernes und fortschrittliches Verfahren zur Metall schneidenbei dem ein unsichtbarer Laserstrahl anstelle eines herkömmlichen mechanischen Messers verwendet wird. Dieses Verfahren zeichnet sich durch seine hohe Präzision, die hohe Schnittgeschwindigkeit und die Fähigkeit aus, Schnitte automatisch zu verschachteln, um Material zu sparen. Die Website Laserschneiden Verfahren führt auch zu einer glatten Schnittfuge und niedrigeren Bearbeitungskosten, was es zu einer effizienteren Alternative zu herkömmlichen Metallschneideverfahren macht.

Einer der Hauptvorteile des Laserschneidens besteht darin, dass der mechanische Teil des Laserschneiders nie mit dem Werkstück in Berührung kommt, so dass die Gefahr von Kratzern oder anderen Oberflächenschäden ausgeschlossen ist. Der Laserschneidprozess ist außerdem schnell und erzeugt eine glatte, gleichmäßige Schnittspaltwodurch sich eine weitere Bearbeitung oft erübrigt. Die Wärmeeinflusszone ist klein, was zu minimaler Blechverformung und schmalen Schnitten (0,1 bis 0,3 mm) führt, und der Einschnitt ist frei von mechanischen Spannungen und Schergraten.

Das Laserschneiden ist außerdem sehr wiederholbar und beschädigt die Oberfläche des Materials nicht. Es lässt sich mit CNC-Software leicht programmieren, um jedes beliebige Design zu bearbeiten, was es zu einer wirtschaftlichen Wahl für das Schneiden großformatiger Bleche macht, ohne dass Formen erforderlich sind. Bleche aus Kohlenstoffstahl mit einer Dicke von bis zu 12 mm und Bleche aus rostfreiem Stahl mit einer Dicke von bis zu 10 mm werden normalerweise für das Laserschneiden empfohlen.

Neben seiner hohen Präzision ist das Laserschneidverfahren auch sehr anpassungsfähig, da es keine Schneidkraft ausübt und keinen Werkzeugverschleiß verursacht. Dadurch eignet es sich für das Schneiden einer breiten Palette von Materialien, einschließlich einfacher oder komplexer Teile. Durch die automatische Verschachtelung bietet das Laserschneiden auch wirtschaftliche Vorteile, da die Materialausnutzung optimiert wird.

Arten von Lasern Schneidemaschine

Der derzeitige Markt für Laserschneidmaschinen lässt sich grob in drei Typen unterteilen, die sich nach der Art des verwendeten Lasergenerators richten: CO2-Laserschneidmaschine, YAG-(Festkörper-)Laserschneidmaschine und Faserlaserschneiden Maschine.

CO2-Laserschneidmaschine

CO2 Laserschneidmaschinen sind in der Lage, Kohlenstoffstahl mit einer Dicke von bis zu 20 mm, Edelstahl mit einer Dicke von bis zu 10 mm und Aluminiumlegierungen mit einer Dicke von bis zu 8 mm zu schneiden. Die Wellenlänge des CO2 Laser beträgt 10,6 μm und wird von nichtmetallischen Materialien wie Holz, Acryl, PP und Plexiglas leicht absorbiert, was ein hochwertiges Schneiden dieser Materialien ermöglicht. Allerdings ist die photoelektrische Umwandlungsrate von CO2 Lasern ist mit etwa 10% relativ gering.

Um die Schnittgeschwindigkeit zu erhöhen und glatte Schnitte zu gewährleisten, wird CO2 Laserschneidmaschinen sind mit einer Düse ausgestattet, die Sauerstoff, Druckluft oder das Edelgas N2 in den Strahlaustritt bläst. Um die Stabilität und Lebensdauer der Stromversorgung zu verbessern, wird das CO2 Gaslaser muss sich mit der Entladungsstabilität von Hochleistungslasern befassen.

In Übereinstimmung mit den internationalen Sicherheitsnormen werden die Lasergefahrenstufen in 4 Stufen eingeteilt, wobei CO2 Laser, die in die am wenigsten gefährliche Kategorie fallen.

Weiterführende Lektüre: Sicherheitsstufen für Laserprodukte

Der Hauptvorteil von CO2 Laserschneidmaschinen ist ihre hohe Leistung, mit einem allgemeinen Leistungsbereich von 2000 bis 4000 W. Dadurch können sie schnell und in voller Größe Edelstahl und Kohlenstoffstahl mit einer Dicke von bis zu 25 mm, Aluminium mit einer Dicke von bis zu 4 mm, Acrylplatten mit einer Dicke von bis zu 60 mm, Holzwerkstoffplatten, PVC-Platten und Schneideplatten schneiden, unter anderem.

Ein weiterer Vorteil der CO2 Laser ist, dass sie einen kontinuierlichen Laserstrahl abgeben, der den glattesten Schnittquerschnitt unter den drei Lasern ergibt. Arten von Lasern Schneidemaschinen.

Marktschwerpunkt: Schneiden von Mittel- und Grobblechen mit einer Dicke von 6-25 mm, hauptsächlich für große und mittlere Unternehmen und einige rein ausländische Unternehmen Laserschneidunternehmen.

Aufgrund von Faktoren wie den hohen Wartungskosten für Laser und dem hohen Energieverbrauch des Haupttriebwerks ist der Markt in den letzten Jahren jedoch erheblich geschrumpft. Faserlaser Schneidemaschinen.

YAG-(Festkörper-)Laserschneidmaschine

Der YAG-Festkörperlaser ist für seine niedrigen Kosten und seine Stabilität bekannt, aber seine Energieeffizienz liegt normalerweise unter 3%. Die meisten Produkte haben eine Ausgangsleistung von unter 800 W, was ihre Verwendung hauptsächlich auf das Stanzen beschränkt, Punktschweißenund das Schneiden dünner Bleche.

Sein grüner Laserstrahl kann sowohl im gepulsten als auch im Dauerstrichbetrieb eingesetzt werden, hat eine kurze Wellenlänge und gute Kondensationseigenschaften. Dadurch eignet er sich für die präzise Bearbeitung, insbesondere bei der gepulsten Lochbearbeitung, aber auch zum Schneiden, Schweißen und für die Lithografie.

Der YAG-Festkörperlaser hat jedoch eine Wellenlänge, die nicht ohne weiteres von anderen Materialien absorbiert wird.metallische Werkstoffewas ihn für das Schneiden nichtmetallischer Materialien ungeeignet macht. Die Verbesserung seiner Leistungsstabilität und Langlebigkeit ist entscheidend für seine Entwicklung.

Um dies zu erreichen, ist der Einsatz einer optischen Pumplichtquelle mit großer Kapazität und langer Lebensdauer erforderlich. Durch den Einsatz von optischen Halbleiterpumpen kann die Energieeffizienz erheblich gesteigert werden.

Die wichtigsten Vorteile: Diese Maschine ist in der Lage, Aluminium, Kupfer und die meisten Nichteisenmetalle zu schneiden, was mit anderen Laserschneidmaschinen nicht machbar ist.

Was die Kosten und die Wartung angeht, so ist die Maschine relativ günstig in der Anschaffung und erfordert eine einfache Wartung. Viele der Schlüsseltechnologien wurden erfolgreich von inländischen Unternehmen entwickelt.

Darüber hinaus sind die Kosten für Zubehör und Wartung gering, so dass Betrieb und Wartung der Maschine auch für Personen mit begrenzten technischen Kenntnissen einfach sind.

Marktschwerpunkt: Schneiden von Materialien mit einer Dicke von 8 mm oder weniger.

Diese Maschine wird vor allem von kleinen Unternehmen für den Eigengebrauch sowie von mittleren Unternehmen und der Mehrzahl der Anwender in Branchen wie BlechfertigungHaushaltsgeräte, Küchengeräte, Dekoration, Werbung und andere Bereiche mit geringen Verarbeitungsanforderungen.

Künftig könnte sie schrittweise an die Stelle herkömmlicher Verarbeitungsgeräte wie dem Drahtschneiden treten, CNC-Stanzen, Wasserschneiden und Niederleistungsplasma.

Laserschneidmaschine für optische Fasern

Die Lichtwellenleiterlaser Schneidmaschine bietet eine hochflexible Übertragung des Lasers durch optische Fasern, was zu weniger Fehlerpunkten, einfacher Wartung und hoher Geschwindigkeit führt, was sie für das Schneiden von dünnen Blechen bis 4 mm sehr vorteilhaft macht. Die Qualität beim Schneiden dicker Bleche ist jedoch aufgrund des Einflusses von Festkörperlaser Wellenlängen.

Die Wellenlänge des optischen Faserlaserschneiden Maschine ist 1,06μm, die nicht leicht von nicht-metallischen Materialien absorbiert wird, so dass es für das Schneiden von nicht-metallischen Materialien ungeeignet ist. Seine photoelektrische Umwandlungsrate ist so hoch wie 25%.

In Bezug auf den Stromverbrauch und die Parameter des Kühlsystems ist die optische Faserlaser hat klare Vorteile. Aufgrund seiner kurzen Wellenlänge stellt er jedoch nach internationalen Sicherheitsstandards die größte Gefahr für die Augen dar, so dass die Bearbeitung mit Glasfaserlasern aus Sicherheitsgründen in einer vollständig geschlossenen Umgebung erfolgen muss.

Obwohl es sich um eine aufstrebende Lasertechnologie handelt, ist das Schneiden mit Glasfaserlasern noch nicht so weit verbreitet wie das Schneiden mit CO2 Laserschneidmaschine.

Die wichtigsten Vorteile: Die Faserlaserschneidmaschine hat eine hohe fotoelektrische Umwandlungsrate, einen niedrigen Stromverbrauch und die Fähigkeit, Edelstahlbleche bis zu einer Dicke von 12 mm sowie Kohlenstoffstahlbleche zu schneiden. Es ist die Laserschneidmaschine mit der schnellsten Schneidgeschwindigkeit unter den drei Maschinen.

Außerdem eignet es sich aufgrund seines feinen Schlitzes und seiner guten Punktqualität für den Feinschnitt.

Marktschwerpunkt: Schneiden von Materialien mit einer Dicke von 12 mm oder weniger, insbesondere die hochpräzise Bearbeitung von dünnen Platten.

Diese Maschine ist für Hersteller mit extrem hohen Anforderungen an die Verarbeitungsgenauigkeit und Effizienz konzipiert.

Es wird vorhergesagt, dass mit dem Aufkommen von Lasern mit einer Ausgangsleistung von 5000 W oder mehr, Faserlaserschneidmaschinen wird schließlich den größten Teil des Marktes für CO2-Hochleistungslaserschneidmaschinen ersetzen.

Laser Schneidverfahren

Abbildung 1 zeigt die drei Methoden des Laserschneidens.

Laserschneidverfahren

Abb. 1: Laserschneidverfahren

Laser Schmelzen Schneiden

(1) Beim Laserschmelzschneiden wird ein hochreines inertes Schneidgas in Verbindung mit einem Laserstrahl verwendet, um das Werkstück teilweise zu schmelzen. Das geschmolzene Material wird dann durch einen Luftstrom ausgestoßen. Dieses Verfahren wird als Laserschmelzschneiden bezeichnet, da die Übertragung des Materials nur im flüssigen Zustand erfolgt.

(2) Das Schneidgas fördert das geschmolzene Material vom Schlitz weg, nimmt aber nicht aktiv am Schneidprozess teil.

(3) Im Vergleich zum Schneiden durch Verdampfen ermöglicht das Laserschmelzschneiden höhere Schneidgeschwindigkeiten, da die zum Schmelzen des Materials erforderliche Energie in der Regel geringer ist als die zum Verdampfen. Der Laserstrahl wird während des Prozesses nur teilweise absorbiert.

(4) Die maximale Schnittgeschwindigkeit wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst, darunter Laserleistung, Blechdicke, Materialschmelztemperatur, Luftdruck an der Schnittfuge und Wärmeleitfähigkeit des Materials. Bei einer bestimmten Laserleistung bestimmen diese Faktoren die Grenzbedingungen.

(5) Laserschmelzschneiden erzeugt oxidationsfreie Schnitte für Eisenwerkstoffe und Titanund einer Laserleistungsdichte von 104 W/cm2 bis 105 W/cm2 für Stahlwerkstoffe. Diese Leistungsdichte schmilzt das Material, ohne es zu verdampfen.

Laser-Brennschneiden

Laser Brennschneiden unterscheidet sich vom Laserschmelzschneiden dadurch, dass Sauerstoff als Schneidgas verwendet wird, was zu einer chemischen Reaktion zwischen dem Sauerstoff und dem erhitzten Metall führt, wodurch das Material weiter erhitzt wird. Diese Methode führt zu einer höheren Schneidleistung bei gleicher Dicke des Baustahls im Vergleich zum Schmelzschneiden.

Die Qualität der Schnittfuge ist jedoch nicht so gut wie beim Schmelzschneiden, da breitere Schnittfugen, erhebliche Rauheit, eine größere Wärmeeinflusszoneund eine schlechte Kantenqualität erzeugt werden.

(1) Bei der Arbeit mit Präzisionsmodellen und scharfen Ecken sollte der Laser Brennschneiden ist möglicherweise nicht die beste Option, da die Gefahr besteht, scharfe Ecken abzubrennen. Um die wärmebeeinflusste Zone zu minimieren, können gepulste Laser verwendet werden.

(2) Die Schneidgeschwindigkeit wird durch die verwendete Laserleistung bestimmt. Die begrenzenden Faktoren bei einer bestimmten Laserleistung sind die Verfügbarkeit von Sauerstoff und die Wärmeleitfähigkeit des Materials.

Laser vaporisierung cutting

Beim Laserverdampfungsschneiden wird das Material an der Schnittkante verdampft, was eine hohe Laserleistung erfordert. Um zu verhindern, dass der Materialdampf an der Schlitzwand kondensiert, darf die Materialdicke den Durchmesser des Laserstrahls nicht wesentlich überschreiten. Dieses Verfahren eignet sich nur bedingt für Eisenbasislegierungen und kann nicht bei Materialien wie Holz und Keramik eingesetzt werden, die in der Regel dickere Schnittfugen ergeben.

(1) Der optimale Strahlfokus beim Laserstrahlverdampfungsschneiden hängt von Faktoren wie der Materialstärke und der Strahlqualität ab.

(2) Die optimale Fokusposition wird von der Laserleistung und der Verdampfungswärme beeinflusst.

(3) Für eine bestimmte Blechdicke ist die maximale Schnittgeschwindigkeit umgekehrt proportional zur Materialverdampfungstemperatur.

(4) Die erforderliche Laserleistungsdichte kann je nach Material, Schnitttiefe und Strahlfokusposition mehr als 108 W/cm2 betragen.

(5) Bei einer bestimmten Blechdicke ist die maximale Schneidgeschwindigkeit durch die Geschwindigkeit des Gasstrahls begrenzt, vorausgesetzt, die Laserleistung ist ausreichend.

Laser Schneidprozess

Das Verfahren bezieht sich auf die Wechselwirkung zwischen einem Laserstrahl, einem Prozessgas und dem zu bearbeitenden Werkstück.

Abbildung 2 zeigt die Verarbeitungsparameter.

Verarbeitungsparameter

Abb.2 Verarbeitungsparameter

Schneidevorgang

Vor dem Schneiden erhitzt der Laser das Werkstück auf die Temperatur, die zum Schmelzen und Verdampfen des Materials erforderlich ist. Die Schnittebene besteht aus einer nahezu vertikalen Ebene, die das Material absorbiert. Laserstrahlung um das Material zu erhitzen und zu schmelzen.

Mit Laser BrennschneidenIn den Spalt wird ein Sauerstoffstrom eingeleitet, der die Schmelzzone weiter auf eine Temperatur nahe dem Siedepunkt erhitzt. Durch die daraus resultierende Verdampfung wird das Material entfernt, während das verflüssigte Material mit Hilfe des erhitzten Gases aus dem unteren Teil des Werkstücks ausgetrieben wird.

Beim Laserschmelzschneiden wird das verflüssigte Material mit dem Gas ausgestoßen, das den Schlitz vor Oxidation schützt. Die kontinuierliche Schmelzzone bewegt sich allmählich in Richtung des Schnitts und erzeugt einen durchgehenden Schlitz.

Viele Schlüsselaspekte des Laserschneidprozesses finden in diesem Bereich statt, und die Analyse dieser Aktivitäten liefert wichtige Informationen über das Laserschneiden. Diese Informationen ermöglichen die Berechnung der Schneidgeschwindigkeit und helfen, die Bildung von Ziehlinien zu erklären.

Materialeigenschaften

Die Ergebnisse des Schneidens am Werkstück können unterschiedlich sein und von einem sauberen Schnitt bis hin zu rauen Kanten oder Überbrennungen reichen. Die Qualität des Schnitts wird von mehreren Faktoren beeinflusst, darunter:

(1) Zusammensetzung der Legierung: Die Zusammensetzung der Legierung beeinflusst ihre Festigkeit und ihr spezifisches Gewicht, SchweißbarkeitOxidationsbeständigkeit und bis zu einem gewissen Grad Säurebeständigkeit. Einige der wichtigsten Elemente in Eisenlegierungen sind Kohlenstoff, Chrom, Nickel, Magnesium und Zink. Je höher der Kohlenstoffgehaltdesto schwieriger ist es, das Material zu schneiden (als kritischer Wert gilt ein Kohlenstoffgehalt von 0,8%). Kohlenstoffstähle wie St 37-2, StW 22 und DIN 1.203 können mit dem Laser gut geschnitten werden.

(2) Mikrostruktur des Werkstoffs: Im Allgemeinen gilt: Je feiner die Partikel sind, aus denen das Material besteht, desto besser ist die Qualität des Schnitts.

(3) Oberflächenqualität und -rauhigkeit: Wenn die Oberfläche Rost- oder Oxidationsstellen aufweist, wird das Schnittprofil unregelmäßig und weist viele Bruchstellen auf. Um Wellpappe zu schneiden, wählen Sie die maximale Dicke Schneidparameter.

(4) Oberflächenbehandlung: Die gängigsten Oberflächenbehandlungen sind Verzinken, Lackieren, Eloxieren oder Überziehen mit einer Kunststofffolie. Mit Zink behandelte Bleche haben in der Regel schwergängige Kanten. Die Qualität des Schnitts hängt von der Zusammensetzung des lackierten Produkts ab. Mit Kunststofffolie beschichtete Bleche sind sehr gut für das Laserschneiden geeignet. Die Schichtkante muss sich immer auf der Oberseite des Schneidewerkstücks befinden, um eine problemlose kapazitive Erkennung und eine optimale Haftung der beschichteten Schicht zu gewährleisten.

(5) Strahlenreflexion: Die Art und Weise, wie der Lichtstrahl auf der Oberfläche des Werkstücks reflektiert wird, hängt vom Grundmaterial ab, Oberflächenrauhigkeitund die Art der Behandlung. Einige AluminiumlegierungenKupfer, Messing und rostfreier Stahl haben ein hohes Reflexionsvermögen. Beim Schneiden dieser Materialien sollte die Fokusposition besonders sorgfältig eingestellt werden.

(6) Wärmeleitfähigkeit: Werkstoffe mit geringer Wärmeleitfähigkeit benötigen beim Schweißen weniger Strom als Werkstoffe mit hoher Wärmeleitfähigkeit. Zum Beispiel, Chrom-Nickel legierter Stahl benötigt weniger Energie als Baustahl, und bei der Bearbeitung wird weniger Wärme absorbiert. Materialien wie Kupfer, Aluminium und Messing leiten die Wärme vom Zielpunkt des Strahls weg, was das Schmelzen des Materials in der Wärmeeinflusszone erschwert.

(7) Wärmebeeinflusste Zone: Beim Laserbrennschneiden und Laserschmelzschneiden kommt es zu Materialschwankungen im Randbereich des geschnittenen Materials. Der Bereich der Wärmeeinflusszone ist abhängig von der Dicke des Grundmaterials.

In Tabelle 1 sind einige Referenzwerte aufgeführt.

Tabelle 1 Verhältnis zwischen der Materialdicke und der Wärmeeinflusszone

Material Dicke/mmWärmebeeinflusste Zone/mm
St 37KohlenstoffstahlAluminium
10.050.050.10
20.100.100.20
30.150.150.30
40.200.350.40
50.250.340.50
60.300.550.60
80.400.750.70
100.500.85--
120.60----

Dies geht aus der Tabelle hervor:

(1) Bei der Verarbeitung von Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt oder von sauerstofffreiem Stahl ist der Abschreckungseffekt in der Wärmeeinflusszone reduziert.

(2) Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt, wie z. B. Ck60, härtet den Kantenbereich.

(3) Die Wärmeeinflusszone einer hartgewalzten Aluminiumlegierung ist etwas weicher als der Rest des Materials.

Analyse der Bewertung von Laserschnitt-Einschnitten

Verarbeitbarkeit von verschiedenen Materialien

(1) Baustahl

Das Brennschneiden kann verwendet werden, allerdings kann die Schnittkante leicht oxidiert sein.

Für Bleche mit einer Dicke von 4 mm ist Stickstoffgas für das Hochdruckschneiden geeignet.

Bei der Bearbeitung von komplexen Konturen und kleinen Löchern (mit einem Durchmesser kleiner als die Materialstärke) sollte der Impulsmodus verwendet werden, um das Schneiden von scharfen Ecken zu vermeiden.

Baustahl: Schnitt mit O2

DefektMögliche UrsacheLösung
Kein Grat, konsistente Traktionslinie
Kein Grat, konsistente Traktionslinie

Rechte Leistung
Geeignete Vorschubgeschwindigkeit
 
Die Zuglinie am Boden ist stark versetzt, und der Schnitt am Boden ist breiter
Die Zuglinie am Boden ist stark versetzt, und der Schnitt am Boden ist breiter

Die Vorschubgeschwindigkeit ist zu hoch
Die Laserleistung ist zu niedrig
Der Luftdruck ist zu niedrig
Fokus ist zu hoch
Reduzieren Sie den Vorschub
Erhöhung der Laserleistung
Luftdruck erhöhen
Unterer Fokus
Die Grate auf der Unterseite sind schlackenähnlich, tropfenförmig und leicht zu entfernen.
Die Grate auf der Unterseite sind schlackenähnlich, tropfenförmig und leicht zu entfernen.

Die Vorschubgeschwindigkeit ist zu hoch
Der Luftdruck ist zu niedrig
Fokus ist zu hoch
Reduzieren Sie den Vorschub
Luftdruck erhöhen
Unterer Fokus
Metallische Grate die miteinander verbunden sind, können als ganzes Stück entfernt werden
Zusammenhängende Metallgrate können als ganzes Stück entfernt werden

Fokus ist zu hochUnterer Fokus
Metallgrate auf der Unterseite sind schwer zu entfernen
Metallgrate auf der Unterseite sind schwer zu entfernen

Die Vorschubgeschwindigkeit ist zu hoch
Der Luftdruck ist zu niedrig
Unreines Gas
Fokus ist zu hoch
Reduzieren Sie den Vorschub
Luftdruck erhöhen
Reineres Gas verwenden
Unterer Fokus
Nur eine Seite hat Grate
Nur eine Seite hat Grate

Falsche Ausrichtung der Düse
Defekte Düse
Zentrierdüse
Düse wechseln

Beim Schneiden von Baustahl sollte Folgendes beachtet werden:

  • Je höher der Kohlenstoffgehalt ist, desto eher neigen die Schneiden zum Abschrecken und Überbrennen der Ecken.
  • Bleche mit einem höheren Legierungsgehalt sind schwieriger zu schneiden als Bleche mit einem niedrigeren Gehalt.
  • Eine oxidierte oder sandgestrahlte Oberfläche führt zu einer schlechten Schnittqualität.
  • Die Restwärme auf der Plattenoberfläche kann sich negativ auf das Schneidergebnis auswirken.
  • Bei Blechen mit einer Dicke von mehr als 10 mm lassen sich bessere Ergebnisse erzielen, wenn spezielle Laserelektroden verwendet werden und die Werkstückoberfläche während des Prozesses eingeölt wird.
  • Um Spannungen abzubauen, empfiehlt es sich, Stahlplatten erst nach der Nachbehandlung zu schneiden.
  • Um eine saubere Schnittfläche auf Baustahl zu erhalten, sollten die folgenden Richtlinien befolgt werden:

Si ≤ 0,04%: Laserbearbeitung wird bevorzugt.

Si < 0,25%: In einigen Fällen kann eine schlechte Schnittqualität auftreten.

Si > 0,25%: nicht für das Laserschneiden geeignet.

DefektMögliche UrsacheLösung
Material wird von oben ausgetragen
Material wird von oben ausgetragen

Die Leistung ist zu gering
Die Vorschubgeschwindigkeit ist zu hoch
Leistung erhöhen
Reduzieren Sie den Vorschub
Schräge Oberfläche schneidet gut auf beiden Seiten, aber schlecht auf beiden Seiten
Schräge Oberfläche schneidet gut auf beiden Seiten, aber schlecht auf beiden Seiten

Der Polarisationsspiegel ist nicht geeignet, die Montage ist falsch oder defekt Der Polarisationsspiegel ist an der Position des Umlenkspiegels montiertPrüfen Sie den Polarisationsspiegel
Kontrolle des Umlenkspiegels
Blaues Plasma, das Werkstück wird nicht durchgeschnitten
Blaues Plasma, das Werkstück wird nicht durchgeschnitten

Prozessgasfehler (N2)
Die Vorschubgeschwindigkeit ist zu hoch
Die Leistung ist zu gering
Verwendung von Sauerstoff als Prozessgas
Reduzieren Sie den Vorschub
Leistung erhöhen
Die Schnittfläche ist nicht präzise
Die Schnittfläche ist nicht präzise

Der Luftdruck ist zu hoch
Die Düse ist beschädigt
Der Düsendurchmesser ist zu groß
Schlechtes Material
Luftdruck verringern
Düse austauschen
Installieren Sie die richtige Düse
Verwenden Sie eine glatte Oberfläche
Homogenes Material
Keine Grate, der schräge Einschnitt der Traktionslinie wird nach unten hin schmaler
Keine Grate, der schräge Einschnitt der Traktionslinie wird nach unten hin schmaler

Die Vorschubgeschwindigkeit ist zu hochReduzieren Sie den Vorschub
Krater
Krater

Der Luftdruck ist zu hoch
Die Vorschubgeschwindigkeit ist zu niedrig
Fokus ist zu hoch
Rost auf der Oberfläche des Blechs
Überhitztes Werkstück
Unreines Material
Luftdruck verringern
Erhöhen Sie die Vorschubgeschwindigkeit
Unterer Fokus
Verwendung von Material besserer Qualität
Die sehr raue Schnittfläche
Die sehr raue Schnittfläche

Fokus ist zu hoch
Der Luftdruck ist zu hoch
Die Vorschubgeschwindigkeit ist zu niedrig
Material ist zu heiß
Unterer Fokus
Luftdruck verringern
Erhöhen Sie die Vorschubgeschwindigkeit
Material zur Kühlung

 Mehrere Schlüsselparameter, die den Prozess beeinflussen

N1-Gas-Parameter

  • Gasart: Stickstoff, Sauerstoff und Druckluft
  • Reinheit des Gases: Im Allgemeinen zwischen 99,99% und 99,999% des Luftdrucks.
  • Der maximale Luftdruck beim Niederdruckschneiden beträgt 5 bar, beim Hochdruckschneiden beträgt der maximale Luftdruck zwischen Düse und Platte 20 bar;
  • Der Abstand zwischen der Düsenöffnung und der Werkstückoberfläche muss so gering wie möglich sein.
  • Je kleiner der Abstand, desto größer ist der tatsächliche Luftstrom in den Einschnitt.
  • Der Abstand beträgt in der Regel zwischen 0,5 und 1,5 mm.

(2) Rostfreier Stahl

  • Das Brennschneiden wird eingesetzt, wenn die Oxidation der Kanten minimal ist.
  • Durch die Kombination von hoher Leistung und Hochdruck-Stickstoff kann eine Schneidgeschwindigkeit erreicht werden, die der des Brennschneidens entspricht oder diese übertrifft.
  • Bei der Verwendung von Stickstoff zur Bearbeitung von rostfreiem Stahl mit einer Dicke von mehr als 4 mm ist es notwendig, die Fokusposition neu einzustellen und die Geschwindigkeit zu verringern, um die Bildung von Graten zu minimieren.
  • Für Bleche, die dicker als 5 mm sind, eignet sich das Brennschneiden, allerdings muss die Vorschubgeschwindigkeit verringert und der Laserpulsmodus verwendet werden.
  • Beim Einstechen und Schneiden sollte die gleiche Düsenhöhe verwendet werden. Für Schneiden von rostfreiem StahlDie empfohlene Methode ist Hochdruck-Stickstoff.
DefektMögliche UrsacheLösung
Erzeugt winzige regelmäßige Grate
Erzeugt winzige regelmäßige Grate

Fokus ist zu niedrig
Die Vorschubgeschwindigkeit ist zu hoch
Fokus anheben
Reduzieren Sie den Vorschub
Auf beiden Seiten entstehen lange, unregelmäßige, fadenförmige Grate, und die Oberfläche der großen Platte ist verfärbt.
Auf beiden Seiten entstehen lange, unregelmäßige, fadenförmige Grate, und die Oberfläche der großen Platte ist verfärbt.

Die Vorschubgeschwindigkeit ist zu niedrig
Fokus ist zu hoch
Der Luftdruck ist zu niedrig
Material ist zu heiß
Erhöhen Sie die Vorschubgeschwindigkeit
Unterer Fokus
Luftdruck erhöhen
Material zur Kühlung
nur auf einer Seite der Schneide lange, unregelmäßige Grate erzeugen
nur auf einer Seite der Schneide lange, unregelmäßige Grate erzeugen

Die Düse ist nicht zentriert
Fokus ist zu hoch
Der Luftdruck ist zu niedrig
Die Geschwindigkeit ist zu niedrig
Zentrierdüse
Unterer Fokus
Luftdruck erhöhen
Beschleunigen Sie
Gelbe SchnittkantenStickstoff enthält SauerstoffverunreinigungenVerwenden Sie Stickstoff von guter Qualität
Plasma wird auf einer geraden Strecke erzeugt
Plasma wird auf einer geraden Strecke erzeugt

Die Vorschubgeschwindigkeit ist zu hoch
Die Leistung ist zu gering
Fokus ist zu niedrig
Reduzieren Sie den Vorschub
Leistung erhöhen
Fokus anheben
Divergenz der StrahlenDie Vorschubgeschwindigkeit ist zu hoch
Die Leistung ist zu gering
Fokus ist zu niedrig
Reduzieren Sie den Vorschub
Leistung erhöhen
Fokus anheben
Plasma an der EckeDie Winkeltoleranz ist zu hoch
Modulation zu hoch
Zu hohe Beschleunigung
Winkeltoleranz verkleinern
Verringerung der Modulation oder Beschleunigung
Der Strahl divergiert am AnfangZu hohe Beschleunigung
Fokus ist zu niedrig
Das geschmolzene Material entlud sich nicht
Beschleunigung vermindern
Fokus anheben
Durchbohrtes Loch
GrobschnittDie Düse ist beschädigt
Das Objektiv ist verschmutzt
Ersetzen Sie die Düse, um die Linse zu reinigen, und ersetzen Sie sie, falls erforderlich.
Material wird von oben ausgetragen
Material wird von oben ausgetragen

Die Leistung ist zu gering
Vorschubgeschwindigkeit ist zu groß
Der Luftdruck ist zu hoch
Leistung erhöhen
Reduzieren Sie den Vorschub
Luftdruck verringern

(3) Aluminium

Aluminium und seine Legierungen eignen sich besser für das Schneiden im kontinuierlichen Modus.

N2-Laserleistung

Es kann zwischen kontinuierlichem und gepulstem Betrieb gewählt werden, wobei der kontinuierliche Betrieb in der Regel für schnelle, routinemäßige Schneidvorgänge verwendet wird.

Der gepulste Modus wird für hochpräzise Schneidvorgänge eingesetzt, die strenge Anforderungen an die Stirnfläche stellen, und er arbeitet deutlich langsamer als der kontinuierliche Modus.

  • Beim Schneiden mit Sauerstoff ist die Schnittfläche rau und hart, was zu einer kleinen, schwer zu entfernenden Flamme führt.
  • Beim Schneiden mit Stickstoffgas ist die Schnittfläche glatt. Außerdem können bei der Bearbeitung von Platten unter 3 mm durch optimale Einstellungen praktisch gratfreie Schnitte erzielt werden. Bei dickeren Platten können jedoch Grate entstehen, die sich nur schwer entfernen lassen.
  • Reines Aluminium ist aufgrund seines hohen Reinheitsgrades schwer zu schneiden.
  • Je höher der Legierungsanteil ist, desto leichter lässt sich das Material schneiden.

Anmerkung: Vor Aluminium schneidenmuss eine "reflektierende Absorptionsvorrichtung" auf dem System installiert werden, da sonst die optischen Komponenten beschädigt werden.

Aluminiumlegierung: Schneiden mit N2 hoher Druck

DefektMögliche UrsacheLösung
Beide Seiten haben lange, unregelmäßige, fadenförmige Grate, die schwer zu entfernen sind.
Beide Seiten haben lange, unregelmäßige, fadenförmige Grate, die schwer zu entfernen sind.

Fokus ist zu hoch
Der Luftdruck ist zu niedrig
Die Vorschubgeschwindigkeit ist zu niedrig
Unterer Fokus
Luftdruck erhöhen
Erhöhen Sie die Vorschubgeschwindigkeit
Lange unregelmäßige Grate auf beiden Seiten
Kann manuell entfernt werden
Lange unregelmäßige Grate auf beiden Seiten Können manuell entfernt werden

Die Vorschubgeschwindigkeit ist zu niedrigErhöhen Sie die Vorschubgeschwindigkeit
GrobschnittDer Düsendurchmesser ist zu groß
Die Düse ist beschädigt
Der Luftdruck ist zu hoch
Installieren Sie die richtige Düse
Düse austauschen
Luftdruck verringern
Erzeugt feine und regelmäßige Grate, die schwer zu entfernen sind
Erzeugt feine und regelmäßige Grate, die schwer zu entfernen sind

Fokus ist zu niedrig
Die Vorschubgeschwindigkeit ist zu hoch
Fokus anheben
Reduzieren Sie den Vorschub
Plasma wird auf einer geraden Strecke erzeugtDie Vorschubgeschwindigkeit ist zu hoch
Fokus ist zu niedrig
Reduzieren Sie den Vorschub
Fokus anheben
Divergenz der StrahlenDie Vorschubgeschwindigkeit ist zu hochReduzieren Sie den Vorschub
Plasma an der EckeDie Winkeltoleranz ist zu hoch
Modulation zu hoch
Zu hohe Beschleunigung
Winkeltoleranz verkleinern
Verringerung der Modulation oder Beschleunigung
Der Strahl divergiert am AnfangDie Anfluggeschwindigkeit ist zu hoch
Fokus ist zu niedrig
Reduzieren Sie die Anfluggeschwindigkeit
Fokus anheben
GrobschnittDie Düse ist beschädigtDüse austauschen
Material wird von oben ausgetragen
Material wird von oben ausgetragen

Die Leistung ist zu gering
Vorschubgeschwindigkeit ist zu groß
Leistung erhöhen
Reduzieren Sie den Vorschub

(4) Titan

Titanplatten werden unter Verwendung von Argon und Stickstoff als Prozessgase geschnitten. Weitere Parameter sind in Nickel-Chrom-Stahl zu finden.

(5) Kupfer und Messing

  • Sowohl Kupfer als auch Messing haben ein hohes Reflexionsvermögen und eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit.
  • Messing mit einer Dicke von bis zu 1 mm kann mit Stickstoffgas geschnitten werden.
  • Für die Bearbeitung von Kupfer mit einer Dicke von weniger als 2 mm muss Sauerstoffgas verwendet werden.

Hinweis: Das Schneiden von Kupfer und Messing ist nur möglich, wenn das System mit einer "Reflexionsabsorptionsvorrichtung" ausgestattet ist, da sonst die optischen Komponenten beschädigt werden.

(6) Synthetische Materialien

CSchnittgeschwindigkeit

Die Schnittgeschwindigkeit eines Blechs hängt von seiner Dicke ab, wobei dünnere Bleche einen schnelleren Schnitt ermöglichen.

Bei der Bearbeitung von geraden Konturen kann die Schnittgeschwindigkeit den maximal eingestellten Wert erreichen.

Bei der Bearbeitung von Bogenkonturen oder Ecken wird die Schnittgeschwindigkeit jedoch automatisch reduziert, um eine qualitativ hochwertige Bearbeitung zu gewährleisten.

Die Laserleistung ist ebenfalls ein Faktor für die Bearbeitungsgeschwindigkeit, wobei eine höhere Laserleistung zu einer schnelleren Bearbeitung führt.

Bei der Verwendung eines Laserschneiders ist es wichtig, die potenziellen Gefahren beim Schneiden von Kunststoffen und die Emission von Schadstoffen zu berücksichtigen.

Zu den synthetischen Materialien, die verarbeitet werden können, gehören Thermoplaste, duroplastische Materialien und künstlicher Gummi.

Es wird jedoch nicht empfohlen, einen Laserschneider für die Bearbeitung von PVC oder Polyethylen zu verwenden, da dabei giftige Gase entstehen. Das Wasserschneiden ist für diese beiden Materialien eine sicherere Alternative.

Acrylglas kann mit einem Laser geschnitten werden, wobei Stickstoff als Bearbeitungsgas verwendet wird. Der Druck muss unter 0,5 bar gehalten werden, um eine glatte Schnittfläche zu erzielen.

(7) Organische Stoffe

Acrylglas kann mit einem Laser mit Stickstoff als Bearbeitungsgas geschnitten werden. Um eine glatte Schnittfläche zu erzielen, muss der Luftdruck unter 0,5 bar liegen.

Beim Schneiden organischer Materialien besteht Brandgefahr, unabhängig davon, ob Stickstoff oder Druckluft als Prozessgas verwendet wird.

Materialien wie Holz, Leder, Pappe und Papier können mit dem Laser geschnitten werden, was zu verbrannten (braunen) Kanten führt. Je schneller die Vorschubgeschwindigkeit, desto geringer die Verkohlung.

Beim Schneiden von Sperrholz kann aufgrund der unterschiedlichen Zusammensetzung der einzelnen Leimschichten ein sauberer Schnitt nicht garantiert werden.

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Shane
Autor

Shane

Gründerin von MachineMFG

Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.

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