Entdecken Sie 4 Arten von Laserschneidverfahren

4 Hauptmethoden des Laserschneidens

Das Laserschneiden ist ein berührungsloses Bearbeitungsverfahren, das eine hohe Energie und Dichtekontrolle bietet.

Der Laserstrahl wird so gebündelt, dass er einen Lichtpunkt mit hoher Energiedichte bildet, was beim Schneiden viele Vorteile mit sich bringt. Beim Laserschneiden werden hauptsächlich vier verschiedene Schneidmethoden eingesetzt, um verschiedene Situationen zu bewältigen.

Laserschneidverfahren

Fusionsschneiden

Beim Laserschmelzschneiden wird das Werkstück teilweise aufgeschmolzen und das geschmolzene Material durch einen Luftstrom ausgestoßen. Da der Materialtransfer nur im flüssigen Zustand erfolgt, wird das Verfahren als Laserschmelzschneiden bezeichnet. Der Laserstrahl wird von einem hochreinen, inerten Schneidgas begleitet, das das geschmolzene Material aus dem Schlitz austreten lässt, während das Gas selbst nicht am Schneidvorgang beteiligt ist.

Beim Laserschmelzschneiden wird eine höhere Schneidgeschwindigkeit als beim Vergasungsschneiden erreicht, da die für die Vergasung erforderliche Energie in der Regel höher ist als die zum Schmelzen des Materials erforderliche Energie. Beim Laserschmelzschneiden wird der Laserstrahl nur teilweise absorbiert. Die maximale Schneidgeschwindigkeit steigt mit der Laserleistung und sinkt mit zunehmender Blechdicke und Schmelztemperatur des Materials.

Wenn die Laserleistung unter einem bestimmten Wert liegt, ist der begrenzende Faktor der Luftdruck am Schlitz und die Wärmeleitfähigkeit des Materials. Das Laserschmelzschneiden kann einen nicht oxidierenden Schnitt für Eisen, Stahl und Titan erzeugen, da es ein Schmelzen gibt, aber es erreicht nicht die Laserleistungsdichte für die Vergasung erforderlich. Bei Stahlwerkstoffen liegt dieser Wert im Bereich von 104 W/cm2 bis 105W/cm2.

Schneiden durch Verdampfung

In der Prozess der Laser Bei der Vergasung steigt die Oberflächentemperatur des Materials so schnell auf den Siedepunkt an, dass ein Schmelzen durch Wärmeleitung vermieden wird. Ein Teil des Materials verdampft zu Dampf, während ein Teil des Materials durch den Hilfsgasstrom vom Boden des Schlitzes weggeblasen wird. Dieser Prozess erfordert eine sehr hohe Laserleistung. Um zu verhindern, dass der Materialdampf in der Spaltwand kondensiert, darf die Dicke des Materials nicht größer sein als der Durchmesser des Laserstrahls.

Dieses Verfahren ist nur für Anwendungen geeignet, bei denen die Entfernung von geschmolzenem Material vermieden werden muss. Es wird nur in kleinen Bereichen für Eisenlegierungen eingesetzt und kann nicht für Materialien wie Holz und bestimmte Keramiken verwendet werden, die sich nicht im geschmolzenen Zustand befinden und bei denen es daher weniger wahrscheinlich ist, dass das Material verdichtet wird. Außerdem erfordern diese Materialien in der Regel einen dickeren Einschnitt.

Beim Laservergasungsschneiden hängt die optimale Strahlfokussierung von der Materialstärke und der Strahlqualität ab. Laserleistung und Vergasungswärme haben nur einen gewissen Einfluss auf die optimale Fokuslage. Bei Blechdicken unterhalb einer bestimmten Zahl ist die maximale Schneidgeschwindigkeit umgekehrt proportional zur Vergasungstemperatur des Materials. Die erforderliche Laserleistungsdichte ist größer als 108 W/cm2 und hängt vom Material, der Schnitttiefe und der Position des Strahlfokus ab.

Bei bestimmten Blechdicken ist die maximale Schnittgeschwindigkeit durch die Geschwindigkeit des Gasstrahls begrenzt.

Bruchgesteuertes Schneiden

Das bruchgesteuerte Schneiden durch Laserstrahlerwärmung ist ein schnelles und kontrollierbares Schneidverfahren für spröde und hitzeanfällige Werkstoffe.

Der Hauptinhalt dieses Schneidverfahrens besteht darin, dass der Laserstrahl einen kleinen Bereich des spröden Materials erwärmt, wodurch ein großer Wärmegradient und eine starke mechanische Verformung in diesem Bereich verursacht wird, was zum Bruch des Materials führt. Solange der ausgeglichene Wärmegradient beibehalten wird, kann der Laserstrahl die Risse in jede gewünschte Richtung lenken.

Oxidationsschmelzschneiden(Laserbrennschneiden)

Laser-Brennschneiden

Beim Schmelzschneiden wird normalerweise ein Inertgas verwendet. Wenn Sauerstoff oder ein anderes reaktives Gas verwendet wird, wird das Material unter der Strahlung des Laserstrahls entzündet und reagiert chemisch mit dem Sauerstoff, wodurch eine weitere Wärmequelle entsteht, die das Material weiter erhitzt. Dieses Verfahren wird als oxidierendes Schmelzschneiden bezeichnet.

Aufgrund dieses Effekts ist die Schnittgeschwindigkeit für die gleiche Dicke des Baustahls höher als beim Schmelzschneiden, aber die Schnitteinschnitte können schlechter sein. Dies kann zu breiteren Schnittnähten, deutlicher Rauheit, größeren thermischen Einwirkungszonen und schlechterer Kantenqualität führen.

Laser Brennschneiden ist für die Bearbeitung von Präzisionsmodellen und scharfen Ecken nicht geeignet, da die Gefahr besteht, dass die scharfen Ecken verbrannt werden. Der Pulsmoduslaser kann zur Begrenzung der Wärmewirkung verwendet werden, und die Laserleistung bestimmt die Schneidgeschwindigkeit.

Bei einer bestimmten Laserleistung sind die begrenzenden Faktoren die Zufuhr von Sauerstoff und die Wärmeleitfähigkeit des Materials.

Schlussfolgerung

Dies sind die vier am häufigsten verwendeten Methoden zur Laserschneidenund die Benutzer können den Schneidplan auf der Grundlage der Leistung der Schneidausrüstung, der Verarbeitungsanforderungen und der Materialeigenschaften festlegen.

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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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