Sie müssen die Grundkenntnisse des Schneidens von grünen Lasermarkierern beherrschen !

 

Bereits in den 1970er Jahren wurden erstmals Laser zum Schneiden eingesetzt. In der modernen industriellen Produktion wird das Laserschneiden immer häufiger in der Blech-, Kunststoff-, Glas-, Keramik-, Halbleiter-, Textil-, Holz- und Papierverarbeitung sowie in anderen Materialbearbeitungen eingesetzt. Auch die Anwendung des Laserschneidens im Bereich der Fein- und Mikrobearbeitung wird in den nächsten Jahren deutlich wachsen.

 

Laser schneiden

 

Wenn der fokussierte Laserstrahl auf das Werkstück trifft, steigt der bestrahlte Bereich stark an, um das Material zu schmelzen oder zu verdampfen. Durchdringt der Laserstrahl das Werkstück, beginnt der Schneidprozess: Der Laserstrahl bewegt sich entlang der Konturlinie und schmilzt dabei das Material. Üblicherweise wird die Schmelze mit einem Luftstrahl vom Einschnitt weggeblasen, wobei zwischen Schnittteil und Plattenrahmen ein schmaler Spalt verbleibt, der fast so breit ist wie der fokussierte Laserstrahl.

 

 

Brennschneiden

 

Brennschneiden ist ein Standardverfahren beim Schneiden von Baustahl mit Sauerstoff als Schneidgas. Sauerstoff wird bis zu 6 bar unter Druck gesetzt und dann in den Einschnitt geblasen. Dort reagiert das erhitzte Metall mit Sauerstoff: Es beginnt zu brennen und zu oxidieren. Die chemische Reaktion setzt eine große Energiemenge frei (bis zum Fünffachen der Laserenergie), um den Laserstrahl beim Schneiden zu unterstützen.

 

Schmelzschneiden

 

Schmelzschneiden ist ein weiteres Standardverfahren, das beim Schneiden von Metall verwendet wird. Es kann auch zum Schneiden anderer schmelzbarer Materialien wie Keramik verwendet werden.

 

Als Schneidgas wird Stickstoff oder Argon verwendet und Gas mit einem Druck von 2-20 bar durch den Einschnitt geblasen. Argon und Stickstoff sind Edelgase, das heißt, sie reagieren nicht mit der Metallschmelze im Einschnitt, sondern blasen sie nur zu Boden. Gleichzeitig kann das Inertgas die Schneide vor Luftoxidation schützen.

 

Druckluftschneiden

 

Druckluft kann auch zum Schneiden dünner Platten verwendet werden. Ein Luftdruck von 5-6 bar reicht aus, um das geschmolzene Metall im Einschnitt wegzublasen. Da die Luft zu fast 80 % aus Stickstoff besteht, ist das Druckluftschneiden im Grunde genommen ein Schmelzschneiden.

 

Plasmaunterstütztes Schneiden

 

Bei richtiger Parameterwahl entstehen im plasmaunterstützten Schmelz- und Schneidschnitt Plasmawolken. Die Plasmawolke besteht aus ionisiertem Metalldampf und ionisiertem Schneidgas. Die Plasmawolke absorbiert die Energie des CO2-Lasers und wandelt sie in das Werkstück um, sodass mehr Energie an das Werkstück gekoppelt wird und das Material schneller schmilzt, was zu einem schnelleren Schneiden führt. Daher wird dieses Schneidverfahren auch als Hochgeschwindigkeits-Plasmaschneiden bezeichnet.

 

Die Plasmawolke ist für den Festkörperlaser tatsächlich transparent, sodass beim plasmaunterstützten Schmelzen und Schneiden nur CO2-Laser verwendet werden können.

 

Vergasungsschneiden

 

Beim Verdampfungsschneiden wird das Material verdampft, wodurch die thermische Wirkung auf die umgebenden Materialien so gering wie möglich gehalten wird. Der obige Effekt kann erreicht werden, indem eine kontinuierliche CO2-Laserbearbeitung verwendet wird, um Materialien mit geringer Wärme und hoher Absorption zu verdampfen, wie z. B. dünne Kunststofffolien und unschmelzbare Materialien wie Holz, Papier und Schaumstoff.

Ultrakurzpulslaser ermöglichen die Übertragung dieser Technologie auf andere Materialien. Die freien Elektronen im Metall absorbieren das Laserlicht und erhitzen sich heftig. Der Laserpuls reagiert nicht mit den geschmolzenen Partikeln und dem Plasma, das Material sublimiert direkt und es bleibt keine Zeit, Energie in Form von Wärme an die umgebenden Materialien zu übertragen. Wenn der Pikosekundenpuls das Material abträgt, gibt es keinen offensichtlichen thermischen Effekt, kein Schmelzen und keine Gratbildung.

 

Parameter: Passen Sie den Verarbeitungsprozess an

 

Viele Parameter beeinflussen den Laserschneidprozess, einige davon hängen von der technischen Leistungsfähigkeit des Lasers und der Werkzeugmaschine ab, andere sind variabel.

 

Grad der Polarisierung

 

Der Polarisationsgrad gibt an, wie viel Prozent des Laserlichts konvertiert werden. Der typische Polarisationsgrad liegt im Allgemeinen bei etwa 90 %. Dies ist ausreichend für qualitativ hochwertiges Schneiden.

 

Fokusdurchmesser

 

Der Fokusdurchmesser beeinflusst die Breite des Einschnitts, und der Fokusdurchmesser kann geändert werden, indem die Brennweite der Fokussierlinse geändert wird. Ein kleinerer Fokusdurchmesser bedeutet einen schmaleren Einschnitt.

 

Fokusposition

 

Die Fokuslage bestimmt Strahldurchmesser und Leistungsdichte auf der Werkstückoberfläche und die Schnittform.

 

Laserleistung

 

Die Laserleistung sollte zur Bearbeitungsart, Materialart und Dicke passen. Die Leistung muss so hoch sein, dass die Leistungsdichte am Werkstück die Bearbeitungsschwelle überschreitet.

 

Betriebsart

 

Der kontinuierliche Modus wird hauptsächlich verwendet, um Standardkonturen von Metallen und Kunststoffen von Millimetern bis Zentimetern zu schneiden. Um die Perforation aufzuschmelzen oder eine präzise Kontur zu erzeugen, kommt ein niederfrequenter Pulslaser zum Einsatz.

 

Schneidgeschwindigkeit

 

Laserleistung und Laserschneidgeschwindigkeit müssen aufeinander abgestimmt sein. Zu schnelle oder zu langsame Schnittgeschwindigkeiten führen zu erhöhter Rauheit und Gratbildung.

 

Düsendurchmesser

 

Der Durchmesser der Düse bestimmt den Strom und die Form des aus der Düse ausgestoßenen Gases. Je dicker das Material, desto größer der Durchmesser des Gasstrahls und entsprechend größer der Durchmesser der Düsenöffnung.

 

Gasreinheit und Druck

 

Als Schneidgase werden häufig Sauerstoff und Stickstoff verwendet. Die Reinheit und der Druck des Gases beeinflussen die Schneidwirkung.

Beim Sauerstoff-Brennschneiden muss die Gasreinheit 99,95 % erreichen. Je dicker die Stahlplatte ist, desto geringer ist der verwendete Gasdruck.

Bei der Verwendung von Stickstoff zum Schmelzen und Schneiden muss die Gasreinheit 99,995 % (idealerweise 99,999 %) erreichen, und zum Schmelzen und Schneiden dicker Stahlplatten ist ein höherer Luftdruck erforderlich.

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Technisches Datenblatt

 

In der Anfangsphase des Laserschneidens muss der Anwender die Einstellung der Bearbeitungsparameter durch einen Probebetrieb selbst entscheiden. Ausgereifte Bearbeitungsparameter sind nun in der Steuereinrichtung des Schneidsystems hinterlegt. Für jede Materialart und Dicke gibt es entsprechende Daten. Die technische Parametertabelle ermöglicht auch demjenigen, der mit dieser Technologie nicht vertraut ist, die Laserschneidanlage reibungslos zu bedienen.

 

Bewertungsfaktoren für die Qualität des Laserschneidens

 

Es gibt viele Kriterien zur Beurteilung der Qualität von Laserschnittkanten. Standards wie Gratform, Vertiefung und Körnung können mit bloßem Auge beurteilt werden; Vertikalität, Rauheit und Schnittbreite müssen mit speziellen Instrumenten gemessen werden. Materialabscheidung, Korrosion, Wärmeeinflussbereich und Verformung sind ebenfalls wichtige Faktoren, um die Qualität des Laserschneidens zu messen.

Der anhaltende Erfolg des Laserschneidens ist für die meisten anderen Verfahren unerreichbar. Dieser Trend setzt sich bis heute fort. In Zukunft werden die Anwendungsperspektiven des Laserschneidens immer breiter werden.