Einleitung
Die Lasertechnologie wurde erstmals bereits in den 1970er Jahren für das Schneiden eingesetzt.Halbleiter, sowie Textilien, Holz und Papier.
Laserschneiden
Wenn ein fokussierter Laserstrahl auf das Werkstück trifft, erwärmt sich das bestrahlte Gebiet rasch, wodurch das Material schmilzt oder verdampft.Der Laserstrahl bewegt sich entlang der KonturlinieEin Gasstrahl bläst das geschmolzene Material typischerweise vom Schnitt weg und hinterlässt einen schmalen Schlitz, fast so breit wie der fokussierte Laserstrahl.
Schnitt mit der Flamme
Das Flammschneiden ist ein Standardverfahren zum Schneiden von kohlenstoffarmem Stahl, bei dem Sauerstoff als Schneidgas verwendet wird.Das erhitzte Metall reagiert mit dem SauerstoffDie chemische Reaktion setzt eine beträchtliche Menge an Energie (bis zu fünfmal so viel wie die Laserenergie) frei, um den Laserstrahl beim Schneiden zu unterstützen.
Schmelzschneiden
Das Schmelzschneiden ist ein weiteres Standardverfahren, das zum Schneiden von Metallen verwendet wird. Es kann auch verwendet werden, um andere verschmelzbare Materialien wie Keramik zu schneiden.mit einer Breite von mehr als 20 mm,Argon und Stickstoff sind inerte Gase, d.h. sie reagieren nicht mit dem geschmolzenen Metall im Schnitt, sondern blasen es nur nach unten.
Druckluftschneiden
Da fast 80% der Luft aus Stickstoff besteht, reicht die Luft, die auf 5 bis 6 bar gedrückt wird, aus, um das geschmolzene Metall im Schnitt wegzublasen.Druckluftschneiden ist im Wesentlichen eine Form des Schmelzschnitts.
Plasmaunterstütztes Schneiden
Wenn die Parameter richtig ausgewählt werden, bilden sich bei plasmaunterstütztem Schmelzschneiden Plasmawolken im Schnitt.Die Plasmawolke absorbiert die Energie des CO2-Lasers und überträgt sie auf das WerkstückDas Verfahren wird auch als Hochgeschwindigkeits-Plasmaschnitt bezeichnet.
Die Plasmawolke ist für Festkörperlaser im Wesentlichen transparent, daher kann das plasmaunterstützte Schmelzschneiden nur mit CO2-Lasern verwendet werden.
Verdampfungsschneiden
Das Verdampfungsschneiden beinhaltet das Verdampfen des Materials, wodurch die thermische Wirkung auf das umgebende Material minimiert wird.Materialien mit hoher Absorptionsfähigkeit, wie z. B. dünne Kunststofffolien, Holz, Papier und Schaum, die nicht schmelzen.
Ultraschallpulslaser machen diese Technik auch für andere Materialien anwendbar.Die Laserimpulse reagieren nicht mit den geschmolzenen Partikeln und PlasmaDas Material sublimiert direkt, ohne Energie als Wärme auf das umgebende Material zu übertragen.oder Burr-Bildung.
Viele Parameter beeinflussen den Laserschneidvorgang; einige hängen von der technischen Leistung des Lasers und der Maschine ab, während andere variabel sind.
Polarisierung
Die Polarisierung zeigt den Prozentsatz des umgewandelten Lasers an. Ein typischer Polarisierungsgrad beträgt etwa 90%, was für ein hochwertiges Schneiden ausreicht.
Schwerpunktdurchmesser
Der Brennweiteffekt beeinflusst die Breite des Schnitts und kann durch Änderung der Brennweite der Fokuslinse geändert werden.
Brennpunktposition
Die Brennstelle bestimmt den Strahldurchmesser und die Leistungsdichte auf der Werkstückoberfläche sowie die Form des Schnitts.
Laserleistung
Die Laserleistung sollte der Art der Bearbeitung, dem Materialtyp und der Dicke entsprechen und so hoch sein, dass die Leistungsdichte des Werkstücks die Bearbeitungsschwelle übersteigt.
Betriebsmodus
Der kontinuierliche Modus wird hauptsächlich zum Schneiden von Standardkonturen in Metallen und Kunststoffen von Millimeter bis Zentimeter verwendet.Niedrigfrequente Pulslaser werden verwendet.
Schneidgeschwindigkeit
Die Laserleistung und die Schneidgeschwindigkeit müssen übereinstimmen, wenn man zu schnell oder zu langsam schneidet, wird die Rauheit und die Risse zunehmen.
Durchmesser der Düse
Der Durchmesser der Düse bestimmt den Fluss und die Form des aus der Düse ausgestoßenen Gasstrahls. Je dicker das Material, desto größer sollte der Durchmesser des Gasstrahls sein, und entsprechendDer Durchmesser der Düse sollte ebenfalls erhöht werden..
Gasreinheit und -druck
Als Schneidgase werden üblicherweise Sauerstoff und Stickstoff verwendet.
Bei der Verwendung von Sauerstoff für das Schneiden mit Flammen muss die Gasreinheit 99,95% erreichen.
Bei der Verwendung von Stickstoff für das Schmelzschneiden muss die Gasreinheit 99,995% (idealerweise 99,999%) betragen.
Tabelle der technischen Parameter
In den frühen Stadien des Laserschnitts mussten die Benutzer die Verarbeitungsparameter durch Versuch und Irrtum bestimmen.Für jeden Materialtyp und jede Materialstärke gibt es entsprechende Daten.Technische Parametertabellen ermöglichen es auch denen, die mit der Technologie nicht vertraut sind, die Laserschneidegeräte problemlos zu bedienen.
Es gibt viele Standards für die Beurteilung der Qualität von lasergeschnittenen Kanten. Standards wie Burr-Bildung, Einschnitte und Streifen können mit bloßem Auge beurteilt werden; Vertikalität, Rauheitund Schnittbreite erfordern spezielle MessgeräteAuch die Ablagerung, Korrosion, Hitzebelastung und Verformung von Materialien sind wichtige Faktoren bei der Bewertung der Laserschneidqualität.