Wat is het proces van lasersnijden van metaal?

Lasersnijdenis een nauwkeurige en efficiënte methode om metaal en andere materialen te snijden met behulp van een krachtige laser. Het proces wordt veel gebruikt in verschillende industrieën, waaronder de productie-, automobiel-, ruimtevaart- en metaalbewerkingsindustrie, vanwege de nauwkeurigheid, snelheid en het vermogen om ingewikkelde ontwerpen te maken. In deze handleiding leggen we uit hoe lasersnijden werkt, welke belangrijke componenten daarbij betrokken zijn en welke soorten lasersnijden er zijn.

1. Wat is lasersnijden?

Lasersnijden is een proces waarbij een gerichte lichtstraal (laser) wordt gebruikt om materialen zoals metalen, kunststoffen en hout te snijden of te graveren. De laserstraal smelt, verbrandt of verdampt het materiaal, waardoor een zuivere, hoogwaardige snede ontstaat met minimaal afval.

2. Belangrijkste componenten van lasersnijden

- Laserbron: De laserstraal is afkomstig van een lasergenerator (CO2-, fiber- of Nd:YAG-lasers worden vaak gebruikt voor het snijden van metaal). De laser wordt versterkt en gericht op het snijmateriaal.

- Focuslens: een lens of een reeks lenzen focust de laserstraal op een klein punt, waardoor de intensiteit ervan toeneemt op het contactpunt met het materiaal.

- Snijkop: De snijkop richt de laserstraal op het materiaal. Het beweegt langs het geprogrammeerde pad, bestuurd door CNC (Computer Numerical Control) of andere geleidingssystemen.

- Hulpgas: Gas zoals zuurstof, stikstof of lucht wordt vaak door het mondstuk geblazen om te helpen bij het snijproces, waardoor gesmolten materiaal wordt verwijderd en de snijkwaliteit wordt verbeterd.

- Materiaalbed: Het metaal wordt op een stabiel bed of tafel geplaatst die het materiaal ondersteunt tijdens het snijproces.

3. Het lasersnijproces

Het lasersnijproces kan in de volgende stappen worden onderverdeeld:

Stap 1: Ontwerp en programmering

- CAD-ontwerp: De eerste stap is het maken van een ontwerp voor het onderdeel of component dat moet worden gesneden. Dit gebeurt met behulp van CAD-software (Computer Aided Design). Het ontwerp wordt omgezet naar een formaat dat leesbaar is door de lasersnijmachine, meestal een vectorbestand.

- CNC-programmering: het ontwerp wordt geüpload naar het CNC-systeem, dat de lasersnijmachine aanstuurt. Het vertaalt het ontwerp in snij-instructies en stuurt de laser hoe en waar te snijden.

Stap 2: Materiaalvoorbereiding

- De te snijden metalen plaat of het te snijden materiaal wordt op het bed van de machine geplaatst. Veelgebruikte metalen die bij lasersnijden worden gebruikt, zijn onder meer staal, roestvrij staal, aluminium, messing en koper.

Stap 3: Lasersnijden

- Straalgeneratie: de laserbron genereert een hoogenergetische lichtstraal, die vervolgens door lenzen wordt gefocusseerd om een ​​intense hittevlek te creëren.

- Materiaalverwarming: wanneer de gerichte laserstraal het metaal raakt, wordt de energie geabsorbeerd, waardoor het materiaal snel opwarmt en smelt, verbrandt of verdampt.

- Hulpgas: Een hulpgas (zoals zuurstof of stikstof) wordt via een mondstuk op het snijgebied gericht. Het helpt gesmolten metaal en vuil op te ruimen, koelt het materiaal af en verbetert de snijsnelheid en precisie.

 - Bij het snijden van zacht staal wordt vaak zuurstof gebruikt, omdat dit met het metaal reageert en warmte produceert en het snijproces versnelt.

 - Stikstof wordt gebruikt voor materialen zoals roestvrij staal om oxidatie te voorkomen en een schone rand te garanderen.

- Laserbeweging: de CNC-gestuurde lasersnijkop beweegt langs het geprogrammeerde pad en volgt het ontwerp. De snelheid, het vermogen en het brandpunt van de laser worden aangepast op basis van het materiaal en de dikte van het metaal dat wordt gesneden.

Stap 4: Afkoelen en afwerken

- Terwijl de laser door het materiaal snijdt, wordt het gesmolten of verdampte metaal weggeblazen door het hulpgas, waardoor een zuivere, gladde snede overblijft.

- Nadat het zagen is voltooid, kunnen de randen worden gladgemaakt of ontbraamd, afhankelijk van de gewenste afwerking.

- Eventuele restjes schroot of afvalmateriaal zijn minimaal dankzij de precisie van de laser.

4. Soorten lasersnijden voor metaal

Er zijn verschillende methoden voor lasersnijden, afhankelijk van het materiaal en de toepassing:

A. Verdamping Snijden

- De laserstraal verwarmt het materiaal tot het kookpunt, waardoor het verdampt. Deze methode is geschikt voor materialen als hout of kunststof, maar kan ook worden gebruikt voor dunne metalen.

B. Smelt- en blaassnijden (fusiesnijden)

- Het materiaal wordt verwarmd totdat het smelt, en een gas onder hoge druk (vaak stikstof) blaast het gesmolten metaal uit de snede. Deze methode is gebruikelijk voor het snijden van metalen zoals roestvrij staal en aluminium.

C. Reactief snijden (vlamsnijden)

- Deze methode, ook wel zuurstofondersteund lasersnijden genoemd, is vergelijkbaar met autogeen snijden. Zuurstof wordt in het snijgebied geblazen en het metaal reageert met de zuurstof, waardoor extra warmte ontstaat en het snijproces wordt versneld. Deze wordt vaak gebruikt voor het zagen van dik staal.

D. Thermische spanningsscheuren

- Sommige brosse materialen, zoals glas, kunnen worden gesneden met behulp van gecontroleerde thermische spanning. De laser veroorzaakt plaatselijke verwarming en naarmate het materiaal afkoelt, scheurt het langs het snijpad.

5. Voordelen van lasersnijden van metaal

- Hoge precisie: lasersnijden kan uiterst nauwkeurige sneden met nauwe toleranties opleveren, waardoor het ideaal is voor ingewikkelde ontwerpen.

- Schone sneden: De laser produceert gladde, zuivere randen, waardoor secundaire afwerking vaak niet meer nodig is.

- Veelzijdig: lasersnijden werkt op een breed scala aan metalen en diktes, van dunne platen tot dikkere platen.

- Minder afval: Lasersnijden is zeer efficiënt, waardoor materiaalverspilling wordt verminderd in vergelijking met andere snijmethoden.

- Snelheid: Het biedt hogere snijsnelheden, vooral bij het snijden van dunnere metalen, vergeleken met traditionele methoden zoals mechanisch snijden.

6. Toepassingen van lasersnijden in metaal

Lasersnijden wordt in verschillende industrieën gebruikt, waaronder:

- Automotive: voor het snijden van metalen onderdelen zoals chassiscomponenten en motoronderdelen.

- Lucht- en ruimtevaart: het maken van precisiecomponenten voor vliegtuigen en ruimtevaartuigen.

- Productie: voor metaalproductie op maat, inclusief beugels, behuizingen en plaatwerkonderdelen.

- Sieraden maken: voor gedetailleerde metalen ontwerpen en patronen.

- Constructie: zagen van stalen balken, panelen en bekleding.

Conclusie

Lasersnijden van metaal is een zeer efficiënt en nauwkeurig proces dat superieure nauwkeurigheid, snelheid en flexibiliteit biedt in een breed scala van industrieën. Of u nu dun plaatstaal of dikke staalplaten snijdt, de juiste lasersnijmethode en -apparatuur kan de productiviteit aanzienlijk verbeteren en materiaalverspilling verminderen. Het begrijpen van het proces zorgt voor een betere kwaliteitscontrole en helpt bij het selecteren van het meest geschikte type lasersnijden voor specifieke metaalbewerkingsbehoeften.

Dongguan Fu Cheng Xin Communication Technology Co., Ltd. zet zich in voor de ontwikkeling, productie, assemblage, ODM one-stop-service hardwareleveranciers. Welkom om ons te informeren op Lei.wang@dgfcd.com.cn.