Het concept van lasertechnologie gaat terug tot de vroege jaren 1960, toen de eerste laser werd ontwikkeld. Lasersnijden werd aanvankelijk gebruikt in wetenschappelijk onderzoek en ontwikkelde zich vervolgens snel verder, waarna het in de jaren 1970 in de industrie werd toegepast. Lasersnijden is een vorm van CNC-snijden en is de voorkeursmethode voor snelle prototyping , bewerking en afwerking van productieprojecten. Het wordt veelvuldig gebruikt in diverse industrieën.
Inleiding tot lasersnijden
Lasersnijden is een nauwkeurig en efficiënt proces waarbij een krachtige laserstraal wordt gebruikt om materialen te snijden. De technologie gebruikt een gefocusseerde straal om het materiaal te smelten, te verbranden of te verdampen, wat resulteert in schone, precieze sneden.
Het lasersnijproces
Hoe lasersnijden werkt
Lasersnijden werkt door een krachtige laserstraal op het oppervlak van een materiaal te richten, waar deze het doelgebied smelt, verbrandt of verdampt, waardoor een snede ontstaat. De laserstraal wordt meestal gefocust door een lens of gericht door spiegels om de gewenste precisie en intensiteit te bereiken. Dit proces wordt aangestuurd door een computer, wat nauwkeurigheid en consistentie garandeert, waardoor het ideaal is voor complexe en gedetailleerde ontwerpen.
Belangrijkste componenten van een lasersnijsysteem
Een lasersnijsysteem bestaat uit verschillende cruciale onderdelen:
- Lasergenerator: Produceert de laserstraal.
- scherp hoofd: Focust en richt de laserstraal op het materiaal.
- CNC-controller: Bestuurt de beweging van de snijkop en het materiaal.
- Assisteer gassysteem: Maakt gebruik van gassen zoals zuurstof, stikstof en lucht om gesmolten materiaal weg te blazen en de snijkwaliteit te verbeteren.
- Koelsysteem: Voorkomt oververhitting van de laser en andere componenten.
Stapsgewijs proces van lasersnijden
- Ontwerpvoorbereiding: Er wordt een CAD-bestand (Computer-Aided Design) gemaakt waarin het te snijden ontwerp is vastgelegd.
- Materiaalpositionering: Het te snijden materiaal wordt op het snijbed gelegd.
- Laseruitlijning: De laser is gekalibreerd en uitgelijnd om nauwkeurigheid te garanderen.
- Snijdende uitvoering: De CNC-controller zorgt ervoor dat de laserkop het ontwerppad volgt en door het materiaal snijdt.
- Kwaliteitscontrole: Het eindproduct wordt gecontroleerd op nauwkeurigheid en kwaliteit.
Soorten lasersnijden
Type lasersnijder | Mechanisme en kenmerken | Gemeenschappelijk gebruik en voordelen |
CO2-lasersnijders | – Werkt met een gasmengsel (CO2, stikstof, helium) dat door een elektrische ontlading wordt geëxciteerd. – Produceert een infraroodlichtbundel met een hoge intensiteit. – Geschikt voor snijden, graveren en boren. | – Ideaal voor niet-metalen materialen zoals hout, acryl, glas en kunststoffen. – Hoge precisie en gladde randen mogelijk. – Kosteneffectief voor materialen met gemiddelde dikte. |
Vezellasersnijders | – Maakt gebruik van een vastestoflaser waarbij het actieve versterkingsmedium een optische vezel is die gedoteerd is met zeldzame aardmetalen. – Genereert een krachtige laserstraal met uitstekende straalkwaliteit. – Bekend om zijn hoge efficiëntie en onderhoudsvrije werking. | – Het beste voor het zagen van metalen, zoals staal, aluminium en messing. – Hogere snijsnelheden en lagere bedrijfskosten vergeleken met CO2-lasers. – Kan dunne en reflecterende materialen met hoge nauwkeurigheid snijden. |
Materialen geschikt voor lasersnijden
Metalen materialen
Lasersnijden is zeer effectief voor diverse metalen, waaronder staal, aluminium en koper. Deze metalen worden veel gebruikt in de industrie vanwege hun sterkte en duurzaamheid.
-Soorten metalen
- Staal: Veelgebruikt in de bouw, automobielindustrie en machinebouw.
- Aluminium: Ideaal voor lichte en corrosiebestendige toepassingen.
- Koper: Uitstekend geschikt voor elektrische componenten vanwege de geleidbaarheid.
-Toepassingen en voordelen
Staal: Ideaal voor structurele componenten, frames en behuizingen.
Aluminium: Gebruikt in de lucht- en ruimtevaart, auto-industrie en consumentenelektronica.
Koper: Onmisbaar voor elektrische bedrading en warmtewisselaars.
Lasersnijden garandeert een hoge precisie en minimale verspilling, wat de productiviteit en kostenefficiëntie verbetert.
Niet-metalen materialen
Lasersnijden is ook geschikt voor verschillende niet-metalen materialen, zoals kunststoffen, hout en acryl.
-Soorten niet-metalen
- Kunststoffen: materialen zoals PVC, ABS en polycarbonaat.
- Hout: soorten zijn onder meer multiplex, MDF en natuurlijk hout.
- Acryl: Vaak gebruikt voor bewegwijzering en vitrines.
-Toepassingen en voordelen
Kunststoffen: Gebruikt in verpakkingen, auto-interieurs en consumentenproducten.
Hout: Ideaal voor meubels, decoratieve objecten en architectuurmodellen.
Acryl: Voorkeurmateriaal voor heldere, duurzame en esthetische displayoplossingen.
Lasersnijden van niet-metalen biedt strakke randen en ingewikkelde ontwerpen, waardoor het perfect is voor gedetailleerde en creatieve projecten.
Toepassingen van lasersnijden
- Signageproductie
Lasersnijden is altijd het meest gebruikte proces geweest voor roestvrijstalen logo's op billboards. Lasersnijden kan ervoor zorgen dat logo's op billboards strakker en gladder worden gesneden, wat de visuele aantrekkingskracht van het bord vergroot.
- Plaatbewerking
Lasersnijden is een essentiële stap in de plaatbewerking. Nauwkeurig snijden vergemakkelijkt daaropvolgende processen zoals buigen, slijpen en lassen. Nauwkeurig lasersnijden zorgt ervoor dat metalen onderdelen perfect passen, waardoor er minder aanpassingen nodig zijn en de algehele efficiëntie verbetert.
- Behuizing- en kastfabricage
Het kan de complexe vormen en ontwerpen produceren die vaak nodig zijn voor maatwerkkasten en -kasten. De mogelijkheid om materialen zoals staal en aluminium met hoge precisie te snijden, garandeert dat het eindproduct voldoet aan strenge kwaliteitsnormen. Lasersnijden versnelt bovendien het productieproces, verkort de levertijd en verbetert de productiviteit.
Voordelen van lasersnijden
1. Hoge precisie. Lasersnijden kan zeer nauwkeurige sneden produceren met minimale toleranties, wat consistente resultaten garandeert, zelfs bij complexe ontwerpen.
2. Minder materiaalverspilling en betere kwaliteit van het eindproduct.
3. Veelzijdig: kan een breed scala aan materialen zagen, waaronder metaal, kunststof en hout.
4. Het kan de productietijd verkorten vergeleken met traditionele snijmethoden.
5. Verbeter de productiviteit en bespaar op bedrijfskosten.
Beperkingen van lasersnijden
1. De initiële opstartkosten kunnen hoog zijn, wat voor kleine bedrijven een aanzienlijke investering is
2. Het proces vereist veel energie, wat kan leiden tot hogere bedrijfskosten. Sommige materialen, met name materialen met een hoge reflectiviteit of een laag smeltpunt, kunnen moeilijk met lasers te snijden zijn en vereisen mogelijk andere methoden.
Het grootste nadeel van lasersnijden is het hoge stroomverbruik. De efficiëntie van industriële lasers varieert van 5% tot 45%. Het benodigde lasersnijvermogen (ook wel warmte-inbreng genoemd) voor een specifieke klus hangt af van het materiaaltype, de dikte, het gebruikte proces (reactief/inert) en de vereiste snijsnelheid.
Warmte-invoervermogen van de CO2-lasersnijmachine bij verschillende diktes en verschillende materialen (W) | |||||
Materiaal | Dikte van het materiaal | ||||
Roestvast staal | 0.51mm | 1.0mm | 2.0mm | 3.2mm | 6.4mm |
Aluminium | 1000 | 1000 | 1000 | 1500 | 2500 |
mild Steel | - | 400 | - | 500 | - |
Titanium | 250 | 210 | 210 | - | - |
Spalk | - | - | - | - | 650 |
Boor/Epoxy | - | - | - | 3000 | - |
3. Er zijn veiligheidsrisico's, omdat lasersnijden gepaard gaat met hoge temperaturen en fel licht, en er passende veiligheidsmaatregelen moeten worden genomen om werknemers te beschermen. CNC-lasersnijden is iets veiliger.
Factoren die de snijnauwkeurigheid van CNC-lasersnijden beïnvloeden
1. Grootte van de lasercondensatie van de lasergenerator
Als de laserstraal na de laserconcentratie zeer klein is, is de snijnauwkeurigheid zeer hoog. Als de laserstraal conisch is, geldt in deze situatie: hoe dikker het werkstuk, hoe lager de nauwkeurigheid, dus hoe groter de spleet.
2. Precisie van de werkbank
Een stabiele en nauwkeurig gekalibreerde werkbank zorgt ervoor dat het materiaal gedurende het hele snijproces in de juiste positie blijft. Een verkeerde uitlijning of instabiliteit kan ervoor zorgen dat het materiaal beweegt, wat resulteert in onnauwkeurige sneden. Zeer nauwkeurige CNC-machines hebben vaak een geavanceerd werkbankontwerp dat trillingen minimaliseert en de exacte positionering handhaaft, wat de algehele snijnauwkeurigheid verbetert.
3. Conische vorm van de laserstraal
De conische vorm van de laserstraal kan de precisie van de snede beïnvloeden. Wanneer de laserstraal van de generator naar het materiaal beweegt, kan deze licht divergeren, waardoor een conische vorm ontstaat. Deze divergentie kan variaties in de snijbreedte veroorzaken, vooral bij dikkere materialen. Om dit effect te beperken, worden hoogwaardige lasers en focuslenzen gebruikt om een meer parallelle straal te behouden. Daarnaast kunnen het aanpassen van de brandpuntsafstand en het gebruik van straalvormende technieken bijdragen aan een gelijkmatigere snede.
Lasersnijden versus laserfrezen
Lasersnijden en laserfrezen zijn beide geavanceerde productieprocessen die gebruikmaken van lasertechnologie, maar ze dienen verschillende doelen en werken op verschillende manieren:
- Doel:
- Lasersnijden: Wordt voornamelijk gebruikt om door materialen te snijden en zo zuivere en precieze sneden te maken. Ideaal voor het maken van vormen, patronen en contouren in materialen zoals metaal, kunststof en hout.
- Laserfrezen: Wordt gebruikt om laag voor laag materiaal van een oppervlak te verwijderen om een specifieke vorm of diepte te bereiken, vergelijkbaar met traditioneel frezen. Het is geschikt voor het creëren van gedetailleerde 3D-structuren en complexe oppervlaktetexturen.
- Proces:
- Lasersnijden: De laserstraal snijdt volledig door het materiaal heen en verdeelt het in stukken. Dit wordt meestal gebruikt voor vlakke platen.
- Laserfrezen:De laser verwijdert materiaal door ablatie, waarbij het oppervlak geleidelijk wordt geërodeerd en er holtes, kanalen of complexe 3D-vormen ontstaan.
- Toepassingen:
- Lasersnijden: Wordt vaak gebruikt in de productie voor taken zoals het snijden van plaatmetaal, het produceren van bewegwijzering en het creëren van onderdelen met fijne details.
- Laserfrezen: Wordt vaak gebruikt bij het maken van mallen, stempels en gedetailleerde gravures. Ook in industrieën waar zeer nauwkeurige oppervlaktemodificaties vereist zijn.
Conclusie
Lasersnijden is een zeer precieze en nauwkeurige verwerkingstechnologie die een belangrijke rol speelt bij rapid prototyping. EAISIAHOME is een van de meest toonaangevende fabrikanten van CNC-machines in China, met ervaren CNC-ingenieurs en productontwikkelaars die u kunnen helpen bij het oplossen van technische problemen in de productie.
