Laserskæring ...
05 / 12 / 2019

Laserskæring ...

Laserskæring er en teknologi til skæring af materialer med en laser med høj effekt, der ofte bruges i industrielle produktionslinjer. En fokuseret laserstråle, normalt kontrolleret af en CNC-kontrolleret computer, giver en høj energikoncentration og muliggør skæring af næsten alle materialegrupper, uanset deres termofysiske egenskaber.

Under skæreprocessen smelter materialet i det materiale, der skal skæres, under påvirkning af en laserstråle, antændes, fordamper eller blæses ud af en gasstrøm. Dette gør det muligt at foretage nøjagtige snit med en minimal termisk zone af indflydelse. Laserskæringen er kendetegnet ved fraværet af mekaniske påvirkninger på det materiale, der skal behandles, minimale deformationer forekommer både midlertidigt under skæreprocessen såvel som efter fuldstændig afkøling. Som et resultat kan laserskæring af lige så let deformerbare og ikke-stive arbejdsemner og dele udføres med høj nøjagtighed. Laserstrålingens enorme styrke sikrer en betydelig produktivitet af arbejdsprocessen med samtidig en anstændig tilstand af de skårne overflader. Den præcise og lette kontrol af laserstråling muliggør laserskæring langs den komplekse kontur af flade og voluminøse dele og arbejdsemner med en høj grad af automatisering af processen.

Processen

Til laserskærende metaller bruges tekniske systemer baseret på faststof-, fiber- og gas CO2-lasere, der fungerer i både pulserede periodiske og kontinuerlige strålingsmetoder. Den industrielle anvendelse af gaslaserskæring øges fra år til år, men denne proces kan ikke helt erstatte de traditionelle metoder til metallseparation. Sammenlignet med mange udstyr, der bruges i produktionen, er omkostningerne ved laserudskæringsudstyr stadig høje. Selv om der for nylig er der en tendens til at reducere omkostningerne. I denne henseende bliver laserskæringsprocessen kun effektiv, når der er et rimeligt valg af anvendelse, eller når brugen af ​​konventionelle teknikker er besværlig eller umulig.

Fordelene

Laserskæringen udføres ved at brænde arbejdsemner med en laserstråle. Denne teknik giver mange åbenlyse fordele i forhold til mange andre skæremetoder:

Forarbejdede materialer

Alle stål i alle tilstande, aluminium og dets legeringer samt andre ikke-jernholdige metaller er velegnede til laserskæring. Almindeligt anvendte plader af sådanne metaller:

Stål fra 0,2 mm til 30 mm
Rustfrit stål fra 0,2 mm til 40 mm
Aluminiumslegeringer fra 0,2 mm til 25 mm
Messing 0,2 mm til 12,5 mm
Kobber fra 0,2 mm til 16 mm

Forskellige lasertyper bruges til forskellige materialer.

Metaller med lav varmeledningsevne fungerer bedst, fordi laserenergien koncentrerer sig i et minimalt rumfang af metal. Omvendt kan der opstå laserskæring af metallegeringer med høj termisk ledningsevne. Mange ikke-metaller som træ kan også behandles.

kølig

Laseren og dens optik (inklusive fokuseringslinser) skal afkøles. Afhængig af systemets størrelse og konfiguration, kan overskydende varme adskilles af varmebærere eller luftblæsere. Vand, der ofte bruges som kølemiddel, cirkulerer normalt gennem en varmeveksler eller køleenhed.

input

Industrielle lasers effektivitet kan variere mellem 3% og 65%. Energiforbrug og effektivitet afhænger af laserens udgangseffekt, dens driftsparametre og laserens egnethed til et bestemt job. Ved bestemmelse af hensigtsmæssigheden af ​​brugen af ​​denne eller den lasertype tages der hensyn til laseromkostningerne i forbindelse med dets udstyr og omkostningerne ved vedligeholdelse og vedligeholdelse af laseren. I 10 årene af 21. Århundrede, driftsomkostningerne for en fiberlaser omkring halvdelen af ​​driftsomkostningerne for en kuldioxidlaser. Kraften, der kræves til at skære, afhænger af materialetypen, dets tykkelse, forarbejdningsmiljø og behandlingshastighed.

Laserskæringen foregår ved at brænde ark med en laserstråle. En komprimeret fokuseret lysstråle tilbyder en høj energikoncentration og tillader behandling af næsten alle materialer - metal, plast, træ - termofysiske egenskaber er af sekundær betydning.

Laserskæring i detaljer

Laserskæring er en grundlæggende måde at bearbejde metal på, der er kendetegnet ved ekstrem høj nøjagtighed og fremragende ydelse. Laserskæremaskiner har revolutioneret verden af ​​metalbearbejdning, hvilket gør processen med at gøre komplekse metalstrukturer enklere, hurtigere og mere overkommelige. I dag erstatter denne type skæring kontinuerligt andre typer metalbearbejdning.

Laserskæring af metal er en unik måde at få den krævede produktkonfiguration til alle udskrifter til lave omkostninger. Denne proces kræver ikke produktion af dyre forme, og konfigurationen af ​​produkterne er specificeret i programmet og kan straks redigeres når som helst. Takket være laserskæring har fremstillingsvirksomheder en unik mulighed for hurtigt at fremstille de krævede produkter og foretage de nødvendige korrektioner.

Essensen af ​​laserskæring

Laserskæring af metal udføres som navnet antyder med en laserstråle, der er produceret med et specielt system. Egenskaberne ved en sådan stråle gør det muligt for den at fokusere på overfladen af ​​et lille område, hvilket genererer energi, der er kendetegnet ved høj densitet. Dette får hvert materiale til at kollapse aktivt (smelte, brænde, fordampe osv.).

For eksempel med laserudstyr eller laserskæremaskiner kan du koncentrere energi med en densitet på 108 watt pr. Kvadratcentimeter på overfladen af ​​emnet. For at forstå, hvordan man opnår en sådan effekt, skal man vide, hvilke egenskaber en laserstråle har:


+ I modsætning til lysbølger er laserstrålen kendetegnet ved konstanten af ​​bølgelængden og frekvensen (monokromaticitet), hvilket gør det muligt at fokusere den på enhver overflade med konventionelle optiske linser.
+ Enestående høj direktivitet af laserstrålen og lav divergensvinkel. På grund af denne egenskab kan laserfokuseringsenheder producere en stråle med en enorm fokuseringseffekt.
+ Laserstrålen har en anden meget vigtig konsistens - sammenhæng. Dette betyder, at mange bølgeprocesser, der forekommer i en sådan stråle, er helt konsistente og resonerer med hinanden, hvilket undertiden øger den samlede strålingseffekt.

Når lysstrålen påføres metaloverfladen, sker hurtig opvarmning og efterfølgende smeltning af det område, der skal behandles. Flere faktorer bidrager til den hurtige spredning af den smeltede zone dybt inde i emnet, herunder selve den termiske ledningsevne af materialet. Yderligere eksponering af produktets overflade for laserstrålen får temperaturen i kontaktzonen til at nå kogepunktet og begynde at forvolde det forarbejdede materiale.


Anvendelse af ilt som hjælpegas til laserskæring muliggør samtidig løsning af så vigtige opgaver som:

de German
X