Laserskärning ...
05/12/2019

Laserskärning ...

Laserskärning är en teknik för skärning av material med en högeffektiv laser som vanligtvis används i industriella produktionslinjer. En fokuserad laserstråle, normalt styrd av en CNC-styrd dator, ger en hög energikoncentration och möjliggör skärning av nästan alla materialgrupper, oavsett deras termofysiska egenskaper.

Under skärprocessen smälter materialet i materialet som ska skäras under påverkan av en laserstråle, antänds, förångas eller blåses ut av ett gasflöde. Detta gör att exakta skärningar kan göras med en minimal termisk zon av påverkan. Laserskärningen kännetecknas av frånvaron av mekaniska påverkningar på materialet som ska bearbetas, minimala deformationer inträffar både tillfälligt under skärprocessen såväl som efter fullständig kylning. Som ett resultat kan laserskärning av lika lätt deformerbara och ostyva arbetsstycken och delar utföras med hög noggrannhet. Laserstrålningens enorma kraft säkerställer en betydande produktivitet i arbetsprocessen samtidigt med ett anständigt skick på de skurna ytorna. Den exakta och enkla kontrollen av laserstrålning möjliggör laserskärning längs den komplexa konturen av plana och volumina delar och arbetsstycken med en hög grad av automatisering av processen.

Processen

För laserskärande metaller används tekniska system baserade på fast tillstånd, fiber och gas CO2-lasrar som fungerar i både pulserade periodiska och kontinuerliga strålningslägen. Den industriella användningen av skärning av gaslaser ökar från år till år, men denna process kan inte helt ersätta de traditionella metoderna för metallseparation. Jämfört med många utrustningar som används i produktionen är kostnaden för laserskärningsutrustning fortfarande hög. Även på senare tid finns det en tendens att sänka kostnaderna. I detta avseende blir laserskärningsprocessen endast effektiv när det finns ett rimligt val av tillämpning eller när användningen av konventionella tekniker är besvärliga eller omöjliga.

Fördelarna

Laserskärningen görs genom att bränna arbetsstycken med en laserstråle. Denna teknik erbjuder många uppenbara fördelar jämfört med många andra skärmetoder:

Bearbetade material

Alla stål i alla tillstånd, aluminium och dess legeringar samt andra icke-järnmetaller är lämpliga för laserskärning. Vanligtvis använda plåtar av sådana metaller:

Stål från 0,2 mm till 30 mm
Rostfritt stål från 0,2 mm till 40 mm
Aluminiumlegeringar från 0,2 mm till 25 mm
Mässing 0,2 mm till 12,5 mm
Koppar från 0,2 mm till 16 mm

Olika lasertyper används för olika material.

Metaller med låg värmeledningsförmåga fungerar bäst eftersom laserenergin koncentreras i en minimal volym metall. Omvänt, när laserskärande metalllegeringar med hög värmeledningsförmåga kan uppstå. Många icke-metaller som trä kan också bearbetas.

kyla

Lasern och dess optik (inklusive fokuslinser) måste kylas. Beroende på systemets storlek och konfiguration kan överskottsvärme spridas av värmebärare eller luftblåsare. Vatten, som ofta används som kylvätska, cirkulerar normalt genom en värmeväxlare eller kylenhet.

ingång

Effektiviteten hos industriella lasrar kan variera mellan 3% och 65%. Energiförbrukning och effektivitet beror på laserens uteffekt, dess driftsparametrar och laserens lämplighet för ett visst jobb. Vid bestämning av lämpligheten för användningen av denna eller den lasertypen beaktas kostnaden för lasern i samband med dess utrustning och kostnaden för underhåll och underhåll av lasern. Under 10 år av 21. Century, driftskostnaderna för en fiberlaser ungefär hälften av driftskostnaderna för en koldioxidlaser. Kraften som krävs för att klippa beror på typen av material, dess tjocklek, bearbetningsmiljö och bearbetningshastighet.

Laserskärningen sker genom att bränna ark med en laserstråle. En komprimerad fokuserad ljusstråle erbjuder en hög energikoncentration och möjliggör bearbetning av nästan alla material - metall, plast, trä - termofysiska egenskaper är av sekundär betydelse.

Laserskärning i detalj

Laserskärning är ett grundläggande sätt att bearbeta metall som kännetecknas av extremt hög noggrannhet och utmärkt prestanda. Laserskärningsmaskiner har revolutionerat metallbearbetningens värld, vilket gör processen att göra komplexa metallkonstruktioner enklare, snabbare och mer överkomliga. Numera ersätter denna typ av skärning kontinuerligt andra typer av metallbearbetning.

Laserskärande metall är ett unikt sätt att få den nödvändiga produktkonfigurationen för alla utskrifter till en låg kostnad. Denna process kräver inte produktion av dyra formar och konfigurationen av produkterna anges i programmet och kan omedelbart redigeras när som helst. Tack vare laserskärning har tillverkningsföretag en unik möjlighet att snabbt producera de erforderliga produkterna och göra nödvändiga korrigeringar.

Kärnan i laserskärning

Laserskärning av metall utförs, som namnet antyder, med en laserstråle, som tillverkas med ett speciellt system. Egenskaperna hos en sådan stråle gör att den kan fokusera på ytan i ett litet område, vilket genererar energi som kännetecknas av hög densitet. Detta får varje material att kollapsa aktivt (smälta, bränna, förångas etc.).

Med laserutrustning eller laserskärningsmaskiner kan du till exempel koncentrera energi med en densitet på 108 watt per kvadratcentimeter på arbetsstyckets yta. För att förstå hur man uppnår en sådan effekt måste man veta vilka egenskaper en laserstråle har:


+ I motsats till ljusvågor kännetecknas laserstrålen av våglängdens och frekvensens (monokromatiska) konstans, vilket gör det möjligt att fokusera den på valfri yta med konventionella optiska linser.
+ Enastående hög direktivitet hos laserstrålen och låg divergensvinkel. På grund av denna egenskap kan laserfokuseringsenheter producera en stråle med en enorm fokuseringseffekt.
+ Laserstrålen har en annan mycket viktig konsistens - koherens. Detta betyder att många vågprocesser som förekommer i en sådan stråle är helt konsekventa och resonerar med varandra, vilket ibland ökar den totala strålningseffekten.

När ljusstrålen appliceras på metallytan sker snabb uppvärmning och efterföljande smältning av det område som ska behandlas. Flera faktorer bidrar till den snabba spridningen av den smälta zonen djupt i arbetsstycket, inklusive värmeledningsförmågan hos själva materialet. Ytterligare exponering av produktens yta för laserstrålen får temperaturen i kontaktzonen att nå kokpunkten och börjar förflytta det bearbetade materialet.


Användningen av syre som hjälpgas vid laserskärning möjliggör samtidig lösning av så viktiga uppgifter som:

de German
X