Wat is lasersnijden?

Lasersnijtechnologie heeft de productiesector getransformeerd door precisie en veelzijdigheid te bieden die traditionele snijmethoden niet kunnen evenaren.

Ontstaan ​​eind jaren zestig, lasersnijden heeft aanzienlijke vooruitgang geboekt, evolueren van basissystemen naar zeer geavanceerde systemen, computergestuurde machines.

Vandaag, het speelt een cruciale rol in verschillende industrieën, inclusief de lucht- en ruimtevaart, automobiel, en elektronica, waardoor de productie van complexe componenten met uitzonderlijke nauwkeurigheid en efficiëntie mogelijk wordt.

Deze blogpost gaat dieper in op de fijne kneepjes van lasersnijden, het verkennen van zijn proces, typen, voordelen, toepassingen, en kosten.

1. Wat is lasersnijden?

In de kern, Bij lasersnijden wordt een krachtige laserstraal op het oppervlak van een materiaal gericht om te smelten, brandwond, of verdamp het, het creëren van een snede.

De laserstraal wordt gegenereerd door een laserbron, die een geconcentreerde lichtstraal produceert die op een heel klein punt kan worden scherpgesteld.

Deze geconcentreerde energie maakt zeer gedetailleerde en ingewikkelde sneden mogelijk die moeilijk te realiseren zijn met traditionele snijmethoden.

2. Hoe lasersnijden werkt

Lasersnijden is een nauwkeurige en efficiënte methode voor het snijden van materialen met behulp van een krachtige laserstraal.

Het proces omvat verschillende belangrijke stappen en componenten die samenwerken om nauwkeurige en zuivere sneden te bereiken. Hier vindt u een gedetailleerd overzicht van hoe lasersnijden werkt:

Laser generatie

• Excitatie van het lasermedium: De eerste stap in het lasersnijproces is het genereren van de laserstraal.
  Dit wordt bereikt door een lasermedium te exciteren, wat een gas kan zijn (zoals CO2), een vaste stof (zoals Nd: YAG), of een vezel (zoals bij fiberlasers).

• • CO2-lasers: Een mengsel van gassen (typisch CO2, stikstof, en helium) wordt elektrisch gestimuleerd om een ​​laserstraal te produceren.
  • Vezellasers: Een diodepompbron wekt een met zeldzame aarde gedoteerde glasvezelkabel op om de laserstraal te genereren.
  • Nd: YAG-lasers: Een flitslamp of diodepomp wekt een neodymium-gedoteerd yttrium-aluminium-granaatkristal op om de laserstraal te produceren.

Straalfocussering

• Optische componenten: De gegenereerde laserstraal wordt gericht en gefocusseerd met behulp van een reeks spiegels en lenzen.
• Focuslens: De laatste lens focust de laserstraal op een klein plekje op het materiaal, typisch tussen 0.001 En 0.005 inch in diameter.
  Deze concentratie van energie resulteert in een zeer hoge vermogensdichtheid.
• Beam-leveringssysteem: De gefocusseerde straal wordt via een snijkop op het materiaal afgeleverd, die in meerdere assen kan bewegen om het gewenste snijpad te volgen.

Materiële interactie

• Warmteopwekking: De gefocusseerde laserstraal genereert intense hitte op het contactpunt met het materiaal.
  De temperatuur kan duizenden graden Celsius bereiken, waardoor het materiaal smelt, brandwond, of verdampen.
• Snijmechanisme:

• • Smeltend: Voor materialen met een hoge thermische geleidbaarheid (zoals metalen), de hitte zorgt ervoor dat het materiaal smelt.
  • Branden: Voor brandbare materialen (zoals hout of papier), de hitte zorgt ervoor dat het materiaal verbrandt.
  • Verdamping: Voor materialen met een laag kookpunt (zoals kunststoffen), de hitte zorgt ervoor dat het materiaal verdampt.

Hulpgassen

• Rol van hulpgassen: Hulpgassen worden vaak gebruikt om het snijproces te verbeteren en de snijkwaliteit te verbeteren.

• • Zuurstof: Voor het snijden van metalen, zuurstof wordt gebruikt om de exotherme reactie te ondersteunen, wat helpt om efficiënter door het materiaal te snijden.
  • Stikstof: Voor het snijden van metalen, stikstof wordt gebruikt om de snijkant tegen oxidatie te beschermen, wat resulteert in een schonere en gladdere snede.
  • Lucht: Voor het snijden van niet-metalen, lucht kan worden gebruikt om het gesmolten of verbrande materiaal weg te blazen, zorgen voor een zuivere snede.

Snijpadcontrole

• Computercontrole: Het snijpad wordt bestuurd door een computerondersteund ontwerp (CAD) en computerondersteunde productie (CAM) systeem.
  De CAD-software ontwerpt de te snijden vorm, en de CAM-software vertaalt dit ontwerp in machinecode die de beweging van de snijkop regelt.
• Bewegingssysteem: De snijkop is gemonteerd op een bewegingssysteem dat in meerdere assen kan bewegen (X, Y, en soms Z).
  Hierdoor kan de laser het precieze pad volgen dat is gedefinieerd door de CAD/CAM-software.

Koeling en veiligheid

• Koelsysteem: Om oververhitting te voorkomen en consistente prestaties te garanderen, de lasersnijmachine is uitgerust met een koelsysteem.
  Dit kan watergekoeld of luchtgekoeld zijn, afhankelijk van het type en de grootte van de laser.
• Veiligheidsmaatregelen: Bij lasersnijden is licht van hoge intensiteit en mogelijk gevaarlijke materialen nodig. Veiligheidsmaatregelen omvatten:

• • Afgesloten werkruimte: Het snijgebied is doorgaans omsloten om te voorkomen dat laserstraling ontsnapt.
  • Beschermende brillen: Operators moeten een geschikte veiligheidsbril dragen om hun ogen tegen de laserstraal te beschermen.
  • Ventilatiesysteem: Er wordt gebruik gemaakt van een ventilatiesysteem om de dampen en deeltjes die tijdens het snijproces ontstaan ​​te verwijderen.

3. Belangrijkste soorten lasersnijders

Lasersnijtechnologie biedt een verscheidenheid aan opties, stuk voor stuk afgestemd op specifieke materialen en toepassingen. De belangrijkste soorten lasersnijders zijn:

CO2-lasersnijders

CO2-lasers werken door een krachtige laserstraal uit te zenden door een reeks spiegels en lenzen, scherpstellen tot een uiterste nauwkeurigheid.
De laserstraal interageert met het oppervlak van het materiaal, verhitten tot het punt van verdampen of smelten, waardoor de gewenste snit ontstaat.

Kenmerken:

• Golflengte: 10.6 micrometer
• Vermogen: Meestal varieert van 200 naar 10,000 watt
• Materiaalgeschiktheid: Uitstekend geschikt voor het snijden van niet-metalen materialen en dunnere metalen
• Efficiëntie: Lager elektrisch rendement (rondom 10%)

Toepassingen:

• Niet-metalen materialen: Hout, acryl, karton, papier, stof, en leer
• Dunnere metalen: Koolstofstaal, roestvrij staal, en aluminium tot 10-20 mm dik

Voordelen:

• Hoge precisie: In staat om zeer fijne sneden en gedetailleerd werk te realiseren
• Veelzijdigheid: Geschikt voor een breed scala aan materialen
• Kosteneffectief: Lagere initiële kosten vergeleken met andere typen

Nadelen:

• Beperkt tot dunnere metalen: Niet ideaal voor het snijden van dikkere metalen
• Onderhoud: Vereist regelmatig onderhoud van het gasmengsel en de optische componenten

Fiberlasersnijders

Vezellasersnijden maakt gebruik van een laser met hoog vermogen die wordt gegenereerd door glasvezel, het focussen van een geconcentreerde straal op het oppervlak van het materiaal.
Deze methode blinkt uit in het nauwkeurig snijden van dunne tot middeldikke materialen zoals roestvrij staal, aluminium, en legeringen.

Kenmerken:

• Golflengte: 1.064 micrometer
• Vermogen: Bereikt van 20 naar 15,000 watt
• Materiaalgeschiktheid: Uitstekend geschikt voor het snijden van metalen, vooral reflecterende
• Efficiëntie: Hoger elektrisch rendement (tot 30%)

Toepassingen:

• Metalen: Roestvrij staal, koolstofstaal, aluminium, en andere reflecterende metalen
• Dikte: Geschikt voor het snijden van metalen tot 30 mm dik

Voordelen:

• Hoge efficiëntie: Lager energieverbruik en hogere snijsnelheid
• Weinig onderhoud: Minder bewegende delen en minder frequent onderhoud
• Reflecterende materiaalcompatibiliteit: Kan sterk reflecterende metalen snijden zonder de laser te beschadigen

Nadelen:

• Hogere initiële kosten: Duurder dan CO2-lasersnijders
• Beperkt tot metalen: Niet geschikt voor niet-metalen materialen

Nd:YAG (Neodymium-gedoteerde Yttrium-aluminium-granaat) Lasersnijders

(Neodymium-gedoteerd Yttrium Aluminium Granaat) lasersnijden maakt gebruik van een kristallen staaf als lasermedium, het produceren van een hoogenergetische laserstraal.
Deze methode is met name geschikt voor dikkere materialen en toepassingen die robuuste snijmogelijkheden vereisen.

Kenmerken:

• Golflengte: 1.064 micrometer
• Vermogen: Bereikt van 100 naar 4,000 watt
• Materiaalgeschiktheid: Geschikt voor diverse materialen, inclusief metalen, keramiek, en kunststoffen
• Efficiëntie: Matig elektrisch rendement (rondom 3%)

Toepassingen:

• Metalen: Roestvrij staal, koolstofstaal, en andere metalen
• Keramiek en kunststoffen: Zeer nauwkeurig snijden en boren
• Dikte: Geschikt voor het snijden van dikke materialen tot 50 mm

Voordelen:

• Hoge precisie: Uitstekend geschikt voor ingewikkeld en gedetailleerd werk
• Veelzijdigheid: Geschikt voor een breed scala aan materialen
• Gepulseerde werking: Kan zowel in continue als gepulseerde modus werken, waardoor het veelzijdig is voor verschillende toepassingen

Nadelen:

• Hogere initiële kosten: Duurder dan CO2-lasersnijders
• Onderhoud: Vereist regelmatig onderhoud van de lamp en optische componenten
• Grootte en complexiteit: Grotere en complexere systemen vergeleken met fiber- en CO2-lasers

Vergelijking van lasertypen

	CO2-laser	Kristallasers (Nd: YAG of Nd: YVO)	Vezellaser
Staat	Op gas gebaseerd	Solide staat	Solide staat
Materiaalsoort	Hout, acryl, glas, papier, textiel, kunststoffen, folies en films, leer, steen	Metalen, gecoate metalen, kunststoffen, keramiek	Metalen, gecoate metalen, kunststoffen
Pompbron	Gasontlading	Lamp, diodelaser	Diodelaser
Golflengte (µm)	10.6	1.06	1.07
Efficiëntie (%)	10	2 - lamp, 6 – diode	<30
Vlekdiameter (mm)	0.15	0.3	0.15
MW/cm2 vermogensdichtheid	84.9	8.5	113.2

4. Wat zijn de belangrijkste instellingen en parameters van lasersnijden?

Lasersnijden is afhankelijk van specifieke parameters en instellingen die de intensiteit van de laser regelen, focus, snelheid, en andere kritische factoren die essentieel zijn voor het bereiken van optimale resultaten.
Elke parameter heeft een aanzienlijke invloed op de snijkwaliteit en efficiëntie bij verschillende materialen.

Laserkracht

Het laservermogen geeft de intensiteit aan van de laserstraal die wordt gebruikt voor het snijden, en het is een fundamentele parameter die rechtstreeks van invloed is op het snijvermogen en de snelheid.
Meestal gemeten in watt (W), laservermogen varieert van 1,000 naar 10,000 watt (1-10 kW), afhankelijk van het materiaal en de dikte die wordt verwerkt.

Laserstraalmodus (TEM-modus)

De laserstraalmodus, ook bekend als transversale elektromagnetische modus (TEM-modus), definieert de vorm en kwaliteit van het laserstraalprofiel.

De TEM00-modus, gekenmerkt door een Gaussiaans balkprofiel, wordt vaak gebruikt voor nauwkeurige snijtoepassingen.

Materiaal dikte

Materiaaldikte verwijst naar de afmeting van het materiaal dat wordt gesneden, varieert aanzienlijk, afhankelijk van de toepassing en het materiaaltype.

Lasersnijden kan materialen verwerken variërend van dunne platen (0.1 mm) naar dikkere platen (tot 25 mm), waardoor het veelzijdig is voor industrieën zoals de automobielsector, ruimtevaart, en elektronica.

Snijsnelheid

Snijsnelheid geeft aan hoe snel de laser tijdens het snijproces over het materiaaloppervlak beweegt.

Gemeten in meter per minuut (m/min), het varieert meestal van 1 m/min tot 20 m/min.

Het optimaliseren van de snijsnelheid zorgt voor een evenwicht tussen efficiëntie en kwaliteit, zorgen voor nauwkeurige sneden zonder de materiaalintegriteit in gevaar te brengen.

Assisteren van gasdruk

Hulpgasdruk is cruciaal bij lasersnijden, omdat het gesmolten materiaal uit de snede wegblaast, zorgen voor schone randen.

De druk van het hulpgas, of het nu zuurstof of stikstof is, wordt meestal tussen gehouden 5 balk en 20 bar, afhankelijk van het materiaal en de snijvereisten.

Focuspositie

De focuspositie geeft de afstand aan tussen de laserlens en het materiaaloppervlak, bepalen waar de laserstraal de maximale intensiteit bereikt voor efficiënt snijden.

De focuspositie aanpassen (typisch tussen 0.5 mm en 5 mm) is essentieel voor het behouden van de snijprecisie bij verschillende materiaaldiktes.

Pulsfrequentie

De pulsfrequentie bepaalt hoe vaak de laser pulsen uitzendt tijdens het snijproces, variërend van enkele pulsen tot frequenties in de kilohertz (kHz) bereik.

Het optimaliseren van de pulsfrequentie verbetert de snijefficiëntie en warmteverdeling, wat leidt tot de gewenste snijkwaliteit en randafwerking.

Straaldiameter/spotgrootte

Diameter van de balk, of vlekgrootte, verwijst naar de grootte van de laserstraal in het brandpunt, doorgaans tussen gehouden 0.1 mm en 0.5 mm voor uiterst nauwkeurig snijden.

Het regelen van de straaldiameter zorgt voor een nauwkeurige materiaalverwijdering en minimaliseert door hitte beïnvloede zones, wat cruciaal is voor ingewikkelde snijtaken.

Type snijgas

Het type snijgas dat wordt gebruikt, zoals zuurstof, stikstof, of een mengsel – heeft een aanzienlijke invloed op het snijproces en de resultaten.

Verschillende gassen reageren op unieke wijze met materialen, invloed op de snijkwaliteit, snelheid, en randafwerking. Het kiezen van het juiste type snijgas is essentieel voor het bereiken van de gewenste resultaten.

Diameter mondstuk

Mondstukdiameter verwijst naar de diameter van het mondstuk waardoor het hulpgas op het materiaaloppervlak stroomt.

Het moet overeenkomen met de straaldiameter voor effectieve materiaalverwijdering en zuivere sneden.

Typisch, De diameter van de spuitmond varieert van 1 mm tot 3 mm, afhankelijk van de toepassing en materiaaldikte.

5. Voordelen van lasersnijden

Lasersnijtechnologie biedt talloze voordelen waardoor het een voorkeurskeuze is in verschillende productietoepassingen. Dit zijn de belangrijkste voordelen:

Precisie en nauwkeurigheid

Lasersnijden staat bekend om zijn hoge precisie en het vermogen om nauwe toleranties te bereiken, Vaak binnen ± 0,1 mm.

De gerichte laserstraal maakt ingewikkelde ontwerpen en gedetailleerde sneden mogelijk, waardoor het ideaal is voor toepassingen die exacte specificaties vereisen.

Dit nauwkeurigheidsniveau vermindert de noodzaak voor secundaire bewerkingen, bespaart tijd en kosten.

Efficiëntie en snelheid

Een van de opvallende kenmerken van lasersnijden is de snelheid. Lasermachines kunnen continu werken en met hoge snelheden snijden, verhoogt de productiviteit aanzienlijk.

Bijvoorbeeld, een fiberlaser kan door metalen heen snijden met snelheden die hoger zijn dan die 30 meter per minuut, afhankelijk van materiaaldikte.

Deze efficiëntie vermindert de totale productietijden, waardoor het geschikt is voor zowel kleine als grootschalige productie.

Materiaalflexibiliteit

Lasersnijden is veelzijdig en kan een breed scala aan materialen snijden, inclusief metalen (zoals staal, aluminium, en titaan), kunststoffen, hout, glas, en zelfs textiel.

Dankzij deze flexibiliteit kunnen fabrikanten lasersnijden voor verschillende toepassingen gebruiken, van prototyping tot uiteindelijke productie in meerdere industrieën.

Kosteneffectiviteit

Ondanks de initiële investering in lasersnijapparatuur, de langetermijnbesparingen zijn aanzienlijk.

Lasersnijden minimaliseert materiaalverspilling dankzij de nauwkeurige snijmogelijkheden, vermindering van de totale materiaalkosten.

Aanvullend, de snelheid en efficiëntie van lasersnijden leiden op termijn tot lagere operationele kosten, waardoor het een kosteneffectieve oplossing is voor fabrikanten.

Milieuvoordelen

Lasersnijden is milieuvriendelijker vergeleken met traditionele snijmethoden. Het genereert minimale afval en emissies, dankzij de nauwkeurige snijmogelijkheden.

De technologie vereist vaak minder middelen voor opschoning en secundaire bewerkingen, de ecologische voetafdruk verder te verkleinen.

Bovendien, De vooruitgang in de lasertechnologie heeft geleid tot energiezuinigere machines, bijdragen aan duurzame productiepraktijken.

Minimale gereedschapsslijtage

In tegenstelling tot mechanische snijmethoden, Bij lasersnijden is er geen fysiek contact met het materiaal nodig, wat resulteert in minimale slijtage aan gereedschappen.

Dit gebrek aan contact verlaagt de onderhoudskosten en verlengt de levensduur van de snijapparatuur, waardoor het een betrouwbare keuze is voor fabrikanten.

Veelzijdige toepassingen

Lasersnijden is geschikt voor een breed scala aan toepassingen in verschillende industrieën, inclusief automobiel, ruimtevaart, elektronica, en maatwerk.

Het vermogen om ingewikkelde ontwerpen en nauwkeurige sneden te maken, maakt het van onschatbare waarde voor het produceren van alles, van complexe componenten tot decoratieve elementen.

6. Nadelen van lasersnijden

Terwijl lasersnijden tal van voordelen biedt, het brengt ook bepaalde nadelen met zich mee waarmee fabrikanten rekening moeten houden. Dit zijn de belangrijkste nadelen van lasersnijtechnologie:

Initiële kosten

Een van de belangrijkste obstakels voor de adoptie van lasersnijtechnologie zijn de hoge initiële investeringen die nodig zijn voor apparatuur.

Lasersnijmachines van industriële kwaliteit kunnen duur zijn, wat kleinere bedrijven of startups ervan kan weerhouden deze technologie te gebruiken.

Aanvullend, de kosten van onderhoud en reparaties kunnen de totale financiële last vergroten.

Onderhoud

Lasersnijmachines vereisen regelmatig onderhoud om optimale prestaties en precisie te garanderen. Dit omvat kalibratie, lensreiniging, en periodieke inspecties.

Als u de apparatuur niet goed onderhoudt, kan dit leiden tot een verminderde snijkwaliteit, langere productietijden, en hogere operationele kosten.

Voor bedrijven met beperkte technische expertise, dit kan een uitdaging vormen.

Materiële beperkingen

Niet alle materialen zijn geschikt voor lasersnijden. Reflecterende metalen, zoals koper en messing, kan problemen veroorzaken door de laserstraal te reflecteren, waardoor de apparatuur mogelijk beschadigd raakt.

Aanvullend, bepaalde materialen kunnen tijdens het zagen gevaarlijke dampen of afval produceren, die goede ventilatie en veiligheidsmaatregelen vereisen.

Veiligheidsproblemen

Lasersnijden brengt veiligheidsrisico's met zich mee, inclusief mogelijk oogletsel door de laserstraal en brandgevaar door de hoge temperaturen die tijdens het snijden ontstaan.

Operators moeten zich houden aan strikte veiligheidsprotocollen, draag beschermende kleding, en zorgen voor een goede werking van de machine om deze risico's te beperken.

Het implementeren van veiligheidsmaatregelen kan de operationele complexiteit en kosten verhogen.

Door hitte beïnvloede zones (HAZ)

De hoge temperaturen die tijdens het lasersnijden worden gegenereerd, kunnen door hitte beïnvloede zones creëren (HAZ) rond de snijranden.

Deze gebieden kunnen veranderingen in materiaaleigenschappen ervaren, zoals hardheid of brosheid, die de integriteit van het eindproduct kunnen aantasten.

In toepassingen die nauwkeurige materiaaleigenschappen vereisen, dit kan een kritiek punt van zorg zijn.

Beperkte diktecapaciteit

Terwijl lasersnijden uitblinkt in het verwerken van dunne tot matig dikke materialen, het kan moeite hebben met extreem dikke materialen.

De snijsnelheid kan aanzienlijk afnemen naarmate de materiaaldikte toeneemt, wat leidt tot langere verwerkingstijden en potentiële uitdagingen bij het bereiken van zuivere sneden.

Voor dikkere materialen, andere snijmethoden, zoals plasmasnijden, kan effectiever zijn.

Afhankelijkheid van de vaardigheden van de operator

De efficiëntie en kwaliteit van lasersnijden zijn sterk afhankelijk van het vaardigheidsniveau van de operator.

Juiste opstelling, materiaal selectie, en machinekalibratie vereisen een getrainde en ervaren technicus.

Een gebrek aan expertise kan leiden tot bezuinigingen van slechte kwaliteit, meer afval, en productievertragingen.

7. Toepassingen van lasersnijden

Lasersnijden wordt in een breed scala van industrieën gebruikt:

Industriële toepassingen

• Auto-industrie: Precisiesnijden van componenten zoals beugels en chassisdelen.
• Lucht- en ruimtevaartindustrie: Productie van kritische structurele elementen die een hoge nauwkeurigheid vereisen.
• Elektronica: Het snijden van printplaten en componenten met minimale toleranties.

Consumptiegoederen

• Sieraden en accessoires: Het creëren van ingewikkelde ontwerpen die fijne details vereisen.
• Woondecoratie en meubilair: Op maat gemaakte stukken afgestemd op individuele voorkeuren.

Medische toepassingen

• Chirurgische instrumenten: Precisiesnijden voor gereedschappen en instrumenten die worden gebruikt bij chirurgische ingrepen.
• Implantaten en protheses: Oplossingen op maat maken die voldoen aan de specifieke behoeften van de patiënt.

Kunst en ontwerp

• Aangepaste kunstwerken: Het produceren van unieke ontwerpen voor sculpturen en decoratieartikelen.
• Bewegwijzering en gravure: Hoogwaardige gegraveerde borden en promotionele displays.

8. Materiaaloverwegingen bij lasersnijden

Bij het selecteren van materialen voor lasersnijden, het is cruciaal om rekening te houden met verschillende factoren, zoals het materiaaltype, dikte, en eigenschappen.

Deze overwegingen kunnen het snijproces aanzienlijk beïnvloeden, kwaliteit, en efficiëntie. Hier vindt u een gedetailleerd overzicht van de materiaaloverwegingen bij lasersnijden:

Materiaalsoorten

Metalen:

• Roestvrij staal:

• • Eigenschappen: Hoge sterkte, corrosiebestendigheid, en reflectiviteit.
  • Geschiktheid: Beste snede met fiberlasers vanwege hun hoge reflectiviteit.
  • Toepassingen: Automobiel, ruimtevaart, medische apparaten.

• Koolstofstaal:

• • Eigenschappen: Hoge sterkte en duurzaamheid.
  • Geschiktheid: Kan worden gesneden met zowel CO2- als fiberlasers.
  • Toepassingen: Bouw, productie, automobiel.

• Aluminium:

• • Eigenschappen: Lichtgewicht, hoge thermische geleidbaarheid, en reflectiviteit.
  • Geschiktheid: Beste snede met fiberlasers vanwege het reflectievermogen.
  • Toepassingen: Lucht- en ruimtevaart, elektronica, automobiel.

• Koper En Messing:

• • Eigenschappen: Hoge thermische geleidbaarheid en reflectiviteit.
  • Geschiktheid: Uitdagend om te knippen; vereist gespecialiseerde technieken en lasers met een hoger vermogen.
  • Toepassingen: Elektrische componenten, sieraden, decoratieve artikelen.

Niet-metalen:

• Acryl:

• • Eigenschappen: Transparant, gemakkelijk te snijden, en produceert een gladde rand.
  • Geschiktheid: Beste snijden met CO2-lasers.
  • Toepassingen: Bewegwijzering, displays, decoratieve artikelen.

• Hout:

• • Eigenschappen: Verschillende dichtheden en vochtgehalte.
  • Geschiktheid: Beste snijden met CO2-lasers.
  • Toepassingen: Meubilair, decoratieve artikelen, projecten op maat.

• Papier en karton:

• • Eigenschappen: Dun en gemakkelijk brandbaar.
  • Geschiktheid: Beste snijden met CO2-lasers.
  • Toepassingen: Verpakking, bewegwijzering, aangepaste afdrukken.

• Stof en textiel:

• • Eigenschappen: Flexibel en kan warmtegevoelig zijn.
  • Geschiktheid: Beste snijden met CO2-lasers.
  • Toepassingen: Kleding, bekleding, aangepaste ontwerpen.

• Kunststoffen:

• • Eigenschappen: Varieer sterk in smeltpunten en chemische bestendigheid.
  • Geschiktheid: Beste snijden met CO2-lasers.
  • Toepassingen: Prototyping, consumptiegoederen, industriële componenten.

Keramiek en composieten:

• Keramiek:

• • Eigenschappen: Moeilijk, bros, en hittebestendig.
  • Geschiktheid: Kan worden gesneden met Nd: YAG- of fiberlasers.
  • Toepassingen: Elektronica, medische apparaten, industriële componenten.

• Composieten:

• • Eigenschappen: Varieer op basis van de matrix- en versterkingsmaterialen.
  • Geschiktheid: Kan een uitdaging zijn om te snijden; vereist een zorgvuldige selectie van laserparameters.
  • Toepassingen: Lucht- en ruimtevaart, automobiel, sportuitrusting.

Materiaal dikte

Dunne materialen:

• Definitie: Over het algemeen beschouwd als materialen tot 10 mm dik.
• Snijeigenschappen:

• • Gemak van snijden: Gemakkelijker te snijden met hoge precisie en snelheid.
  • Door hitte beïnvloede zone (HAZ): Kleinere HAZ, resulterend in schonere sneden.
  • Lasertype: Voor dunne materialen zijn CO2-lasers vaak voldoende, maar fiberlasers kunnen ook voor metalen worden gebruikt.

• Toepassingen: Bladmetaal, dunne kunststoffen, papier, en textiel.

Dikke materialen:

• Definitie: Over het algemeen beschouwd als materialen voorbij 10 mm dik.
• Snijeigenschappen:

• • Uitdagingen: Vereist lasers met een hoger vermogen en lagere snijsnelheden.
  • Door hitte beïnvloede zone (HAZ): Grotere HAZ, die de eigenschappen van het materiaal kunnen beïnvloeden.
  • Lasertype: Voor dikke metalen hebben fiberlasers de voorkeur, terwijl Nd: YAG-lasers kunnen dikke keramiek en composieten verwerken.

• Toepassingen: Structurele componenten, zware machineonderdelen, dikke platen.

Materiaaleigenschappen

Thermische geleidbaarheid:

• Hoge thermische geleidbaarheid: Materialen als aluminium en koper geleiden warmte snel, wat het snijden een grotere uitdaging kan maken. Hoger vermogen en lagere snelheden zijn vaak vereist.
• Lage thermische geleidbaarheid: Materialen zoals kunststoffen en hout houden warmte beter vast, waardoor hogere snijsnelheden mogelijk zijn.

Reflectiviteit:

• Hoge reflectiviteit: Reflecterende materialen zoals aluminium, koper, en messing kan de laser beschadigen als het niet op de juiste manier wordt beheerd. Fiberlasers zijn beter geschikt voor deze materialen vanwege hun hogere efficiëntie en lagere kans op terugreflectie.
• Lage reflectiviteit: Niet-reflecterende materialen zoals hout en kunststoffen zijn gemakkelijker te snijden en vormen minder risico's voor de laser.

Smeltpunt:

• Hoog smeltpunt: Materialen met hoge smeltpunten, zoals wolfraam en molybdeen, vereisen lasers met een hoger vermogen en nauwkeurigere controle.
• Laag smeltpunt: Materialen met lage smeltpunten, zoals kunststoffen, kan gemakkelijker en met hogere snelheden worden gesneden.

Chemische weerstand:

• Chemisch resistent: Materialen die bestand zijn tegen chemicaliën, zoals PTFE (Teflon), kunnen speciale overwegingen nodig zijn om degradatie tijdens het snijden te voorkomen.
• Chemisch gevoelig: Materialen die gevoelig zijn voor chemicaliën, zoals bepaalde kunststoffen, kan giftige dampen produceren en goede ventilatie vereisen.

Speciale overwegingen

Kerfbreedte:

• Definitie: De breedte van de snede gemaakt door de laser.
• Invloed: Een bredere kerf kan de pasvorm en afwerking van onderdelen beïnvloeden, vooral bij precisietoepassingen.
• Controle: De kerfbreedte kan worden geminimaliseerd door lasers met een hoger vermogen te gebruiken en de snijparameters te optimaliseren.

Randkwaliteit:

• Factoren: De kwaliteit van de snijkant wordt beïnvloed door het laservermogen, snijsnelheid, en hulpgas.
• Verbetering: Het gebruik van het juiste hulpgas en het handhaven van een constante snijsnelheid kunnen de snijkwaliteit verbeteren.

Materiële vervorming:

• Door hitte beïnvloede zone (HAZ): Het gebied rond de snede waar het materiaal is verwarmd maar niet is gesmolten, kan het materiaal vervormen.
• Minimalisatie: Het gebruik van lager vermogen en hogere snijsnelheden kan de HAZ verminderen en vervorming minimaliseren.

Rook- en stofbeheer:

• Dampen: Bepaalde materialen snijden, vooral kunststoffen en composieten, schadelijke dampen kunnen produceren.
• Stof: Fijne deeltjes kunnen zich ophopen en het snijproces beïnvloeden.
• Oplossingen: Goede ventilatie, stofopvangsystemen, en persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM) zijn essentieel.

9. Uitdagingen en beperkingen van lasersnijden

Lasersnijtechnologie, terwijl het voordelig is, wordt ook geconfronteerd met verschillende uitdagingen en beperkingen die de effectiviteit ervan in bepaalde toepassingen kunnen beïnvloeden.

Hier zijn enkele belangrijke uitdagingen waarmee u rekening moet houden:

Materiële beperkingen

Niet alle materialen zijn compatibel met lasersnijden.

Sommige reflecterende metalen, zoals koper en messing, kan de laserstraal reflecteren, Dit kan mogelijk de snijapparatuur beschadigen en tot een slechte snijkwaliteit leiden.

Aanvullend, bepaalde kunststoffen kunnen schadelijke gassen afgeven wanneer ze met een laser worden gesneden, waardoor goede ventilatie en veiligheidsmaatregelen nodig zijn.

Kostenoverwegingen

Terwijl lasersnijden op de lange termijn kosteneffectief kan zijn vanwege minder materiaalverspilling en snellere productietijden, de initiële kapitaalinvestering voor hoogwaardige lasersnijmachines kan aanzienlijk zijn.

Deze kostenbarrière kan vooral lastig zijn voor kleine bedrijven of startups die geavanceerde productietechnologieën willen implementeren.

Technische beperkingen

Lasersnijden heeft beperkingen wat betreft de dikte van de materialen die efficiënt kunnen worden gesneden.

Naarmate de materiaaldikte toeneemt, snijsnelheden kunnen afnemen, wat resulteert in langere verwerkingstijden.

In veel gevallen, traditionele snijmethoden, zoals plasma- of waterstraalsnijden, kan geschikter zijn voor dikkere materialen, het beperken van de toepassing van lasersnijden in bepaalde scenario's.

Door hitte beïnvloede zones (HAZ)

De hoogenergetische laserstraal genereert tijdens het snijproces aanzienlijke hitte, waardoor hitte-beïnvloede zones ontstaan (HAZ) rond de snijranden.

Deze zones kunnen de materiaaleigenschappen veranderen, zoals hardheid en treksterkte, die voor specifieke toepassingen van cruciaal belang kunnen zijn.

Het beheer van HAZ is essentieel voor industrieën waar nauwkeurige materiaaleigenschappen noodzakelijk zijn.

10. Toekomstige trends in lasersnijden

Technologische vooruitgang:

• Hoger vermogen en efficiëntie: Ontwikkeling van krachtigere en efficiëntere lasers.
• Verbeterde straalkwaliteit: Verbeterde straalcontrole en focustechnieken.

Verhoogde automatisering:

• Robotachtige systemen: Integratie van robotarmen voor geautomatiseerde snijprocessen.
• Slimme productie: Gebruik van IoT en data-analyse om de bedrijfsvoering te optimaliseren.

Duurzaamheid:

• Milieuvriendelijke praktijken: Toepassing van milieuvriendelijke materialen en processen.
• Energie-efficiënte technologieën: Ontwikkeling van energiezuinige lasersystemen.

11. Conclusie

Lasersnijden is een hoeksteen van de moderne productie geworden, biedt ongeëvenaarde precisie, efficiëntie, en veelzijdigheid.

Ondanks de initiële kosten en enkele beperkingen, de voordelen op de lange termijn en de technologische vooruitgang maken het tot een instrument van onschatbare waarde voor een breed scala aan industrieën.

Terwijl de technologie blijft evolueren, de toekomst van lasersnijden ziet er veelbelovend uit, met toenemende automatisering, duurzaamheid, en innovatie die het productielandschap vormgeeft.

We hopen dat deze gids u een uitgebreid inzicht heeft gegeven in lasersnijden en de betekenis ervan in de moderne productie.

Of je nu een doorgewinterde professional bent of net begint, het potentieel van lasersnijden is enorm en opwindend.

Als u lasersnijverwerkingsbehoeften heeft, neem dan gerust neem contact met ons op.