Wie funktioniert ein Laserschneider?

.Warum Laser zum Schneiden verwendet werden?

„LASER“, die Abkürzung für „Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation“, wird in allen Lebensbereichen eingesetzt. Durch den Einsatz von Lasern in Schneidemaschinen werden Schneidemaschinen mit hoher Geschwindigkeit, geringer Umweltverschmutzung, weniger Verbrauchsmaterial und einer kleinen Wärmeeinflusszone erreicht. Gleichzeitig kann die photoelektrische Umwandlungsrate von Laserschneidmaschinen doppelt so hoch sein wie die von Kohlendioxid-Schneidmaschinen. Die Lichtlänge des Faserlasers beträgt 1070 Nanometer und weist daher eine höhere Absorptionsrate auf, was insbesondere beim Schneiden dünner Metallplatten von Vorteil ist. Die Vorteile des Laserschneidens machen es zur führenden Technologie für das Metallschneiden. Sie findet breite Anwendung in der Zerspanungs- und Fertigungsindustrie, insbesondere im Blechschneiden und im Automobilbereich.

.Wie funktioniert ein Laserschneider?

I. Prinzip der Laserbearbeitung

Der Laserstrahl wird zu einem Lichtpunkt mit sehr kleinem Durchmesser fokussiert (der Mindestdurchmesser kann weniger als 0,1 mm betragen). Im Laserschneidkopf passiert dieser energiereiche Strahl eine spezielle Linse oder einen gekrümmten Spiegel, wird in verschiedene Richtungen reflektiert und trifft schließlich auf das zu schneidende Metallobjekt. An der vom Laserschneidkopf geschnittenen Stelle schmilzt, verdampft, trägt das Metall ab oder erreicht einen Zündpunkt. Das Metall verdampft und bildet Löcher. Anschließend wird ein Hochgeschwindigkeitsluftstrom durch eine koaxial zum Strahl angeordnete Düse gesprüht. Durch den hohen Druck dieses Gases wird das flüssige Metall entfernt und es entstehen Schlitze.

Laserschneidmaschinen verwenden Optik und computergestützte numerische Steuerung (CNC), um den Strahl oder das Material zu führen. Normalerweise wird bei diesem Schritt ein Bewegungssteuerungssystem verwendet, um den CNC- oder G-Code des Musters zu verfolgen, das in das Material geschnitten werden soll, um das Schneiden verschiedener Muster zu erreichen.

II. Hauptverfahren der Laserbearbeitung

1) Laserschmelzschneiden

Beim Laserschmelzschneiden wird die Energie des Laserstrahls genutzt, um das Metallmaterial zu erhitzen und zu schmelzen. Anschließend wird komprimiertes, nicht oxidierendes Gas (N2, Luft usw.) durch eine koaxial zum Strahl verlaufende Düse gesprüht und das flüssige Metall mithilfe des starken Gasdrucks entfernt, um eine Schnittnaht zu bilden.

Das Laserschmelzschneiden wird hauptsächlich zum Schneiden nichtoxidierender Materialien oder reaktiver Metalle wie Edelstahl, Titan, Aluminium und deren Legierungen verwendet.

2) Laser-Sauerstoffschneiden

Das Prinzip des Laser-Sauerstoffschneidens ähnelt dem Autogenschneiden. Es nutzt den Laser als Vorwärmquelle und das Aktivgas, beispielsweise Sauerstoff, als Schneidgas. Das austretende Gas reagiert mit dem Metall und erzeugt dabei große Oxidationswärme. Diese Wärme reicht aus, um das Metall zu schmelzen. Gleichzeitig werden geschmolzene Oxide und geschmolzenes Metall aus der Reaktionszone geblasen, wodurch Schnitte im Metall entstehen.

Das Laser-Sauerstoffschneiden wird hauptsächlich für leicht oxidierende Metalle wie Kohlenstoffstahl eingesetzt. Es kann auch für die Bearbeitung von Edelstahl und anderen Materialien verwendet werden, allerdings ist der Schnitt schwarz und rau, und die Kosten sind niedriger als beim Inertgasschneiden.