Schneidvorgänge sind entscheidende Komponenten der Teilefertigung im Fertigungssektor, wobei eine der wichtigsten Techniken das Laserschneiden von Blechen ist. Diese Methode ist äußerst effektiv zum Schneiden von Metall, Legierungen und Nichtmetallen. Laserschneider für Metallbleche und -rohre verwenden ein thermisches Schneidverfahren, bei dem Lichtstrahlen (Laser) auf das Werkstück gerichtet werden, um Materialien zu schmelzen oder zu verdampfen, bis die gewünschte Form erreicht ist. Diese Technik gilt als eine der effizientesten Methoden zum Blechschneiden. In diesem Artikel geben wir wichtige Informationen zum Laserschneiden mit Laserschneider für Bleche und Rohre um Ihnen zu helfen, fundierte Entscheidungen zu treffen, bevor Sie diese Technologie verwenden. Lassen Sie uns eintauchen!
Was ist ein Laserschneider für Metallbleche und -rohre?
Subtraktive Fertigungsverfahren sind für die Modifizierung von Materialien bei der Teilefertigung unerlässlich, und Laserschneider für Metallbleche und -rohre stellen eine der Standardmethoden zum Schneiden und Entfernen von Komponenten aus einem Werkstück dar. Bei dieser Technik werden Laserstrahlen verwendet, um Materialstücke mit bemerkenswerter Genauigkeit auszuschneiden.
Der Laserschneidprozess basiert auf der Technologie der computergestützten numerischen Steuerung (CNC), die für seine außergewöhnliche Präzision verantwortlich ist. Vor dem Starten des CNC- oder Laserschneidvorgangs muss der Bediener Codes oder Programme, die die Designs oder Muster detailliert beschreiben, in den Computer eingeben, um einen nahtlosen und genauen Schneidprozess sicherzustellen.
Laserschneidverfahren für Metallbleche und -rohre
Beim Laserschneiden von Blechen und Rohren werden Metalle und Legierungen mit Laserstrahlen geschmolzen, wodurch glatte, scharfe Schnitte entstehen. Dieser Schneidprozess besteht aus zwei Vorgängen, die harmonisch zusammenarbeiten.
Im ersten Arbeitsgang absorbiert das Material den fokussierten Laserstrahl, der die für den Schnitt erforderliche Energie liefert. Im zweiten Arbeitsgang liefert die konzentrisch zum Laser angeordnete Schneiddüse das zum Schneiden erforderliche Prozessgas. Dieses Gas dient zum Schutz des Bearbeitungskopfes vor Dämpfen und Spritzern und hilft gleichzeitig dabei, überschüssiges Material aus dem Schnittspalt zu entfernen.
Für das Laserschneiden von Blechen und Rohren stehen grundsätzlich drei Verfahren zur Verfügung.
1. Laserstrahlschmelzschneiden
Beim Laserschmelzschneiden kommt ein Schutzgas, meist Stickstoff, zum Einsatz. Das reaktionsarme Prozessgas verdampft im Schnittspalt kontinuierlich das Material. Beim Abtragen des geschmolzenen Materials verhindert das Schutzgas die Oxidation an der Schnittkante, ohne den Prozess zu beeinträchtigen.
Dieses Laserschneidverfahren eignet sich zum Schneiden flacher, dünner Bleche aus Aluminiumlegierungen und Edelstahl, bei denen ein hohes ästhetisches Niveau und weniger Nachbearbeitungsvorgänge erforderlich sind.
2. Lasersublimationsschneiden
Wie der Name schon sagt, verdampft das Lasersublimationsschneiden das Material. Anstatt das Material wie bei anderen Laserschneidverfahren zu schmelzen, wird es sofort vom festen in den gasförmigen Zustand überführt – Sublimation.
Wie beim Schmelzschneiden werden beim Lasersublimationsschneiden Inertgase verwendet, um den Dampf des Materials aus dem Schnitt herauszublasen. Somit befinden sich keine Oxidationsmittel an der Schneide. Es wird häufig zum Schneiden organischer Materialien wie Holz, Leder, Textilien usw. verwendet.
3. Laserstrahl-Brennschneiden
Beim Laserstrahl-Brennschneiden wird ein brennbares Gas – Sauerstoff – verwendet, um das geschmolzene Material herauszudrücken. Der Laser erhitzt das Werkstück und erzeugt nach dem Schmelzen des Materials eine Selbstentzündung. Das Sauerstoffgas liefert durch Oxidation – eine exotherme Reaktion – mehr Energie für den Schneidprozess.
Das Brennschneiden eignet sich ideal zum Schneiden von Weichstahl und schmelzbaren Materialien wie Keramik. Dieser Schneidvorgang kann Verbrennungen auf der Schneidfläche verursachen, da das Gas ein Oxidationsmittel ist. Die richtige Optimierung der Prozessparameter hilft, die Bildung von Graten zu verhindern.
Lasertypen zum Schneiden von Blechen und Rohren
Beim Schneiden von Blechen und Rohren kommen unterschiedliche Lasertypen zum Einsatz, die jeweils ihre eigenen Vorteile und Einsatzmöglichkeiten haben. Hier sind die wichtigsten Lasertypen, die bei diesem Verfahren zum Einsatz kommen:
CO2-Laser
CO2-Laser werden aufgrund ihrer hohen Leistung und Effizienz häufig zum Schneiden von Blechen und Rohren verwendet. Sie erzeugen eine kontinuierliche Welle von Infrarotlicht und eignen sich daher gut zum Schneiden dicker Materialien. CO2-Laser eignen sich für eine Vielzahl von Metallen und Nichtmetallen, sind aber besonders für ihre Fähigkeit bekannt, dickere Bleche mit hervorragender Kantenqualität zu schneiden.
Faserlaser
Faserlaser erfreuen sich in der Metallschneideindustrie zunehmender Beliebtheit, da sie reflektierende Materialien wie Aluminium und Kupfer effizienter schneiden können als CO2-Laser. Sie erzeugen einen Laserstrahl mit hoher Intensität, indem sie Licht durch ein Glasfaserkabel leiten, was zu einem fokussierteren und konzentrierteren Strahl führt. Diese Technologie ermöglicht schnellere Schnittgeschwindigkeiten und höhere Präzision, was Faserlaser zu einer ausgezeichneten Wahl für Blech- und Rohranwendungen macht.
Nd-Laser (Neodym-dotierter Yttrium-Aluminium-Granat)
ND-Laser sind Festkörperlaser, die häufig für spezielle Anwendungen eingesetzt werden, beispielsweise zum Schneiden dickerer Materialien oder wenn hohe Präzision erforderlich ist. Sie geben einen konzentrierten Lichtstrahl ab, der fokussiert werden kann, um feine Details zu erzielen. ND-Laser eignen sich zum Schneiden verschiedener Metalle und werden häufig in Branchen eingesetzt, in denen Präzision von entscheidender Bedeutung ist, wie etwa in der Luft- und Raumfahrt und bei der Herstellung medizinischer Geräte.
Scheibenlaser
Scheibenlaser ähneln Faserlasern, verwenden jedoch eine andere Methode zur Erzeugung des Laserstrahls. Sie sind für ihre Effizienz und ihre Fähigkeit bekannt, dickere Materialien bei hoher Geschwindigkeit zu schneiden. Scheibenlaser bieten eine hervorragende Strahlqualität und können eine ideale Wahl für Anwendungen sein, bei denen Metallbleche und -rohre präzise geschnitten werden müssen.
Ultrakurzpulslaser
Ultrakurzpulslaser, darunter Pikosekunden- und Femtosekundenlaser, werden für Spezialanwendungen eingesetzt, die extrem hohe Präzision und minimale Wärmeeinflusszonen erfordern. Diese Laser liefern ultrakurze Energieimpulse, die komplexe Schnitte und Gravuren auf einer Vielzahl von Materialien, darunter auch Metalle, ermöglichen. Obwohl sie für allgemeine Schneidaufgaben nicht so häufig eingesetzt werden, sind Ultrakurzpulslaser ideal für Anwendungen in der Elektronik und Mikrobearbeitung.
Jeder Lasertyp bietet unterschiedliche Vorteile, abhängig von den spezifischen Anforderungen der Schneidanwendung, einschließlich Materialart, Dicke und gewünschter Kantenqualität.
7 Vorteile des Blechlaserschneidens
Lassen Sie uns die Vorteile des Laserschneidens von Blech für den Fertigungssektor untersuchen.
1. Hohe Präzision und Genauigkeit
Laserschneiden eignet sich aufgrund seiner extremen Präzision gut zum Blechschneiden. Die Maschinen sind mit der Fähigkeit ausgestattet, komplizierte Schnitte mit extremer Präzision und Genauigkeit durchzuführen. In der Industrie ist Laserschneiden die bevorzugte Technik zum Schneiden von Blechen mit spezifischen Details, die enge Toleranzen erfordern.
Einige Schneidegeräte können präzise Schnitte mit einer Genauigkeit von bis zu 0,0005 Zoll ausführen. Aus diesem Grund ist es in den meisten Fertigungsunternehmen eine wichtige Anwendung. Da die Laser die Metallteile wegschmelzen, erzeugen die Schneidegeräte wenig oder gar keine Grate. Stattdessen hinterlassen sie eine saubere, glatte und scharfe Kante.
2. Automatisierter Prozess
Das Laserschneiden erfolgt über CNC-Systeme (Computer Numerical Control). Sobald der technische Bediener die Programme in den Computer eingibt, läuft der Prozess selbstständig ab. Daher sind weniger menschliche Eingriffe und weniger Arbeitsaufwand erforderlich. Außerdem gibt es bei erhöhter Schneideffizienz wenig bis gar keine Fehlertoleranz.
3. Schadensprävention
Es besteht das Missverständnis, dass das Laserschneiden von Metall Verformungen verursacht. Das ist jedoch falsch. Die Hitze beim Laserschneiden wirkt sich nur auf winzige Teile des Materials aus und hat keinen Einfluss auf die Toleranz.
Darüber hinaus ist der Laserschneidvorgang schnell; die Laser erhitzen und schmelzen die zu entfernenden Teile weg. Die Hitze hat also keine nennenswerten Auswirkungen auf die anderen Teile des Materials. In den meisten Fällen kommt es zu keiner Verformung oder Verformung Ihres Materials.
4. Kompatibel mit den meisten Materialien
Ein weiterer entscheidender Vorteil dieser subtraktiven Fertigungsmethode ist die Fähigkeit, mit einer breiten Palette von Materialien zu arbeiten. Sie schneidet problemlos durch jedes Material, sei es Kupfer, Aluminium, Edelstahl oder sogar Titan. Schließlich werden dabei Laser bei sehr hohen Temperaturen eingesetzt, um das Material zu schmelzen.
5. Relativ niedrige Kosten
Laserschneidmaschinen sind zwar teuer. Im Vergleich zu anderen CNC-Maschinen sind sie jedoch kostengünstiger. Darüber hinaus handelt es sich um eine einzige Maschine für alles – das heißt, eine einzige Laserschneidmaschine ist ideal für alle Ihre Schneidvorgänge. Sie müssen für verschiedene Schneidvorgänge keine Maschinenmodifikationen vornehmen.
Darüber hinaus ist es langlebig. Das Gerät hat keinen Kontakt mit den zu schneidenden Materialien, sodass es kaum oder gar keine Reibung oder Oberflächenverschleiß gibt. Außerdem besteht es nicht aus mehreren Teilen, sodass weniger Wartungs- und Serviceaufwand erforderlich ist. Im Allgemeinen sind die Betriebskosten eines Laserschneiders im Vergleich zu anderen herkömmlichen Fertigungswerkzeugen geringer.
6. Hohe Vielseitigkeit
Neben der Kompatibilität des Laserschneidens mit den meisten Materialien ist das Verfahren äußerst vielseitig. Im Gegensatz zu anderen Geräten können Sie einen Laserschneider für mehrere Schneidfunktionen einsetzen, von einfachen bis hin zu komplexen Schnitten und solchen, die enge Toleranzen und komplizierte Designs erfordern. Diese Eigenschaft macht ihn zu einer ausgezeichneten Wahl für die meisten Branchen.
7. Geringer Energieverbrauch
Tatsächlich benötigen Laserschneider Strom, um Materialien beim Schneiden effektiv zu erhitzen und zu schmelzen. Allerdings ist die Schneidtechnik energieeffizienter als andere Schneidmethoden.
Darüber hinaus verfügt sie im Gegensatz zu anderen Maschinen über weniger bewegliche Teile, was einen geringeren Energiebedarf bedeutet. Darüber hinaus ermöglicht die hohe Geschwindigkeit der Maschine schnelles Schneiden, was Zeit und Energie spart.
Nachteile des Laserschneidens von Blechen und Rohren
Während das Laserschneiden von Blechen und Rohren viele Vorteile bietet, sind auch einige Nachteile zu berücksichtigen:
Bedarf an qualifizierten Bedienern
Für den effektiven Betrieb einer Laserschneidmaschine ist ein qualifizierter Techniker erforderlich, der sich mit deren Funktionen auskennt und auftretende Probleme schnell erkennen und beheben kann. Eine unsachgemäße Einrichtung kann zu Schäden an Materialien und Maschine führen. Wenn Sie also planen, einen Laserschneidservice zu betreiben, ist die Beauftragung eines Fachmanns unerlässlich.
Dickenbeschränkungen
Obwohl Laserschneider mit den meisten Materialien kompatibel sind, haben sie beim Schneiden dickerer Metalle Einschränkungen. Im Allgemeinen können Laserschneider Aluminiumbleche bis zu einer Dicke von 15 mm und Stahlbleche bis zu 6 mm effizient schneiden. Für dickere Materialien sind möglicherweise alternative Schneidemethoden besser geeignet.
Emission gesundheitsschädlicher Dämpfe und Gase
Beim Laserschneiden wird Hitze erzeugt, die die Materialien zum Schmelzen bringt, wodurch schädliche Dämpfe und Gase freigesetzt werden. Um Gesundheitsrisiken zu minimieren, ist es wichtig, Laserschneidmaschinen in gut belüfteten Bereichen zu betreiben.
Hohe Anfangsinvestition
Die Anschaffungskosten für einen hochwertigen Laserschneider können beträchtlich sein und übersteigen oft $2.000, was fast dem Doppelten des Preises anderer Schneidemaschinen, wie z. B. Wasserstrahlschneider, entspricht. Jeder, der ein Unternehmen mit Laserschneidtechnologie betreiben möchte, sollte auf diese beträchtliche Anfangsinvestition vorbereitet sein.
Tipps zum effektiven Laserschneiden von Metallblechen und -rohren
Wählen Sie die geeigneten Materialien aus
Die Wahl des richtigen Materials ist in jedem Herstellungsprozess von entscheidender Bedeutung. Das für Ihr Bauteil ausgewählte Material sollte den gewünschten Eigenschaften des Endprodukts entsprechen. Erwägen Sie neben Metallblechen wie Aluminium und Zink je nach Ihren spezifischen Anforderungen auch die Verwendung von Kunststoffen und anderen Polymeren. Zu den üblichen Materialeigenschaften, auf die Hersteller Wert legen, gehören Flexibilität, Formbarkeit, Duktilität und Steifigkeit.
Verwenden Sie eine Software, die Vektordateien generiert
Laserschneidmaschinen benötigen für den Betrieb Vektordateien. Verwenden Sie zum Erstellen Ihrer Designs Software wie Adobe Illustrator, um sie zu vektorisieren. Zu den zulässigen Dateiformaten gehören .ai, .step, .eps und andere, die Vektorgrafiken unterstützen.
Konto für Kerf
Der Schnittfugenwert bezeichnet das Material, das verdampft, wenn der Laserstrahl mit dem Werkstück in Kontakt kommt. Beim Entwurf Ihres Teils müssen Sie den Schnittfugenwert unbedingt berücksichtigen, um die Genauigkeit Ihrer endgültigen Abmessungen sicherzustellen.
Vermeiden Sie kleine Details im Verhältnis zur Metalldicke
Die Dicke des Metalls ist beim Laserschneiden ein entscheidender Faktor. Vermeiden Sie grundsätzlich, Details zu konstruieren, die kleiner sind als die Dicke des Metallblechs, da dickere Materialien die Durchdringungsfähigkeit des Lasers verringern.
Mindestabstand zwischen Schnittlinien einhalten
Der richtige Abstand ist entscheidend, um beim Laserschneiden optimale Ergebnisse zu erzielen. Der Mindestabstand zwischen den Schnittlinien sollte der Materialstärke entsprechen. Wenn Sie beispielsweise ein 2 mm dickes Blech schneiden, achten Sie darauf, dass zwischen den Schnittlinien ein Abstand von mindestens 2 mm besteht.
Anwendungen für das Laserschneiden von Blech- und Rohrteilen
1. Medizinische Ausrüstung
Rollwagen, Betten, chirurgische Instrumente, orthopädische Nägel, Stäbe usw. bestehen alle aus lasergeschnittenen Metallen. Obwohl viele chirurgische Instrumente heute im 3D-Druckverfahren hergestellt werden, ist Laserschneiden die bevorzugte Technik für ihre Herstellung.
2. Schmuckherstellung
Die meisten Schmuckdesigns enthalten komplizierte Muster, die mit Laserschneidern leicht nachgebildet werden können. Schmuckstücke werden oft aus dünnen Materialien hergestellt. Daher eignet sich das Laserschneiden gut für die Schmuckherstellung.
3. Innenarchitektur
Lasergeschnittene Bleche eignen sich hervorragend für Raumteiler, die das Gesamtbild eines Raums verbessern und mehr Platz schaffen können. Durch die Kombination der Präzision des Laserschneidens mit der Kreativität des Herstellers können Sie Ihrem Raum das gewünschte individuelle Aussehen verleihen.
4. Luft- und Raumfahrtindustrie
Aufgrund der hohen Maßgenauigkeit ist die Luft- und Raumfahrtindustrie einer der wichtigsten Anwender der Laserschneidtechnologie. Die meisten Flugzeugteile und andere Geräte wie Metalldetektoren, Trolleys, Förderbänder usw. werden während der Herstellung einigen Schneidvorgängen unterzogen.
Sollten Sie Ihre Blechteile an eine Laserschneidemaschine auslagern oder darin investieren?
Laserschneidtechniken spielen bei zahlreichen Fertigungsvorgängen eine entscheidende Rolle, da sie eine äußerst effektive Methode zum Schneiden einer breiten Palette von Materialien, insbesondere von Blechen, darstellen.
Für kleine Fertigungsbetriebe ist das Outsourcing Ihrer Schneidearbeiten oft die wirtschaftlichste Lösung. Indem Sie einen Dienstleister für Ihre Laserschneidarbeiten beauftragen, können Sie Kosten senken und diese Einsparungen anderen wichtigen Produktionsbereichen zuwenden. Wenden Sie sich für Ihre Laserschneid- und Blechbearbeitungsarbeiten an Waken.
Welche anderen Schneidverfahren kommen für mein Projekt in Frage?
Obwohl das Laserschneiden in der industriellen Fertigung ein beliebtes hochpräzises Schneidverfahren ist, ist es nicht die einzige verfügbare Option. Wenn Sie für die Formgebung Ihrer Bleche Alternativen zum Laserschneiden in Betracht ziehen, finden Sie hier einige hervorragende Methoden, die Sie für Ihre Fertigungsanforderungen in Betracht ziehen können:
- EDM (Elektroerosion)
- Wasserstrahlschneiden
- CNC-Fräsen
- Stanzen
Beliebte Marken von Lasermaschinen für Bleche und Rohre
Auf dem Markt sind viele Marken für Rohrlaserschneidmaschinen erhältlich. Einige der Top-Marken hinsichtlich Ruf, Produktqualität und Kundenzufriedenheit sind:
- Trumpf
- Bystronic
- Amada
- Mazak
- BLM-GRUPPE
- Krrass
Die Wahl einer Marke für das Rohrlaserschneiden hängt von vielen Faktoren ab, wie etwa dem Material, dem Rohrdurchmesser, der Dicke usw. Es ist wichtig, alle Faktoren zu berücksichtigen, bevor man sich für eine Maschine und einen Metallverarbeiter entscheidet.
Wenn Sie einen Metallbauer suchen, der sich auf Rohrlaserschneiden, lassen Sie uns Ihr Ansprechpartner sein. Weitere Informationen zu unseren Dienstleistungen und ein Angebot erhalten Sie hier.
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