Laserschneider: Erkundung der Fähigkeit, in Winkeln zu schneiden

Einführung

Kurzer Überblick über Laserschneider

A Laserschneider ist ein hochpräzises und hocheffizientes modernes Fertigungswerkzeug. Es nutzt einen Laserstrahl mit hoher Energiedichte als Wärmequelle, um das Material präzise zu schneiden.

Dieses berührungslose Verarbeitungsverfahren wird aufgrund seiner außerordentlichen Präzision, Flexibilität und Anpassungsfähigkeit häufig in der Metallverarbeitung und in der Nichtmetall-Verarbeitungsindustrie eingesetzt.

Die Laserschneidsysteme werden durch Computerprogramme gesteuert, die ein komplexes zwei- und dreidimensionales Rapid Prototyping geometrischer Formen ermöglichen und so die Produktionseffizienz und Produktqualität erheblich verbessern.

Einführung in das Winkelschneiden

Unter Normalschnitten versteht man beim Laserschneidverfahren in der Regel gerade oder geschwungene Schnitte senkrecht zur Werkstückoberfläche.

Mit dem technischen Fortschritt und den tatsächlichen Anforderungen verfügen Laserschneidmaschinen jedoch über die Funktion, „einen Winkel zu schneiden“.

Laserschneider schneiden das Material nicht im rechten Winkel, sondern in einem Winkel. Mit diesem Vorgang lassen sich nicht nur besondere Effekte erzielen, die mit herkömmlichem Schneiden nicht möglich sind, sondern es werden auch neue Lösungspläne für die Strukturmontage, das Schweißen und die Funktionsoptimierung angeboten.

Eine Laserschneidmaschine ist eine weit verbreitete Maschine, die präzise Schnitte ermöglicht. Können Laserschneider einen Winkel schneiden? Die Antwort ist ja.

Eine Laserschneidmaschine kann das Material in verschiedenen Winkeln schneiden und so komplizierte Designs und präzise Abschrägungen erzielen.

Laserschneiden verstehen

Erläuterung des Laserschneidprozesses

Laserschneiden ist eine Technik, bei der die Materialoberfläche mit einem Laserstrahl hoher Energiedichte bestrahlt wird, wodurch diese schnell schmilzt, verdampft oder verbrennt und so eine präzise Trennung erreicht wird.

Der gesamte Laserschneidprozess kann in die folgenden Hauptschritte unterteilt werden:

Fokussierung und Positionierung: Zunächst erzeugt der Laser einen hochintensiven Laserstrahl und bündelt ihn mithilfe optischer Systeme zu einem minimalen Lichtfleck, um den zu schneidenden Bereich präzise auszurichten.

Energieübertragung: Der Laserstrahl wirkt nach der Fokussierung mit extrem hoher Energieintensität auf die Materialoberfläche ein, wodurch der Bereich die Energie in sehr kurzer Zeit absorbiert und den Schmelzpunkt oder sogar den Siedepunkt erreicht.

Materialabtrag: Durch die Hitzeentwicklung beginnt das Material zu schmelzen und zu verdampfen. Gleichzeitig wird die Schmelze bzw. der Dampf durch Hilfsgase (z. B. Sauerstoff, Stickstoff) aus der Schnittfläche geblasen, um einen sauberen Schnitt zu bilden.

Dynamische Fertigung: Computerprogramme, die das System steuern, passen die Position und Leistung des Laserkopfes rechtzeitig entsprechend dem vorgegebenen Designpfad an und sorgen so für konstante und präzise Schneidarbeiten.

Zum Laserschneiden geeignete Materialarten

Aufgrund ihrer hohen Präzision, Flexibilität und umfassenden Anpassungsfähigkeit wird die Laserschneidtechnologie weithin geschätzt. Im Folgenden sind typische Materialien aufgeführt, die sich zum Laserschneiden eignen:

Metallwerkstoffe: darunter mehrere Sondermetalle wie Weichstahl, Edelstahl, Aluminium, Kupfer und Titanlegierungen, wobei die Faserlaserschneidmaschine für die Bearbeitung von dünnen bis mitteldicken Metallblechen geeignet ist.

Nichtmetallisches Material: wie Kunststoff, Gummi, Holz, Papier, Glas, Keramik, Leder, Textilien usw. Die CO2-Laserschneidmaschine zeichnet sich durch gute Schneideffekte bei der Bearbeitung nichtmetallischer Materialien aus.

Verbundwerkstoff: Dazu zählen Kohlefaserverbundstoffe, glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) und andere Arten von Verbundplatten. Mithilfe spezifischer Parametereinstellungen kann außerdem ein effizienter Zuschnitt erreicht werden.

Winkelschneiden mit Laserschneidern

Vorteile des Winkelschneidens

Stärkung der Strukturintensität und -stabilität: Bei einigen technischen Strukturteilen wie Flugzeugteilen, Brückenverbindungen und durch Winkelschnitte gebildeten Verbindungen wird die Spannung verteilt und die Stabilität und Ermüdungsbeständigkeit der Gesamtstruktur verbessert.

Vereinfachen Sie den Montageprozess: Durch das Vorschneiden der Teile in Winkeln können die Anforderungen der nachfolgenden Montage präzise erfüllt und Schweiß- und Anpassungsarbeiten während der Montage reduziert werden, was die Effizienz und Genauigkeit der Montage verbessert.

Sparen Sie Material und optimieren Sie das Design: Winkelschneiden kann sich besser an die geometrischen Formdesignanforderungen anpassen. Gleichzeitig kann durch die rationelle Verwendung der verbleibenden Materialien der Materialabfall reduziert und die Ressourcennutzung verbessert werden.

Künstlerische Schönheit und persönlicher Ausdruck: Im Bereich der Dekoration von Kunst- und Bauelementen können durch Winkelschneiden besondere visuelle Effekte erzielt, das Design bereichert und ein personalisiertes und innovatives Design erreicht werden.

Anwendungen des Winkelschneidens in verschiedenen Branchen

Luft- und Raumfahrtindustrie: Im Flugzeugbau sind Konstruktionen mit schrägen Massenverbindungen erforderlich, um die Steifigkeit der Karosseriestruktur zu erhöhen und das Gewicht zu verringern. Dabei spielt das Winkelschneiden eine entscheidende Rolle.

Automobilherstellung: Viele Komponenten wie Karosseriestrukturteile, Innenraumteile und Motorteile erfordern präzise Winkelschnitte, um einen festen Sitz und eine effiziente Produktion der Komponenten zu gewährleisten.

Achitechive-Industrie: Komplexe Knotenverbinder in Stahlkonstruktionen erfordern Winkelschnitte, um die mechanischen Leistungsanforderungen und die Ästhetik zu erfüllen.

Möbelherstellung: Kreatives Möbeldesign erfordert normalerweise einen Winkelschneideprozess, der dem Produkt ein einzigartiges Aussehen und eine stabile Struktur verleiht.

Herstellung von Elektronik- und Präzisionsinstrumenten: Bei kleinen und empfindlichen Metallgehäusen und internen Halterungen können die Verpackungsdichte und die Wärmeleistung durch Winkelschneiden verbessert werden.

Faktoren, die den Winkelschnitt beeinflussen

Wesentliche Überlegungen

Beispielsweise kann ein Material mit einem hohen Schmelzpunkt oder einer reflektierenden Oberfläche beim schrägen Schneiden Probleme bereiten.

Unterschiedliche Materialien haben unterschiedliche Eigenschaften. Dies kann sich auf den Effekt auswirken, mit dem die Laserschneidmaschine einen Winkel schneidet.

Um die Kompatibilität mit Laserschneidmaschinen sicherzustellen, ist die Kenntnis der verwendeten Materialien und ihrer Eigenschaften unerlässlich.

Dickenbeschränkungen

Damit eine Laserschneidmaschine einen Winkel effektiv schneiden kann, ist die Dicke des zu schneidenden Materials von größter Bedeutung.

Bei dickerem Material ist möglicherweise mehr Leistung und eine langsamere Schnittgeschwindigkeit erforderlich, um einen sauberen und präzisen Schnitt zu erzielen.

Bitte beachten Sie die Spezifikationen und das Handbuch der Laserschneidmaschine, um sicherzustellen, dass sie die größten Dicken mit einem Winkel bewältigen kann.

Strahldivergenz

Auch die Divergenz des Laserstrahls während der Ausbreitung ist ein wichtiger Faktor. Je konzentrierter der Laserstrahl, desto kleiner ist der Durchmesser des fokussierten Punkts und desto höher ist die Energiedichte. Dies kann für präzise Winkelschnitte von Vorteil sein.

Allerdings kann der Laserstrahl divergieren, wodurch beim Schneiden in einem großen Winkel die Fokuspunkte verschoben werden, was wiederum die Schneidpräzision und -effizienz beeinträchtigt.

Objektivfokus

Die Wahl und Einstellung der Objektivbrennweite ist für die Erzielung hochwertiger Winkelschnitte von entscheidender Bedeutung.

Bei Laserschneidmaschinen kann die Brennweite der Linse angepasst werden, um die Position und Tiefe des Laserpunkts zu steuern und so die Energieverteilung zu ändern, mit der der Laser auf die Materialoberfläche einwirkt.

Um beim Winkelschneiden die beste Energiedichte und Schneidwirkung zu erzielen, kann die Brennweite der Linse dynamisch entsprechend dem tatsächlichen Schnittwinkel angepasst werden.

Techniken zum Schneiden im Winkel

Fasenschneiden mit Lasertechnik

Beim Fasenschneiden werden Winkel und Brennweite des Laserkopfes so eingestellt, dass ein Laserstrahl in einem Winkel auf die Materialoberfläche einwirkt und so ein rampenförmiges Schneiden der Werkstückkanten erreicht wird.

Diese Technik wird in vielen Bereichen, beispielsweise bei Rohren, Schweißverbindungen und Rahmenstrukturen, häufig eingesetzt, da hiermit ideale Schweißwinkel für Teile vorab erstellt werden können, was die Schweißqualität und -effizienz verbessert.

Neigungsschneidemethoden

Bei der Tilt-Cut-Technologie wird beim Laserschneiden die Werkbank bzw. der Laserkopf nicht direkt senkrecht zur Werkstückoberfläche, sondern in einem bestimmten Winkel ausgerichtet.

Bei diesem Verfahren lassen sich in einem Arbeitsgang Schnitte mit unterschiedlichen Winkeln erzeugen, was sich besonders für die Bauteilfertigung eignet, bei der eine winkelgenaue Bearbeitung erforderlich ist.

Mit dieser Methode können die nachfolgenden Verarbeitungsvorgänge reduziert und die Produktionseffizienz verbessert werden, insbesondere bei bestimmten Designprodukten, wie z. B. architektonischen Dekorationsteilen und Möbelkomponenten, bei denen Designs mit mehreren Winkeln erzielt werden können.

Rotationsschneidverfahren

In einigen High-End-Laserschneidsystemen wird die Rotationsschneidtechnologie eingesetzt. Unter diesen Umständen kann sich der Laserschneidkopf nicht nur entlang der XY-Achse, sondern auch um die Z-Achse bewegen, wodurch der Einfallswinkel des Laserstrahls während des Schneidvorgangs geändert wird.

Diese Rotationsschneidtechnologie eignet sich besonders für die Herstellung komplexer dreidimensionaler geometrischer Formkomponenten wie Flugzeugrotoren, Turbinenteilen und Kunstgravuren, da sie die Schneidanforderungen verschiedener Winkel und gekrümmter Linien flexibel bewältigen kann.

Abschluss

Kurz gesagt: Aufgrund seiner herausragenden Vorteile spielen Winkellaserschnitte in der modernen Fertigung eine immer wichtigere Rolle.

In unserem Abschnitt sprechen wir über die Präzision und Genauigkeit des Winkelschneidens. Mit dieser Technologie können hochpräzise und qualitativ hochwertige Winkelschnitte erzielt werden, die die komplexen Anforderungen an Winkelschnitte in der Luft- und Raumfahrt, im Automobilbau und bei anderen Präzisionskomponenten in hohem Maße erfüllen können.

Im Vergleich zu herkömmlichen Schneideverfahren ist das Winkellaserschneiden zeit- und kostensparender.

Automatische Steuerung und hocheffiziente Fertigungsprozesse können die Produktionskosten effektiv senken und die Gesamteffizienz verbessern. Gleichzeitig ist die Reduzierung von Materialabfällen ein weiterer großer Vorteil, der Ressourcen maximieren und die Produktion nachhaltig voranbringen kann.

Darüber hinaus kommt es selbst bei schrägen Laserschnitten zu Wärmeverformungen und Materialverwerfungen.

Durch technologische Innovationen und handwerkliche Verbesserungen, wie etwa dynamische Fokussierung, intelligente Steuerungssysteme und die Entwicklung von Verbundverarbeitungstechnologien, werden diese Probleme gelöst und der Anwendungsbereich und die Kapazitätsgrenzen des Laserwinkelschneidens werden zunehmend erweitert.