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Überblick
Was ist ein Faserlaserschneider und wie funktioniert es? Lassen Sie uns eintauchen.
A Faserlaser-Schneidemaschine funktioniert, indem ein Laserstrahl aus einem Lasergenerator abgefeuert wird. Der Strahl wird dann durch das optische Pfadsystem zu einem Laserstrahl mit hoher Leistungsdichte fokussiert.
Der Laserstrahl erhitzt die Oberfläche des Werkstücks bis zu seinem Schmelz- oder Siedepunkt, während ein Hochdruckgas verwendet wird, um das geschmolzene oder verdampfte Metall wegzublasen. Durch Bewegen des Strahls und Anpassen der Position des Werkstücks wird das Material schließlich geschnitten, um das gewünschte Schnittergebnis zu erzielen.
Laserschneiden ist eine moderne Alternative zu herkömmlichen mechanischen Messern und bietet hohe Präzision, schnelles Schneiden, unbegrenzte Schnittmuster, automatische Materialeinsparung, glatte Schnitte und niedrige Verarbeitungskosten.
Darüber hinaus wird das Faserlaserschneiden kontinuierlich verbessert und ersetzt herkömmliche Metallschneidegeräte.
- Die mechanischen Komponenten des Laserschneiders kommen nicht mit dem Werkstück in Berührung, wodurch Kratzer während des Betriebs vermieden werden.
- Das Laserschneiden ist schnell und führt zu glatten Schnitten, ohne dass eine zusätzliche Bearbeitung erforderlich ist.
- Der von der Wärme betroffene Bereich ist klein, wodurch die Plattenverformung minimiert wird und schmale Schlitze (0,1 mm bis 0,3 mm) entstehen.
- Keine mechanische Belastung, kein Schergrat.
- Hohe Bearbeitungsgenauigkeit, gute Wiederholgenauigkeit, keine Beschädigung der Materialoberfläche.
- Die numerische Steuerungsprogrammierung ermöglicht die Bearbeitung beliebiger flacher Formen.
- Kann ein großes Stück aus einem ganzen Teller schneiden, ohne dass eine Form geöffnet werden muss, was Zeit spart.
Funktionsprinzip der Faserlaserschneidmaschine
Beim Laserschneiden wird der Laserstrahl als Wärmequelle zum Heißschneiden verwendet. Das Funktionsprinzip ähnelt dem des Laserschweißens. Die Temperatur beim Laserschneiden übersteigt 11.000 °C, wodurch die Materialien vergasen, was neben dem Schmelzen während des Schneidvorgangs eine wichtige Rolle spielt. Bei einigen Materialien, wie Kohlenstoff und Keramik, ist der Laserschneidvorgang ein reiner Vergasungsprozess.
Das Laserschneiden von Metall erfolgt meist mit Hochleistungs-Kohlendioxid-Dauerlasergeneratoren. Während des Schneidens wird ein Inertgasstrom verwendet, um den Schnitt auszublasen und das geschmolzene Metall zu glätten und zu begradigen. Die Zugabe eines Sauerstoffstroms aus dem Strahl erhöht die Schnittgeschwindigkeit.
Beim Laserschneiden entstehen schmale Schnitte, präzise Größen und glatte Oberflächen, was zu einer besseren Schnittqualität im Vergleich zu anderen Heißschneideverfahren führt. Die meisten Metallmaterialien können mit dem Laser geschnitten werden, wobei die Schnittdicke von einigen Mikrometern bis zu 50 mm reicht.
Die Investitionen in Laserschneidanlagen sind hoch, aber sie werden hauptsächlich zum Präzisionsschneiden von Materialien mit Dicken unter 12 mm verwendet, darunter Edelstahl, Titan, Titanlegierungen, hochschmelzende Metalle und Edelmetalle. Sie können auch zum Schneiden von nichtrostenden Metallen verwendet werden.metallische Werkstoffe wie Kunststoff, Holz, Stoff, Graphit und Keramik. Beispielsweise werden in der Holzverarbeitungsindustrie Laser zum Schneiden von Sperrholz und Spanplatten verwendet, während in der Bekleidungsindustrie Laser zum Schneiden von Stoffen eingesetzt werden.
Laserschneiden eignet sich auch für Spezialzwecke, wie z. B. das Bohren von Steinlagern und chirurgische Eingriffe, bei denen Laser als Skalpelle verwendet werden. Die Parameter des Laserstrahls, die Leistung und Präzision der Laserschneidmaschine sowie das NC-System wirken sich direkt auf die Effizienz und Qualität des Laserschneidens aus.
Struktur eines Faserlaserschneiders
Ein Faserlaserschneider besteht aus mehreren Schlüsselkomponenten und verfügt über eine robuste Struktur, die präzise und effiziente Laserschneidvorgänge ermöglicht. Hier ist ein Überblick über die typische Struktur eines Faserlaserschneiders:
Maschinenrahmen:
Der Rahmen bildet die Grundstruktur des Faserlaserschneiders und sorgt für Stabilität und Halt für alle anderen Komponenten. Er besteht oft aus geschweißtem Stahl oder anderen langlebigen Materialien, um die Steifigkeit während des Schneidvorgangs zu gewährleisten.
Portalkransystem:
Das Portalsystem, auch Brücke genannt, ist eine bewegliche Struktur, die sich über die gesamte Länge der Maschine erstreckt. Es trägt den Laserschneidkopf und andere wichtige Komponenten und ermöglicht eine präzise Bewegung über das Werkstück.
Laserquelle:
Die Laserquelle ist eine grundlegende Komponente, die den hochintensiven Laserstrahl erzeugt, der zum Schneiden verwendet wird. Bei Faserlaserschneidern überträgt ein Glasfaserkabel den Laserstrahl von der Quelle zum Schneidkopf.
Schneidkopf:
Der Schneidkopf ist für die Fokussierung und Ausrichtung des Laserstrahls auf das Werkstück verantwortlich. Er umfasst häufig ein Linsensystem und eine Düse, um den Brennpunkt des Strahls zu steuern und die Linse vor Schmutz zu schützen.
Arbeitstisch:
Der Arbeitstisch bietet eine stabile Oberfläche zum Halten des Werkstücks während des Schneidvorgangs. Je nach Maschinenausführung kann der Arbeitstisch fest sein oder über ein bewegliches Bett für die automatische Materialzufuhr verfügen.
Bedienfeld:
Das Bedienfeld enthält die Benutzeroberfläche der Maschine, über die der Bediener Schneidparameter eingeben, Maschinenbewegungen steuern und den Schneidvorgang überwachen kann. Es kann über ein Touchscreen-Display und ein Steuerungssystem verfügen, das CNC-Technologie (Computer Numerical Control) verwendet.
X-, Y-, Z-Achsen:
Die X-, Y- und Z-Achsen stellen das dreidimensionale Koordinatensystem dar, das die Bewegung des Schneidkopfes und des Werkstücks definiert. Die X-Achse entspricht der Bewegung entlang der Länge der Maschine, die Y-Achse entlang der Breite und die Z-Achse der vertikalen Bewegung.
Motoren und Antriebe:
Motoren und Antriebe sind für die Bewegung der verschiedenen Komponenten entlang der X-, Y- und Z-Achse verantwortlich. Präzise und synchronisierte Bewegungen sind für präzise Schnitte von entscheidender Bedeutung.
Kühlsystem:
Faserlaserquellen erzeugen während des Betriebs Wärme und ein Kühlsystem ist unerlässlich, um optimale Betriebstemperaturen aufrechtzuerhalten. Dies kann die Verwendung von Wasser oder anderen Kühlmethoden zur effektiven Wärmeableitung beinhalten.
Abgasanlage:
Ein Absaugsystem entfernt Dämpfe, Rauch und Schmutz, die beim Schneidvorgang entstehen. Dies ist für die Aufrechterhaltung einer sauberen und sicheren Arbeitsumgebung von entscheidender Bedeutung.
Sicherheitsmerkmale:
Faserlaserschneider sind mit Sicherheitsfunktionen wie Schutzgehäusen, Not-Aus-Schaltern und Lasersicherheitssystemen ausgestattet, um das Wohlbefinden der Bediener zu gewährleisten und die Sicherheitsvorschriften einzuhalten.
Die Kombination dieser Komponenten bildet die integrierte Struktur eines Faserlaserschneiders und ermöglicht das präzise und effiziente Schneiden verschiedener Materialien in industriellen Anwendungen. Design und Funktionen können je nach Modell und Hersteller unterschiedlich sein.
Zusammenfassung
Eine Faserlaserschneidmaschine ist ein modernes Industriewerkzeug, das zum Präzisionsschneiden verschiedener Materialien mithilfe eines Hochleistungsfaserlaserstrahls verwendet wird. Diese Art von Schneidemaschine erfreut sich aufgrund ihrer Effizienz, Geschwindigkeit und Vielseitigkeit bei der Bearbeitung verschiedener Materialien, insbesondere Metalle, großer Beliebtheit.
Faserlaserschneidmaschinen werden in Branchen wie der Fertigung, der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt und der Blechbearbeitung häufig eingesetzt, da sie Materialien mit hoher Präzision, Geschwindigkeit und Effizienz schneiden können. Sie sind besonders effektiv zum Schneiden von Metallen wie Stahl, Aluminium und Kupfer.