Eine Einführung in Laser

Das Laserschneiden ist eine relativ neue Form des Blechformschneidens. Ohne ein herkömmliches „Werkzeug“ können die Schnitte sehr klein und präzise sein. Dieser Prozess ermöglicht auch das Gravieren oder Ätzen von Teilen mit Lasereinstellungen mit geringerer Leistung. In den 1970er Jahren für industrielle Anwendungen entwickelt, wurde LASER oder durch emittierte Strahlung stimulierte Lichtverstärkung Ende der 1990er Jahre zum Standard für Präzisionsfertigungsbetriebe.

Wie Laserschneidmaschinen funktionieren

Unter Verwendung des Lasers als Wärmequelle und mit einem Schutzgas (normalerweise Stickstoff) brennt oder schmilzt sich eine Lasermaschine buchstäblich durch Materialien mit einer Dicke von bis zu 1-1/4 Zoll Stahl. Laserschneiden kann zum einfachen Formschneiden von flachen Materialbahnen oder verwendet werden in einer dreidimensionalen Konfiguration, die zum Schneiden von vorgeformten Teilen verwendet werden kann.

Da der Laser eine Wärmequelle ist, ist dieser Prozess möglicherweise nicht optimal für wärmeempfindliche Anwendungen oder Produkte, die beim Schneiden mit dem Laser gefährliche Dämpfe erzeugen können. Da der Laser eine Lichtquelle ist, sollten hochreflektierende Materialien wie Kupfer und Messing im Allgemeinen nicht mit diesem Verfahren bearbeitet werden (CO₂ s besonders). Aluminium ist aufgrund seines Reflexionsvermögens und seiner hervorragenden Eigenschaften, genau die Wärme zu absorbieren, die wir zum Schneiden verwenden, auch in der Schneidkapazität begrenzt. Daher ist die Schneidkapazität eines Lasers für Aluminium typischerweise auf ungefähr ein Drittel der Kapazität der Maschine zum Schneiden von Weichstahl und ungefähr die Hälfte der gesamten Stahlschneidkapazität der Maschine für rostfreie Stähle begrenzt.

Lasermaschinen sind heute in unterschiedlich großen Tischen von 4' x 4' bis hin zu Portalmaschinen mit Schienen von 20' Breite und 60' Länge (oder größer) erhältlich. Die gebräuchlichsten Tischgrößen in heutigen Werkstätten sind 4' x 8', 5' x 10' oder 6' x 12' und sind als eigenständige Systeme erhältlich oder können Teil vollständig automatisierter Produktionszellen sein. Laser sind auch in einer Reihe von unterschiedlichen Wattleistungen (auch bekannt als Kilowatt oder KW) erhältlich. Schnittkapazität und -geschwindigkeit werden typischerweise durch die Verwendung höherer Wattzahlen erhöht. Die Verwendung höherer Wattzahlen erhöht jedoch auch sowohl die Investitionskosten der Maschine als auch ihre stündlichen Betriebskosten. Heute sind Maschinen in Leistungsbereichen von 1.500 Watt (1,5 kW) bis 12.000 Watt (12,0 kW) erhältlich.

Lasermaschinen sind in zwei grundlegenden Maschinendesigntypen erhältlich, die als Hybrid- oder fliegende Optik bezeichnet werden:

1. Hybrid — Der Begriff „Hybrid“ wird verwendet, wenn eine Lasermaschine das Material oder den Tisch in eine Richtung und die Laserfokussierlinse in die andere Richtung bewegt. Dieser Konstruktionstyp verwendet weniger bewegliche Teile für das Strahlwegführungssystem – erfordert daher normalerweise weniger Wartung und bietet gleichzeitig mehr (und konsistentere) Schneidleistung am Laserschneidkopf, da weniger Spiegel und Fokuslinsen erforderlich sind.
2. Fliegende Optik — Der Begriff „fliegende Optik“ wird verwendet, um Maschinen zu beschreiben, die das Material nicht auf dem Bett des Lasers bewegen. Vielmehr „fliegt“ der Laser selbst förmlich über das Material. Dieses Design bietet die höchsten Geschwindigkeiten, Beschleunigungen und möglichen Schnittgeschwindigkeiten, während es ein etwas komplexeres Design hat.

Laserarten

Es gibt zwei Haupttypen von Lasern, die in den Metallschneidemaschinen verwendet werden, die wir heute auf dem Markt sehen:

CO₂

CO₂ Laserstromquellen, sogenannte Resonatoren, erzeugen die Energie, indem sie eine Lichtquelle von einzelnen Spiegeln abprallen lassen und die Lichtteilchen oder Ionen mit einer Hochfrequenzwelle oder einer anderen Methode anregen, um die Ionen zum Kollidieren und Aufspalten zu bringen – wodurch sie verstärkt werden. Der Resonator ist abgedichtet und wird mit Gasen unter Druck gesetzt, die mit extrem hohen Geschwindigkeiten mit einem Turbo durch den Laserresonator selbst gepresst werden. Der Laser kann dann den Resonator durch eine kleine Öffnung und dann durch ein sorgfältig orchestriertes, mit sauberem Gas gespültes Abgabesystem verlassen, das den Strahl im laufenden Betrieb mehrere Male fokussiert und nach unten zum Schneidkopf reflektiert. Einige neuere Systeme haben das Strahlweg-Liefersystem durch ein faseroptisches Liefersystem ersetzt.

Direktdiode (Faser)

Direkte Diodenlaser verwenden Laserdioden, um verstärktes Licht direkt an ein optisches Faserkabel auszugeben, das dieses Licht an den Schneidkopf liefert. Dieses System hat keine beweglichen Teile und erfordert nur sehr wenig Wartung, was es zu einer bevorzugten Option für viele neue Systeme macht.

Der Begriff "Faseroptik" bezieht sich nur auf die Methode der Strahlführung und nicht auf die Art und Weise, wie der Strahl erzeugt wird. Die faseroptische Strahlführung ist eine einfachere, billigere Methode, die die präzisen Spiegel, Linsen und Gase des älteren CO₂ eliminiert Typ Laser. Faseroptik ist die neueste Technologie bei Metallschneide-Lasersystemen.

• Verarbeitete Materialien: Stahl, Aluminium, Edelstähle, Kunststoffplatten und Holz
• Beliebte Laserhersteller: Amada, Cincinnati, Mazak, Mitsubishi, Trumpf, Bystronic, HK Laser und Polaris

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