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Industrielles Laserschneiden von Metall

Laser schneiden ist eine industrielle Verarbeitungstechnik.

EIN Laser- ist eine elektromagnetische Strahlungsquelle, die Licht in einem nahezu parallelen Strahl aussendet. Um mit dem Laserstrahl schneiden zu können, muss dieser in einen Lichtkreis fokussiert werden, dessen Durchmesser nur Bruchteile eines Millimeters beträgt. Dadurch wird die Intensität des Strahls so groß, dass durch das Aufschmelzen und Verdampfen des Materials sehr enge und präzise Schlitze hergestellt werden können. Mit dem scharfen Laserstrahl lassen sich verschiedenste Metalle und Nichtmetalle wie Kunststoffe, Glas, Holz und Textil- schneiden. Das Laserschneiden von Metall kann von a Leistung von 100 Watt. 12 Watt reichen zum Schneiden von Nichtmetallen.

Neben dem Laserschneiden werden Laser in der Industrie auch für andere Operationen eingesetzt. Laser werden auch für die gravieren und Schweißen Teilen und für Oberflächenbehandlungen wie Härten.

Der Laserstrahl kann aufgrund seiner Strahlqualität weit transportiert werden. Somit können Laserquelle und Arbeitsplatz weit voneinander entfernt aufgestellt werden. Der Strahl wird dann nur noch am Arbeitsplatz fokussiert. Mit Hilfe von Spiegeln ist es auch möglich, an verschiedenen Arbeitsplätzen abwechselnd mit einer Laserquelle zu arbeiten und sogar abwechselnd zu schweißen und zu schneiden.

Die beim Laserschneiden erreichbare Schnittgeschwindigkeit hängt von einer Reihe von Variablen ab, wie zum Beispiel dem Material, der Dicke, dem Lasertyp und der Leistung. Die Geschwindigkeit variiert ungefähr zwischen 0,5 (für Stahl) und 12 (für Kunststoff) Meter pro Minute.

Arten von Lasern

In der Welt der Bearbeitungstechniken spielen vor allem drei Arten von Lasern eine Rolle:

1. Das CO₂Laser wird für schwerere Arbeiten verwendet, wie z Metallindustrie.
2. Der Nd:YAG-Laser kann eine Leistung von bis zu Kilowatt erzeugen und ist über Lichtwellenleiter transportabel.
3. Das Diodenlaser oder Faserlaser eignet sich besonders für sehr feine Arbeiten und wird durch eine Glasfaser transportiert. In Kombination mit einem Präzisionsschneidkopf sind besonders kleine Toleranzen bis auf Mikrometergenauigkeit möglich.

Yag-Laser montiert auf Industrieroboter

Laserkopf

Gasstrom

Beim Schneiden von Metallen reicht die hohe Leistungsdichte des Laserstrahls oft nicht aus, um eine gute Schnittfuge zu erzeugen oder das Material zu durchtrennen. Dann werden Hilfsgase verwendet.

Um eine Oxidation der Schneidkanten zu verhindern, Edelgas werden verwendet. Das ist es Laserschmelzschneiden. Helium ist Gas, das verwendet werden kann, aber sehr teuer ist. Daher auch mit Argon oder Stickstoff- hat funktioniert.

Beim Schneiden von unlegiertem oder niedriglegiertem Stahl wird ein reaktives Gas wie gas Druckluft oder Sauerstoff angewendet werden. Das ist es Laser schneiden. Der Sauerstoff wird mit einem koaxialen Gasstrom bis knapp über die Materialoberfläche gebracht. Das Gas verursacht die endgültige Schneidreaktion unter dem Einfluss des Laserstrahls. Bis zum exotherm Durch das Gas verursachte Reaktion ermöglicht eine fünfmal höhere Schnittgeschwindigkeit als beim Arbeiten mit Edelgas. Die Qualität der Schnittkanten ist weniger gut.

Es ist auch möglich, ohne Gase zu schneiden, das sogenannte Lasersublimationsschneiden. Dies ist für Kunststoff, Papier, Holz und keramische Materialien geeignet.

Vorteile und Anwendungen

Das Laserschneiden sorgt für einen sehr feinen Schnitt und geringen Materialverlust. Das Wärmeeinflusszone ist daher sehr klein. Mit dem Laserschneiden lassen sich auch komplexe Konturen problemlos schneiden.

Das Laserschneiden bietet große Gestaltungsfreiheit. Es ist eine interessante Option, wenn Sie komplizierte Formen aus Produkten schneiden, die mit herkömmlichen Verfahren hergestellt wurden, wie z Stanzen weniger leicht möglich.

weil Titan eine sehr niedrige Zündtemperatur und eine hohe Oxidationsanfälligkeit hat, lässt sich dieses Material sehr gut mit einem Laser schneiden. Da Titan ein sehr teurer Werkstoff ist und beim Laserschneiden wenig Material verloren geht, macht sich ein Lasergerät im Flugzeugbau schnell bezahlt.

Mit einem CO₂-Laser kann Glas geschnitten werden. Diese Fähigkeit wird beim Schneiden von Quarzrohren für Lampen verwendet. Eine weitere Anwendung ist das vollautomatische Zuschneiden von Autospiegeln. Durch den Schmelzprozess des Lasers ist die Qualität der Kante zwar sehr schlecht, aber in diesem Fall ist das ein Vorteil, da er beim Montieren des Spiegels im Gummiring weniger schnell schneidet.

Materialien wie Kupfer, Messing-, Bronze- und Aluminium lassen sich aufgrund ihrer Wärmeleitfähigkeit und ihrer hohen . nur unter ganz besonderen Eigenschaften laserschneiden Reflexion. Um die Reflexion zu reduzieren, a (Graphit)Glasur angewendet werden.