Parameter des Laserschneidens

1. Strahltransversalmodus

Die Transversalmoden des Strahls lassen sich in drei Arten unterteilen: Grundmode (Gauß-Mode), Low-Order-Mode und Multimode. Bei einigen Laserleistungen ist der Grundmodus der idealste Schneidmodus. Außerdem ist der Singlemode meist besser als der Multimode.

2. Laserleistung

Die Laserleistung steht in engem Zusammenhang mit den physikalischen Eigenschaften, der Dicke und dem Schneidmechanismus des zu schneidenden Materials. Je höher der Schmelzpunkt, die Wärmeleitfähigkeit und die elektrische Leitfähigkeit des Materials sind, desto größer ist die Dicke und desto mehr Laserleistung ist erforderlich. Das Vergasungsschneiden desselben Materials erfordert die meiste Leistung, gefolgt vom Schmelzschneiden, und als letztes Sauerstoffschneiden.

3. Polarisationsrichtung

Das Licht ist eine Transversalwelle, deren Polarisationsrichtung senkrecht zur Ausbreitungsrichtung steht. Wenn die Polarisationsrichtung parallel zur Spaltlinie verläuft, ist der Effekt der Absorption der Lichtenergie am größten, und der Spalt ist schmal und parallel. Der Schnitt ist grob, breit und ungerade wenn die beiden bestimmte Winkel aufweisen. Wenn sie senkrecht zueinander stehen, ist der Effekt noch schlechter.

4. Schnittgeschwindigkeit

Unter bestimmten anderen Parametern hängt die Schnittgeschwindigkeit von der Dicke des Blechs und der Breite des Schnitts ab.

5. Hilfsgas und dessen Durchfluss

Beim Laser-Sauerstoffschneiden kann das Hilfsgas exotherm mit dem zu schneidenden Metall reagieren, um einen Teil der Energie zu liefern, die Schlacke abzublasen und die Fokussierlinse zu schützen. Beim Laserschmelzschneiden und beim Vergasungsschneiden wird das Hilfsgas verwendet, um die Schmelze abzublasen und Materialien zu verdampfen, den Schneidbereich zu kühlen und die negativen Auswirkungen der Plasmawolken zu unterdrücken.

Daher wird beim Schneiden von oxidierbaren Metallen oft Sauerstoff als Hilfsgas verwendet. Beim Schneiden von Metallen und Nichtmetallen, die nicht leicht zu oxidieren sind, wird oft Stickstoff als Hilfsgas verwendet, um die beiden Funktionen des Abblasens und der Kühlung zu gestatten. Die Durchflussmenge hängt mit dem Gasdruck zusammen, und es gibt einen optimalen Sauerstoffdruck, der der maximalen Schnittgeschwindigkeit entspricht, wenn die anderen Parameter unverändert bleiben.

Auch die Sauerstoffreinheit hat einen erheblichen Einfluss auf die Schnittgeschwindigkeit. Eine Verringerung der Sauerstoffreinheit (Volumenanteil) um 2 % kann die Schnittgeschwindigkeit um 50 % reduzieren.

6. Brennweite und Defokussierung

Die Größe der Brennweite wirkt sich direkt auf den Durchmesser des Strahlflecks und die Leistungsdichte im Brennpunkt aus. Der Grad der Defokussierung beeinflusst die Breite des Einschnitts und die Tiefe des Schnitts. Wenn die Brennweite kurz ist, ist der Durchmesser des Strahlflecks klein, die Leistungsdichte hoch und die Schnittgeschwindigkeit hoch, die Schnitttiefe ist jedoch ebenfalls klein.

Daher sollte eine kurze Brennweite für dünne Bleche und eine lange Brennweite für dicke Bleche verwendet werden, wenn die Leistungsdichte ausreichend ist.

Was sind die Vorteile des Laserschneidens?

1. Geschwindigkeit

Verglichen mit der traditionellen manuellen Methode ist die Schneidkapazität der Laserschneidmaschine viel schneller. Diese Laserschneidmaschinen können mehrere Meter pro Sekunde schneiden. Das bedeutet, dass die Teile innerhalb weniger Tage geliefert werden können, was die Investitionen reduziert.

2. Wiederholbarkeit

Beim manuellen Schneiden von Materialien kommt es oft vor, dass es Unterschiede zwischen den Teilen gibt, da jedes Mal andere Techniken angewandt werden. Die Präzisionslaserschneidmaschine wendet nur die Einstellungen an, die in der Maschine programmiert wurden, und minimiert so die Maßabweichungen zwischen den Teilen.

In der heutigen Produktionsumgebung ist die Wiederholbarkeit von entscheidender Bedeutung. Denn die Verbesserung der schlanken Produktionstechnologie bedeutet, dass jedes Teil mit jedem anderen übereinstimmen muss. Andernfalls kann eine schlechte Montage zu Produktionsverzögerungen und damit zu Gewinneinbußen führen.

3. Vielseitigkeit

Die Plastizität des Laserrohrs bietet mehr Möglichkeiten für Teilekonstrukteure im Bereich Architektur und Bauwesen. Die komplexesten Entwürfe können leicht in Rohre geschnitten werden, die mit herkömmlichen Laserschneidmaschinen unmöglich sind.

4. Massenproduktion

Die fortschrittliche Faserlaserschneidmaschine kann ein sechs Meter langes Rohr in einem einzigen Gerät laden, was für eine traditionelle Fabrik sehr schwierig ist. Das erleichtert die Massenproduktion, weil es die Zeit zur Bearbeitung der Rohre verkürzt.