Door de technische vooruitgang ontwikkelen mensen steeds meer verschillende snijmethoden. Ze hebben behoefte aan voordeel en productiviteit in hun bedrijf. Niemand zal u ervan weerhouden een welvarende zakenman te worden als u zowel tijd als geld kunt besparen in uw productielijn. Begin 2021 kwamen veel gespecialiseerde snijapparaten, zoals CNC-machines (boren, frezen, laser, frezen), slijpen, schuren, enzovoort op onze markt. Van deze keuzes is lasersnijtechnologie tegenwoordig een van de meest veeleisende diensten ter wereld. Op basis van het uitgangsvermogen kunnen deze lasermachines vrijwel elk materiaal snijden. Bovendien is lasersnijden relatief sneller en kosteneffectief dan andere graveermachines. En daarom brachten we u dit artikel over de ongelooflijke lasersnijtechnologie om beter onderzoek te doen.
Inleiding tot lasersnijtechnologie
LASER of lichtversterking door de gestimuleerde emissie van straling is een apparaat dat licht vrijgeeft door het te versterken via een optisch proces op de gestimuleerde ontlading van elektromagnetische straling. Met behulp van deze processen maken industriëlen veel lasergereedschappen voor verschillende faciliteiten. Dienovereenkomstig versterkt een lasergraveermachine de krachtige laserstraal in een zodanig bereik dat het in staat is om een materiaalvel te snijden, te smelten of te verbranden. Volgens de ontwerpspecificatie focust een lasersnijproces de lichtstraal op het specifieke punt om plaatmateriaal te snijden en te etsen. Een lasergraveermachine kan met deze technologie verschillende vaste materialen snijden, zoals metaal, hout, acryl, kunststoffen, enz. Lasersnijapparaten zijn daarom in staat om gecompliceerde onderdelen en mechanismen te maken.
Aan de andere kant is het lasersnijproces niet voor menselijke bediening. Een computer numeriek besturingsapparaat bedient het laserkanon in een specifieke richting. In de interne kamer is er voor lasergasinvoer en lichtversterkingslens. De gestimuleerde versterkte laserstraal valt op het metaaloppervlak en verbrandt het specifieke punt dat het raakt. Op deze manier smelt de gestimuleerde bundel geleidelijk de dikte van het plaatmateriaal af.
De CNC-manipulatie is vergelijkbaar met de andere computergestuurde machines. Deze apparaten gebruiken een machinetaal, het CNC-programma genaamd, dat de snelheid van de stappenmotor regelt. Meestal zijn de meeste CNC-machines tweedimensionaal. Het snijpistool heeft dus twee verschillende assen nodig voor de X- en Y-richtingen. Bij CNC-lasersnijapparaten hoeft het laserpistool niet op de Z-as te bewegen omdat de geprojecteerde straal gelijkmatig op het oppervlak van het materiaal valt. In dit geval zijn er enkele uitzonderlijke gevallen met een driedimensionale laserbeweging.
Populaire lasersnijmethoden
De lasersnij-apparaten kunnen verschillen op basis van de laserbron en het werkingsprincipe blijft hetzelfde. De eerste is de CNC CO2-lasersnijder, die gebruikmaakt van CO2-gas dat zich vermengt met de laserstraal. In dit geval zijn er andere beschikbare gassen, zoals stikstof, helium, xenon en waterstof. De tweede is de CNC-kristallasersnijder. Dit type lasersnijder gebruikt kristallen voor elektrische laserontlading. De derde is de CNC-vezellasersnijder. Dit type lasersnijder maakt gebruik van optische vezels om de laserstraal over te brengen naar het laserkanon.
Afhankelijk van deze lasersnijapparaten hebben industriëlen echter verschillende lasersnijmethoden geclassificeerd. Blijf lezen; we zullen ze als samenvatting vermelden.
Fusie snijden
Gewoonlijk heeft de lasersnijtafel twee verschillende fasen, de bovenste en onderste fase. Het laserpistool smelt de specifieke plaats gedeeltelijk tijdens de fusie-snijmethode en de luchtstroom werpt het gesmolten materiaal uit naar het onderste deel van het podium. Dit fenomeen gebeurt in vloeibare toestand, dus het proces staat bekend als de fusie-snijmethode. Tijdens dit proces vergezellen de inerte gassen van hoge zuiverheid echter de laserstraal, waardoor het gesmolten materiaal het podium verlaat. Hier neemt het inerte gas niet deel aan het snijden. In dit geval is het laservermogen onder een bepaald niveau waarbij de luchtdruk de beperkende factor is in het stadium en de thermische geleidbaarheid.
Op en neer
- Fusiesnijden is sneller dan de vergassingsmethode.
- Bij deze methode absorbeert het materiaal alleen bepaalde laserstralen.
- Fusion-lasersnijden heeft een hoog vermogen nodig om metalen te graveren, zoals staal heeft 104-105 W/cm2 nodig. In dit geval is de maximale snijsnelheid afhankelijk van het uiteindelijke laservermogen; als het laservermogen toeneemt, neemt de snijsnelheid toe en vice versa.
- Het krijgt geen oxidatie-incisie voor ijzer, staal en titanium.
Verdamping snijden:
Tijdens dit vergassingsproces stijgt de temperatuur aan het oppervlak zo snel tot het kookpunt dat het smelten van het materiaal kan worden vermeden. Sommige materialen verdampen op dit moment in stoom en het hulpgas wordt weggeblazen door enkele van de inerte gassen die voor de gaslasersnijder worden gebruikt. Dit proces van verdamping staat bekend als het verdampingssnijproces. De grondstof mag de vereiste dikte echter niet meer dan de diameter van de laserstraal overschrijden.
Voordelen en nadelen
- Verdampingssnijden vereist een hoger laservermogen dan fusiesnijden om het kookpunt onmiddellijk te bereiken. Het laservermogen van dit proces moet 18 W/cm2 overschrijden, afhankelijk van het materiaal, de snijdiepte en de focuspositie.
- Deze methode is niet geschikt voor mensen die geen smeltpunten hebben, zoals hout en bepaalde keramiek. Het verdampingsproces is alleen voor kleine gebieden zoals ijzerlegeringen.
- De materialen die voor het verdampingsproces worden gebruikt, moeten een dikkere incisie bereiken.
- Vooral het laservermogen en de verdamping hebben een effect op de brandpuntspositie.
Breukgestuurd snijden
Als u hetzelfde lasersnijproces volgt, werkt het snijden van brosse materialen mogelijk niet perfect. In dit geval hebben dit soort materialen hitteschade met hoge snelheid nodig, waarbij controleerbaar breuksnijden door de laserstraal bekend staat als breukgecontroleerd snijden. In dit proces creëert de uitgezonden laserenergie mechanische spanning waardoor het materiaal zich langs het pad van de laserstraal scheidt. Deze scheiding van materialen is controleerbaar voor breukgroei en vergelijkbaar met een uitgebreide scheur.
Tijdens de breukgecontroleerde snijmethode veroorzaakt de laserstraal die het kleine gebied van het brosse materiaal raakt, echter een grote thermische gradiënt en aanzienlijke mechanische vervorming in dat gebied als gevolg van de scheur in het materiaal.
Voordelen en nadelen
- Met behulp van de ANSYS-software of een andere versie kan men snel de spannings- en temperatuurverdeling verkrijgen.
- Dit proces vereist een hoog laservermogen, afhankelijk van de brosse materiaalsoorten.
- Een uitgebalanceerde verwarmingsgradiënt kan de scheuren in elke gewenste richting leiden.
Oxidatie smelten verdamping:
Voor deze snijmethode is zuurstofgas of ander reactief gas geschikt. Na de elektromagnetische kamer raakt de versterkte straal het oppervlak van het materiaal door een omgeving van reactieve gassen. Op dit moment reageert de versterkte straal chemisch met de zuurstof of een ander reactief gas, waardoor er woedend een hogere warmtebron wordt geproduceerd. Dit proces van reageren en snijden staat bekend als oxidatie-smelt-vaporisatie. De pulsmodus beperkt het warmte-effect en het laservermogen bepaalt de snijsnelheid.
Voor- en nadelen Down
- De snijsnelheid van dezelfde dikte van constructiestaal sneller dan het smeltsnijden vanwege de oxidatie-smeltverdampingsmethode.
- Oxidatie-smeltverdamping zorgt voor een brede snede, patent ruwheid, verhoogde thermische impactzones en een slechtere randkwaliteit.
- Deze snijmethode is niet geschikt voor het bewerken van precisiemodellen omdat de scherpe hoeken brandwonden kunnen veroorzaken.
Dit is de meest gebruikte lasersnijmethode die recentelijk is gebruikt. De operator kan het snijplan bepalen op basis van het vermogen van de snijapparatuur, het analysevermogen, de verwerkingsvereisten en de materiaalsamenstelling. In dit geval is de materiaalkwaliteit de meest kritische factor om te overwegen. Als het materiaal verschillende onzuiverheden heeft, kan het een hoger smelt- of kookpunt hebben. In dit geval heeft de lasersnijder een krachtige laserstraal nodig om door deze materialen te dringen.
Lasersnijmaterialen
Klaar om uw lasergraveerder uit te proberen? Eerst moet u alle benodigde apparatuur verzamelen om te gebruiken. Gewoonlijk kan de laserstraal bijna alle soorten materialen doordringen, maar u moet beter weten wat het nominale vermogen is. Probeer uw lasergraveermachine echter uit met verschillende soorten materialen die hieronder worden genoemd om te zien hoe ze werken. In dit geval moet u uw machinespecificatie doornemen. Zoals we al zeiden, moet je, afhankelijk van het laservermogen, de lasermaterialen bepalen. Een ander belangrijk punt waar u rekening mee moet houden, is dat verschillende materialen verschillende dampen kunnen afgeven, dus het is beter om te zorgen voor een goede ventilatieruimte om veilig te zijn.
- Hout: Een van de meest voorkomende materialen voor lasersnijden is hout. Beginners en zelfs professionals gebruiken vaak een lasersnijder voor hout om onderdelen uit te snijden om in elkaar te zetten, cadeaus te graveren en ingewikkelde ontwerpen in een stuk hout te snijden.
- Kunststof en acryl: Borden, sieraden, ornamenten, kunst aan de muur en nog veel meer kunnen een uitstekende keuze zijn om te maken van plastic en acrylmaterialen. Je kunt ook plexiglas, wild gekleurd plexiglas, een standaard acryl, gebruiken om prachtige kunstwerken in gebrandschilderd glas te maken. Het is verkrijgbaar in verschillende diktes, net als hout.
- Schuim: Het maken van inserts en seals foam is het beste voor kinderprojecten. Om leuke, aangepaste puzzels te maken, kun je een lasersnijder gebruiken om dikke stukjes schuim te snijden. Hoewel het niet zo gebruikelijk is als andere materialen voor thuisprojecten, is het nog steeds een haalbare keuze om te overwegen.
- Plaat metaal: Het is een beetje lastig om plaatmetaal te snijden op de lasergraveermachine. De moleculaire aantrekkingskracht in het metaal is veel hoger dan in het hout of acryl. Dus om randen van plaatmetaal te smelten, hebben we een krachtige laserbron nodig.
- Leer: Nadat u goed heeft geoefend met uw lasersnijmachine, kunt u leer uitproberen, hoewel het een duur materiaal is. U kunt echter portefeuilles, riemen, portemonnees, sieradenarmbanden en kunstwerken maken.
- Karton: Een van de meest kosteneffectieve materialen voor lasersnijmachines is karton. Het is ook een van de meest gebruiksvriendelijke. U kunt alles maken, van opvallende visitekaartjes tot onderdelen voor modelbouw.
Er zijn niet veel materialen die je in het algemeen niet kunt gebruiken. Als je aan het graveren bent, moet je uit de buurt van het glas blijven. Elke chloorhoudende inhoud, zoals vinyl of PVC, wordt ook niet aanbevolen.
Voor- en nadelen van lasersnijtechnologie
Ingenieurs geven de voorkeur aan een lasergraveerservice vanwege de voordelen die het biedt. De belangrijke voordelen van lasersnijtechnologie: Flexibiliteit, precisiesnijden, herhaalbaarheid, snelheid, kosteneffectiviteit, contactloos, veelzijdigheid, automatiseringsmogelijkheden, uitstekende kwaliteit, enz.
- In de productielijn is lasersnijden eenvoudig te integreren.
- Lasersnijtechnologie biedt een verscheidenheid aan materialen om te snijden.
- Het heeft ontwerpvrijheid van stukken van 1.5 x 1.5 cm tot 94 x 94 cm.
- Lasersnijtechnologie is een betrouwbaar proces en geeft altijd hetzelfde resultaat.
- Het biedt verschillende graveeropties:
- Het is in staat om zeer gecompliceerde ontwerpen te snijden.
De nadelen van lasersnijtechnologie zijn als volgt:
- De krachtige lasersnijmachine heeft een ervaren operator nodig.
- Een specifieke lasersnijder kan niet alle soorten metaaldiktes snijden. In dit geval vereisen verschillende metaaldiktes andere aangedreven lasersnijders.
- De thermische snijmethode zorgde voor gevaarlijke dampen, dus zorg voor een betere ventilatie in de kamer.
Is lasersnijtechnologie schadelijk voor het menselijk lichaam?
Lasersnijtechnologie kan schadelijk zijn als u vergeet de nodige voorzorgsmaatregelen te nemen tijdens en na de operatie. Er zijn zeker enkele risico's die overeenkomen met de lasersnijders, zoals giftige dampen, branden en lichamelijk letsel. Gelukkig zijn er enkele snelle en gemakkelijke manieren om aan deze gevaren te ontsnappen en projecten netjes en veilig af te werken.
Toepassing van lasersnijtechnologie
Alle landen ter wereld gebruiken lasersnijtechnologie op verschillende technische gebieden. We zullen enkele toepassingen noemen waarbij ingenieurs vaak gebruik maken van lasersnijtechnologie.
- Aerospace: luchtvaart en ruimtevaart moeten een krachtige motor bereiken en het brandstofverbruik verminderen. Lasersnijtechnologie heeft bewezen de meest efficiënte manier te zijn om het meest nauwkeurige ontwerp in de geschiedenis te bereiken.
- Fotovoltaïsche panelen: de productie van fotovoltaïsche panelen vereist verschillende dunne lagen geleidende en fotoactieve materialen. Lasersnijtechnologie maakt de randverwijdering op de dunnefilmzonnecellen.
- Mode: lasersnijtechnologie komt vaker voor bij lasergesneden zijden en lederen catwalkcollecties of bij retailers. Lasersnijden werkt het beste op synthetische stoffen.
- Robotica: lasertechnologie biedt een efficiënte manier voor elk materiaal dat in de robotindustrie wordt gebruikt. Drones en robots vereisen vaak het gebruik van lasersnijtechnologie voor elektronische componenten.
- Andere: lasersnijtechnologie is ook beroemd in laserchirurgie, lasersnijden voor markeren en graveren, verpakkingen, keramiek en afgesneden niet-metalen.
Samengevat
Een lasersnijmachine is een snijtechnologie die gerichte energie gebruikt die wordt geleverd door laserspecialiteiten en gefocusseerde lenzen om oppervlaktemateriaal te smelten en te vergassen. Het heeft een hoge snijkwaliteit, een hoge snijsnelheid, een breed scala aan snijmaterialen en hoge prestaties.