Einflussfaktoren und Leistungsbewertung des Laserschneidens
Auf dem Markt für Laserbearbeitungsmaschinen hat sich das Laserschneiden als entscheidende Anwendungstechnologie hervorgetan. Im Jahr 2024 wurden in China etwa 3.000 Laserschneidmaschinen verkauft, was einen wachsenden Trend zum Ersatz traditioneller Werkzeuge wie Scheren und Pressen zeigt. Nach der weiten Verbreitung von Lasermarkierung steht der Markt für Hochleistungs-Laserschneidmaschinen – gekennzeichnet durch hohe Schneidgeschwindigkeit, Präzision, Dickblech-Bearbeitungsfähigkeit und große Schneidformate – vor einer bedeutenden Expansion.
Hauptfaktoren, die das Laserschneiden beeinflussen
Beim Laserschneiden wird der vom Lasergenerator ausgesandte Laserstrahl durch das Linsensystem des Schneidkopfes kollimiert und auf einen feinen Punkt (Fokus) fokussiert. Die Bediener müssen sicherstellen, dass der Laserstrahl genau mit der Düse ausgerichtet ist, und den Abstand zwischen Düse und Material entsprechend der Materialstärke einstellen. Hochdruckgas wird aus der Düse ausgestoßen und arbeitet zusammen mit dem Laserstrahl, um den Schneideprozess abzuschließen. Die wichtigsten Einflussfaktoren umfassen:
1.Fokusdurchmesser
Ein kleinerer Durchmesser führt zu einem schmaleren Schnitt, beschränkt jedoch die Schneiddicke.
Ein größerer Durchmesser ermöglicht dickere Schnitte, erzeugt jedoch eine breitere Schnittfuge.
2.Fokussierungslage
Bestimmt die Fleckgröße auf der Oberfläche des Materials und die Form des Schnitts.
Die optimale Position hängt vom Materialtyp und dessen Dicke ab.
3.Laserleistung
Wirkt sich auf die maximale Materialdicke aus, die geschnitten werden kann.
Beeinflusst die Bearbeitungseffizienz und das Maß der thermischen Verformung.
4. Schneidgeschwindigkeit
Muss mit Leistung und Gasdurchflussmenge abgestimmt werden.
Zu langsam: unvollständige Schnitte oder übermäßige Grate.
Zu schnell: reduzierte Schnittqualität oder fehlende Durchdringung.
5. Düseninnendurchmesser
Kleinere Düsen sind ideal für dünne Materialien.
Größere Düsen eignen sich besser für dicke Materialien.
6. Hilfsgas
Die Gaspurität beeinflusst die Gratbildung und die Oxidation der Schnittfläche.
Dünne Materialien benötigen einen höheren Gasdruck für effektives Schneiden.
7.Beam-Modus
Einzelmodenstrahlen (unter 1.500 W) sind bei der Bearbeitung von Dünnblechen überlegen.
Mehrmode-Strahlen (über 1.500 W) bieten eine größere Spotgröße und gleichmäßige Energiedistribution, wodurch sie sich für das Schneiden von Dickblechen eignen.
Leistungsmerkmale beim Laserschneiden
Laserschneidanlagen erfüllen durch hohe Geschwindigkeit, Präzision und Qualität die komplexen Anforderungen verschiedenster Branchen wie Automobilbau, Luftfahrt, Medizintechnik, Kunststoffverarbeitung, Elektronik und Textilindustrie. Die Effektivität des Laserschneidens lässt sich anhand folgender Kriterien bewerten:
1.Oberflächenrauheit
Die Schnittkante weist Streifen auf; flachere Streifen deuten auf geringere Rauheit und eine glattere Oberfläche hin.
Dünneres Material führt in der Regel zu geringerer Rauheit.
Stickstoff- oder Argongas erzeugt glattere Schnitte als Sauerstoff.
2.Schnittsenkrechte
Die Divergenz des fokussierten Strahls verursacht Variationen der Spotgröße entlang der Materialdicke, was zu Abweichungen von einem perfekten 90°-Winkel führt.
Dünneres Material und eine höhere Strahlqualität verbessern die Senkrechtstellung.
Auch die Fokussierposition in Bezug auf die Materialdicke spielt eine entscheidende Rolle.
3.Gratausbildung
Hohe Schnittqualität sollte gratenfrei sein, um den Nachbearbeitungsaufwand zu minimieren.
Grate werden von Prozessparametern, Materialart und Strahlqualität beeinflusst.
4.Wärmeverformung
Als thermischer Prozess führt das Laserschneiden unvermeidlich zu Materialverformungen.
Die Minimierung von Verformungen ist besonders bei dünnen Materialien von großer Bedeutung.
Höhere Schneidgeschwindigkeiten, engere Schnittbreiten und höhere Gasströmungsraten reduzieren die Verformung.
Anwendungen und Ausrüstung
Laser schneiden werden aufgrund ihrer Präzision häufig für folgende Aufgaben eingesetzt:
Feinschneiden von Messing.
Schneiden von 304 Edelstahl.
Bearbeitung von Kohlenstoffstahl.
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