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Die Lasertechnologie gilt als Inbegriff von Präzision und Licht. Seit Beginn des 20. Jahrhunderts hat sie in Kombination mit fortschrittlicher Ausrüstung die Entwicklung der Fertigungsindustrie maßgeblich vorangetrieben. Laserschneidmaschinen senden einen Laserstrahl mit hoher Leistungsdichte aus, der das zu schneidende Material durchdringt. Dadurch wird das Material schnell erhitzt, verdampft und es entstehen Löcher. Während sich der Laserstrahl über das Material bewegt, bilden sich kontinuierlich lineare Schlitze, wodurch das Material geschnitten wird. Laserschneiden eignet sich für alle schmelzbaren Werkstoffe wie Metalle.
Als Präzisionsbearbeitungsverfahren eignet sich Laserschneiden für nahezu alle Materialien. Es zeichnet sich durch hohe Effizienz, hohe Energiedichte und schonende Bearbeitung aus. In puncto Präzision, Geschwindigkeit und Effizienz ist es die optimale Wahl für die Blechbearbeitung. Die Blechbearbeitung macht ein Drittel der weltweiten Metallverarbeitung aus und findet in nahezu allen Lebensbereichen Anwendung. Laserschneidtechnologie entwickelt sich zu einer Kerntechnologie für Hersteller. Laserschneidmaschinen haben die Blechbearbeitung revolutioniert. Im Vergleich zu traditionellen Schneidverfahren ist Laserschneiden leichter zu verstehen und zu erlernen und bietet absolute Vorteile hinsichtlich der von Unternehmen geforderten Bearbeitungsleistung und -geschwindigkeit. Daher ist davon auszugehen, dass Laserschneidmaschinen zukünftig den Standard bei der Wahl des Schneidverfahrens setzen werden.
Mehrere gängige Materialien und SchneidetechnikenHochgeschwindigkeits-Laserschneidmaschine :
Edelstahl
Edelstahl zeichnet sich durch hohe Härte, Rostbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit aus. Er findet vielfältige Anwendung, und die Anforderungen an seine Bearbeitung sind entsprechend unterschiedlich. Die Bearbeitung von Edelstahl mittels Laserschneidmaschine verbessert die Bearbeitungsgenauigkeit und -qualität erheblich, spart Zeit bei der Nachbearbeitung, reduziert den Abfall und erzielt eine hohe Ausnutzungsrate. Theoretisch kann eine 40.000-Watt-Hochleistungslaserschneidmaschine 200 mm dicken Edelstahl schneiden. Für die langfristige Massenproduktion ist dies jedoch nicht empfehlenswert, da es der nachhaltigen Nutzung von Laserschneidmaschinen entgegensteht.
Beim Laserschneiden von Edelstahl wird üblicherweise Stickstoffgas verwendet, um gelbe Brandflecken auf der Schnittfläche zu vermeiden. Der Durchmesser des effektiven Schnittkreises beträgt beim Kreisschneiden das 1- bis 1,2-Fache der Blechdicke.
Kohlenstoffstahl
Bei manchen Blechen, die sich traditionell schwer schneiden lassen oder eine geringe Schnittqualität aufweisen, bieten Laserschneidmaschinen eine gute Lösung. Dies gilt insbesondere für bestimmte Kohlenstoffstahlbleche, bei denen Laserschneidmaschinen im Vergleich zu Edelstahl deutlich mehr leisten können. Theoretisch kann eine 30.000-Watt-Hochleistungslaserschneidmaschine 100 mm dicken Kohlenstoffstahl schneiden. Obwohl dies für die Massenproduktion nicht empfehlenswert ist, lassen sich Kohlenstoffstähle mit einer Dicke von 70 mm und weniger problemlos bearbeiten.
Beim Schneiden von Kohlenstoffstahl wird im Allgemeinen bei Materialstärken bis 1 mm Stickstoff-unterstütztes Schneiden und bei Materialstärken über 1 mm Sauerstoff-unterstütztes Schneiden eingesetzt, da dieses effizienter ist. Zudem ist zu beachten, dass der minimale Kreisdurchmesser beim Schneiden von Kohlenstoffstahl das 1,5-fache der Blechdicke beträgt.
Kupfer und Aluminium
Kupfer und Aluminium, insbesondere Rotkupfer, sind stark reflektierende Materialien. Aufgrund ihrer hohen Reflektivität ist das Laserschneiden schwierig. Bei Massenschneidarbeiten sind IPG-Laserköpfe, die auch stark reflektierende Materialien schneiden können, die beste Wahl. Sie bieten deutliche Vorteile gegenüber anderen Laserschneidköpfen. Obwohl der IPG-Laserkopf über einen Schutzmechanismus verfügt und keine Leistungsverluste verursacht, ist es dennoch nicht empfehlenswert, stark reflektierende Materialien über längere Zeiträume zu schneiden. Beim Schneiden muss der Leistungsverlust des Lasers berücksichtigt werden.
Analyse von Lösungsansätzen für Probleme, die bei Laserschneidmaschinen im eigentlichen Schneidprozess häufig auftreten:
1. Nach dem Hochfahren erfolgt keine Reaktion.
Dieses Problem wird üblicherweise durch den Ein- und Ausgang des Netzteils verursacht. Zur Fehlersuche können Sie das Netzteil überprüfen. Stromausfälle werden meist durch eine durchgebrannte Sicherung oder einen defekten Netzschalter verursacht, wofür bessere, hochwertigere Sicherungen und Schalter erforderlich sind.
2. Nach einer gewissen Betriebszeit ist die Lichtausbeute sehr schwach.
Prüfen Sie in diesem Fall zunächst, ob sich die Brennweite verändert hat. Falls nicht, prüfen Sie, ob die Fokussierlinse der Maschine verschmutzt ist und ob der optische Strahlengang versehentlich verstellt wurde. Am wichtigsten ist jedoch die Überprüfung der Wasserzirkulation. Nur bei optimaler Wasserzirkulation kann die Wärme der Laserschneidmaschine bestmöglich abgeführt, die Energieumwandlung des Lasers verbessert und die Lichtquelle fokussiert werden.
3. Beim Schneiden von dünnem Kohlenstoffstahl treten häufig ungewöhnliche Funken auf.
Beim Laserschneiden von dünnem Kohlenstoffstahl sind die Funken typischerweise lang und flach mit wenigen Ausläufern. Ungewöhnliche Funkenbildung beeinträchtigt jedoch die Oberflächenglätte und die Bearbeitungsqualität des Werkstücks. Sind alle anderen Parameter normal, sollte in diesem Fall ein Defekt der Laserdüse in Betracht gezogen werden. Ist die Düse defekt, muss sie umgehend ausgetauscht werden. Falls kein Düsenwechsel möglich ist, muss der Schneidgasdruck erhöht werden. Ist das Gewinde an der Verbindung zwischen Düse und Laserkopf locker, muss der Laserschneidvorgang sofort gestoppt, die Verbindung am Laserkopf überprüft und das Gewinde nachgezogen werden.
4. Die Verformung des bearbeiteten runden Lochs oder der geraden Linie
Tritt ein solcher Fehler auf, sollte zunächst geprüft werden, ob die Steuerungssoftware des Laserschneidgeräts ordnungsgemäß funktioniert. Beispielsweise kann eine Bearbeitungslinie gezeichnet und beobachtet werden, ob sich der Laserkopf während des Bearbeitungsprozesses entlang dieser Linie bewegt. Dadurch lassen sich Softwareprobleme im Wesentlichen ausschließen. Gleichzeitig können in diesem Schritt auch Auffälligkeiten durch Lockerung der mechanischen Struktur festgestellt werden. Sind Software- und Maschinenprobleme ausgeschlossen, sollte geprüft werden, ob die Laserenergie zu hoch ist und dadurch Bereiche außerhalb des Bearbeitungsbereichs beeinträchtigt werden.
Prüfen Sie, ob die Schneide des Werkstücks geschmolzen ist. Eine normale Bearbeitungskante sollte glatt und eben sein. Ist dies der Fall, sollten die Laserleistung oder die Frequenz entsprechend reduziert werden, um das Problem zu beheben. Ein relativ seltenes Problem kann auch durch eine Verformung der Fokussierlinse im Laserkopf verursacht werden. Dies lässt sich daran erkennen, ob der vom Laserkopf emittierte Strahl gebündelt ist oder nicht.
5. Das Werkstück weist häufig Grate auf.
Zunächst sollten Sie die Faktoren berücksichtigen, die beim Schneiden zu Gratbildung führen. Erhöhen Sie die Schnittgeschwindigkeit nicht einfach blindlings, da dies im praktischen Schneidprozess leicht zum Durchtrennen des Blechs führen kann, insbesondere bei der Bearbeitung von verzinkten Blechen. In diesem Fall sollten Sie auch andere Faktoren der Werkzeugmaschine prüfen, um das Problem zu beheben, z. B. ob die Düse ausgetauscht werden muss oder ob die Führung instabil ist.
6. Der Laserschnitt ist nicht vollständig.
Gründe für dieses Problem: Prüfen Sie, ob die Wahl der Laserdüse zur Dicke der bearbeiteten Platte passt, tauschen Sie die Düse aus oder bearbeiten Sie die Platte neu; prüfen Sie, ob die Laserschneidgeschwindigkeit zu hoch ist; gegebenenfalls muss die Liniengeschwindigkeit entsprechend dem Zustand der Platte angepasst und reduziert werden.
Veröffentlichungsdatum: 05.08.2023
