Laserschneider schneidet nicht durch: Anleitung zur Fehlersuche

Metalllaserschneidmaschinen sind in der mechanischen Metallverarbeitung und in der Fertigungsindustrie von entscheidender Bedeutung und verdrängen aufgrund ihrer Präzision und Effizienz häufig herkömmliche Schneidanlagen. Diese hochentwickelten Systeme können jedoch bei unsachgemäßer Wartung oder Bedienung Probleme bereiten, die ihre Leistung und die Qualität der Ergebnisse beeinträchtigen können.

Eine weit verbreitete Herausforderung beim Laserschneiden ist das Phänomen der unvollständigen Durchdringung, das gemeinhin als "nicht durchschneiden" bezeichnet wird. Dieses Problem kann sich erheblich auf die Produktionseffizienz und die Produktqualität auswirken. Daher ist es wichtig, die Ursachen zu ermitteln und effektive Lösungen zu implementieren.

Um das Problem der unvollständigen Durchdringung beim Laserschneiden wirksam anzugehen, ist es entscheidend, die zugrunde liegenden Faktoren zu verstehen, die zu diesem Problem beitragen, und gezielte Strategien zur Lösung zu entwickeln. Zu diesen Faktoren können Unstimmigkeiten bei der Laserleistung, Fokussierungsfehler, Materialschwankungen oder maschinenspezifische Probleme gehören.

In den folgenden Abschnitten werden die Hauptursachen für unvollständige Durchdringung beim Laserschneiden im Detail untersucht und praktische, in der Industrie erprobte Lösungen vorgestellt. Durch das Verständnis dieser Aspekte können Bediener und Ingenieure ihre Laserschneidvorgänge optimieren, die Schnittqualität verbessern und die Produktivität der Fertigung insgesamt steigern.

I. Ursachen für nicht durchschneidende Laser

Beim Laserschneiden, einem Präzisionsfertigungsverfahren, kann es aufgrund verschiedener Faktoren manchmal zu unvollständigen Schnitten oder groben Einschnitten kommen. Das Verständnis dieser Ursachen ist entscheidend für die Aufrechterhaltung einer optimalen Schnittleistung und Produktqualität.

Ein Hauptgrund für ineffektives Schneiden ist eine verringerte Laserleistung, die oft von einer veralteten Laserquelle oder degradierten optischen Komponenten herrührt. Dies führt dazu, dass die Strahlenergie nicht ausreicht, um das Material vollständig zu durchdringen. Ebenso kann eine zu hohe Schneidgeschwindigkeit verhindern, dass der Laser eine ausreichende Energie liefert, um den Schnitt abzuschließen.

Probleme mit dem optischen System, wie z. B. beschädigte Fokussierlinsen, unsachgemäße Fokuspunkteinstellung oder falsch ausgerichtete Strahlengänge, können die Schneideffizienz erheblich beeinträchtigen. Diese Faktoren wirken sich direkt auf die Intensität und den Fokus des Laserstrahls am Schneidpunkt aus.

Auch materialspezifische Herausforderungen spielen eine Rolle. Unterschiede in der Dicke, der Zusammensetzung oder der Oberflächenbeschaffenheit können sich auf die Fähigkeit des Lasers auswirken, konsistent zu schneiden. So können beispielsweise stark reflektierende Materialien höhere Leistungseinstellungen oder spezielle Techniken erfordern.

Hilfssysteme sind ebenso wichtig. Bei unzureichendem Hilfsgasdruck wird geschmolzenes Material nicht wirksam aus der Schnittfuge entfernt, was zu unvollständigen Schnitten führt. Ein unzureichendes Kühlsystem, entweder aufgrund von verunreinigtem Kühlmittel oder schlechter Zirkulation, kann zu thermischer Instabilität in der Laserquelle führen und die Strahlqualität und -konsistenz beeinträchtigen.

Umgebungsfaktoren wie eine instabile Eingangsspannung oder eine unzureichende Wärmeableitung im Arbeitsbereich können Schwankungen im Schneidprozess verursachen, die zu einer uneinheitlichen Schnittqualität führen können.

Um eine hohe Qualität des Laserschneidens zu gewährleisten und die Produktionseffizienz zu maximieren, ist es wichtig, diese potenziellen Probleme systematisch zu erkennen und anzugehen. Regelmäßige Wartung, ordnungsgemäße Systemkalibrierung und kontinuierliche Überwachung der Schneidparameter sind der Schlüssel zur Aufrechterhaltung einer optimalen Leistung im Laserschneidbetrieb.

Im Folgenden werden sechs Gründe für eine Laserschneiden Versagen.

1. Geringere Laserleistung: Im Laufe der Zeit kann die Laserleistung einer Faserlaserschneidmaschine allmählich abnehmen, was zu einem Nachlassen der Schneidfähigkeit und zu unvollständigen Schnitten führt.
2. Verschmutzung durch optische Elemente: Optische Elemente wie Fokussierlinsen und Reflektoren sind anfällig für Rückstände, die sich unter schlechten Arbeitsbedingungen über einen längeren Zeitraum ansammeln, was die Laserleistung verringern und zu unvollständigen Schnitten führen kann.
3. Schlechte Fehlersuche an Lichtpunkten: Der Lichtpunkt einer Faserlaserschneiden Maschine ist entscheidend für die Schnittqualität, und wenn sie nicht ordnungsgemäß überprüft wird, kann dies zu einem Mangel an sauberen Schnitten führen.
4. Überhöhte Schnittgeschwindigkeit: Ist die Schnittgeschwindigkeit zu hoch, kann es zu Fehlschnitten und unvollständigen Schnitten kommen.
5. Unzureichender Hilfsgasdruck: Hilfsgas hilft, Rückstände beim Schneiden wegzublasen, und wenn der Luftdruck nicht ausreicht, kann dies zu verstopften Schnitten führen.
6. Überschreitung der Grenzwerte für die Blechdicke: Anders Faserlaserschneidmaschinen haben unterschiedliche Schnittdickenbereiche, und wenn die Dicke der bearbeiteten Platte den Bereich überschreitet, kann dies zu einem nicht idealen Schnitt führen, einschließlich unvollständiger Schnitte.

II. Lösungen für nicht durchschneidende Laser

Um das Problem des unvollständigen Laserschneidens in den Griff zu bekommen, sollten mehrere Schlüsselfaktoren und Lösungen in Betracht gezogen werden:

1. Laserleistung und -strom:
   - Ersetzen Sie die Laserröhre, wenn die Ausgangsleistung deutlich abgenommen hat.
   - Aufrüstung auf einen leistungsfähigeren Spannungsregler zur Erhöhung des Laserstroms und der Ausgangsleistung
   - Regelmäßige Kalibrierung und Überwachung der Laserleistung, um eine gleichbleibende Leistung zu gewährleisten
2. Schnittparameter:
   - Reduzieren Sie die Schnittgeschwindigkeit, um eine ausreichende Energieübertragung auf das Material zu ermöglichen.
   - Optimierung von Laserfrequenz und Pulsbreite für bestimmte Materialeigenschaften
   - Einstellen der Brennweite, um die kleinstmögliche Strahlfleckgröße auf der Materialoberfläche zu erreichen
3. Wartung des optischen Systems:
   - Führen Sie einen regelmäßigen Reinigungsplan für Spiegel und Fokuslinsen ein.
   - Prüfen und ersetzen Sie die optischen Elemente in den empfohlenen Abständen
   - Verwenden Sie hochreine Druckluft oder spezielle Linsenreinigungslösungen, um Verunreinigungen zu vermeiden.
4. Strahlausrichtung und Fokus:
   - Regelmäßige Überprüfung und Nachjustierung des Laserstrahlengangs
   - Überprüfen Sie die richtige Brennweiteneinstellung mit der Papiertestmethode, um ein kreisförmiges Brennmuster zu erhalten.
   - Erwägen Sie den Einsatz eines Autofokussystems für eine einheitliche Positionierung des Brennpunkts.
5. Materialspezifische Erwägungen:
   - Für hochreflektierende Materialien wie Kupfer und Aluminium:
   • Aufbringen von Antireflexionsbeschichtungen oder lichtabsorbierenden Materialien auf die Oberfläche
   • Erwägen Sie den Einsatz von Faserlasern, die für diese Metalle effektiver sind
     - Für dicke oder mehrschichtige Materialien:
   • Einsatz von Multi-Pass-Schneidetechniken
   • Anpassung von Gasdruck und Düsendesign für verbesserten Materialabtrag
6. Unterstützung bei der Wartung von Gas und Düsen:
   - Düsen regelmäßig reinigen, um Verstopfungen zu vermeiden und den Gasfluss aufrechtzuerhalten
   - Optimieren Sie den Druck und die Art des Hilfsgases (z. B. Sauerstoff für Kohlenstoffstahl, Stickstoff für rostfreien Stahl)
   - Erwägen Sie die Verwendung einer koaxialen Düsenkonstruktion für eine verbesserte Gasflussdynamik
7. Wartung des Kühlsystems:
   - Ersetzen Sie das destillierte Wasser im Kühlsystem gemäß den Empfehlungen des Herstellers
   - Überwachung und Aufrechterhaltung der richtigen Kühlmitteltemperatur und Durchflussmenge
   - Prüfen Sie das Kühlsystem auf Undichtigkeiten oder Verstopfungen und beheben Sie diese.
8. Erweiterte Fehlersuche:
   - Verwendung von Strahlprofilmessgeräten zur Analyse von Laserstrahlqualität und -verteilung
   - Implementierung von Prozessüberwachungssystemen zur Erkennung und Behebung von Schnittunregelmäßigkeiten in Echtzeit
   - Erwägen Sie den Einsatz von adaptiven Steuerungssystemen, die die Schneidparameter auf der Grundlage von Materialschwankungen anpassen.

Durch die systematische Behebung dieser Faktoren können die meisten Probleme beim unvollständigen Schneiden behoben werden. Sollten die Probleme jedoch auch nach der Umsetzung dieser Lösungen fortbestehen, ist es wichtig, dass Sie sich umgehend an Ihren Lasersystemlieferanten wenden. Deren spezialisiertes Kundendienstteam kann eine umfassende Diagnose durchführen, eine erweiterte Wartung vornehmen und maßgeschneiderte Lösungen anbieten, um eine optimale Schneidleistung zu gewährleisten.

III. Wartung der Faserlaserschneidmaschine

Führen Sie eine wöchentliche Reinigung mit einem Staubsauger durch, um die Maschine von Staub und Ablagerungen zu befreien, und stellen Sie sicher, dass alle Schaltschränke versiegelt bleiben, um das Eindringen von Partikeln zu verhindern. Diese Routinewartung ist entscheidend für die optimale Leistung und Langlebigkeit des Geräts.

Überprüfen Sie regelmäßig die Spannung des Stahlbands an der Faserlaserschneidmaschine. Eine ordnungsgemäße Spannung ist entscheidend für die betriebliche Effizienz und Sicherheit. Selbst eine geringfügige Bandlockerung kann zu erheblichen Leistungsproblemen und potenziellen Gefahren führen, was die Bedeutung der Aufrechterhaltung einer optimalen Bandspannung unterstreicht.

Überprüfen Sie halbjährlich die Geradheit der Bahn der Laserschneidmaschine und die Vertikalität der Maschine. Werden Abweichungen festgestellt, sollte eine sofortige Wartung und Kalibrierung durchgeführt werden. Die Vernachlässigung dieser wichtigen Kontrollen kann zu einer verminderten Schnittqualität und erhöhten Fehlerquoten führen, was sich letztlich auf die Gesamtpräzision und Effizienz des Schneidprozesses auswirkt.

Achten Sie besonders auf den Laserschneidkopf mit doppelter Brennweite, da es sich hierbei um ein kritisches Bauteil handelt, das bei längerem Gebrauch verschleißanfällig ist. Die regelmäßige Inspektion und der rechtzeitige Austausch dieser Komponente sind für die Aufrechterhaltung der Schnittgenauigkeit und -qualität unerlässlich.

Führen Sie ein konsequentes Reinigungsprogramm für die Führungsschienen der Glasfaserlaserschneidmaschine durch, um einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten. Wischen Sie die Zahnstange regelmäßig ab und tragen Sie ein geeignetes Schmieröl auf, um die Ansammlung von Ablagerungen zu verhindern. Die gründliche Reinigung und Schmierung der Führungsschienen und der Motorkomponenten ist entscheidend für die Verbesserung der Bewegungspräzision und der Schnittgenauigkeit der Maschine, was direkt zu einer verbesserten Produktqualität beiträgt.

Zur weiteren Optimierung der Wartung:

• Durchführung regelmäßiger Schulungen für Bediener über ordnungsgemäße Wartungsverfahren und bewährte Praktiken für den Maschinenbetrieb.
• Implementieren Sie eine Strategie der vorausschauenden Wartung mit Hilfe von Sensoren und Datenanalyse, um potenzielle Probleme zu erkennen, bevor sie auftreten.
• Kalibrieren und richten Sie die Laseroptik regelmäßig aus, um eine optimale Strahlqualität und Schneidleistung zu gewährleisten.
• Überwachen und pflegen Sie den richtigen Kühlmittelstand und die richtige Qualität, um Überhitzung zu vermeiden und eine gleichbleibende Schneidleistung zu gewährleisten.