Lasergesneden aluminium: basiskennis

Heb je je ooit afgevraagd hoe ingewikkelde ontwerpen zo precies in aluminium worden gesneden? Dit artikel verkent de fascinerende wereld van lasergesneden aluminium en onthult de technologie erachter. Je leert meer over het proces, de voordelen en de echte toepassingen. Bereid je voor op een duik in de magie van lasersnijden!

Inhoudsopgave

Kan lasersnijden aluminium plaat?

Zowel CO2 lasers als fiber lasers kunnen dunne aluminium platen snijden, maar met verschillende overwegingen voor elke technologie.

Vezellasers hebben over het algemeen de voorkeur voor het snijden van aluminium omdat ze non-ferrometalen direct kunnen bewerken zonder extra oppervlaktebehandelingen. Hun kortere golflengte (meestal 1064 nm) wordt gemakkelijker geabsorbeerd door aluminium, wat resulteert in efficiënt snijden.

CO2 lasers zijn effectief voor veel materialen, maar vereisen speciale voorzorgsmaatregelen bij het snijden van aluminium. De hoge reflectiviteit van het materiaal bij de golflengte van de CO2 laser (10,6 μm) vereist het aanbrengen van een antireflectiecoating op het aluminium oppervlak. Deze coating voorkomt potentieel schadelijke terugreflecties naar de laserbron en verbetert de energieabsorptie voor effectiever snijden.

Aluminium kan inderdaad worden bewerkt met verschillende snijtechnologieën, waaronder laser, plasma, waterstraal en mechanische methoden. Lasersnijden biedt echter duidelijke voordelen op het gebied van:

  1. Precisie: Het bereiken van nauwe toleranties en ingewikkelde geometrieën
  2. Kwaliteit van de randen: Produceert gladde, braamvrije sneden met een minimale warmte-beïnvloede zone
  3. Snelheid: Vooral efficiënt voor platen van dunne tot gemiddelde dikte
  4. Flexibiliteit: Gemakkelijk programmeerbaar voor diverse onderdeelontwerpen

De maximale aluminiumdikte die een laser kan snijden hangt direct samen met het laservermogen en de straalkwaliteit. Als algemene richtlijn:

  • 4500W fiberlaser: Tot 12-15 mm aluminium plaat
  • 6000W fiberlaser: Tot 16-20 mm aluminium plaat
  • 8000W+ fiberlaser: In staat om 25mm+ aluminium plaat te snijden in optimale omstandigheden

Het is belangrijk om te weten dat deze waarden kunnen variëren op basis van factoren zoals de samenstelling van de aluminiumlegering, de gewenste snijkwaliteit en de vereisten voor de snijsnelheid.

Het lasersnijproces voor aluminium omvat:

  1. Bundel concentreren: De laserenergie concentreren op een kleine spot (meestal 0,1-0,3 mm).
  2. Interactie met het materiaal: Snel smelten en gedeeltelijke verdamping van het aluminium
  3. Hulpgas: Stikstof of perslucht onder hoge druk om gesmolten materiaal uit te werpen en het snijvlak te beschermen tegen oxidatie.
  4. Continue beweging: De laserstraal of het werkstuk beweegt om het gewenste snijpad te creëren

Hoewel het lasersnijden van aluminium duurder kan zijn dan sommige traditionele methoden vanwege de hogere materiaalkosten en het energieverbruik, blijkt het vaak kosteneffectief voor complexe onderdelen of wanneer het totale productieproces in ogenschouw wordt genomen, inclusief de verminderde vereisten voor nabewerking.

Aluminium lasersnijden optimaliseren:

  1. Gebruik hoogzuiver hulpgas om oxidevorming te voorkomen
  2. Een goede rookafzuiging implementeren om aluminiumdamp te beheersen
  3. Snijparameters aanpassen (vermogen, snelheid, focus) op basis van specifieke legeringseigenschappen
  4. Overweeg speciale snijkoppen die ontworpen zijn voor sterk reflecterende materialen

Zie ook:

Lasersnijders kunnen worden gebruikt om aluminium platen te snijden

In de afgelopen jaren heeft de vooruitgang in lasertechnologie geleid tot een aanzienlijke uitbreiding in de toepassing van lasersnijden voor aluminiumverwerking. Deze ontwikkeling heeft industrieën ertoe aangezet om de voordelen van het lasersnijden van aluminium opnieuw te evalueren en het potentieel ervan om een revolutie teweeg te brengen in productieprocessen te erkennen.

Lasersnijden biedt verschillende voordelen ten opzichte van traditionele methoden, vooral bij de productie van consistente onderdelen met een hoge precisie. Het proces blinkt uit in snelheid en efficiëntie, waardoor de verwerkingstijd en de productiekosten drastisch worden verlaagd. Het contactloze karakter van lasersnijden minimaliseert ook materiaalvervorming en elimineert gereedschapsslijtage, waardoor het nog aantrekkelijker wordt voor de productie van aluminium.

De markt biedt momenteel drie primaire categorieën lasersnijapparatuur die geschikt zijn voor het verwerken van aluminium platen:

CO2-lasersnijmachines:

  • Golflengte: 10,6 μm
  • Ideaal voor het snijden van dikkere aluminium platen (meestal tot 10-15 mm)
  • Uitstekende randkwaliteit en minimale warmte-beïnvloede zone
  • Vereist meer vermogen voor aluminium in vergelijking met staal vanwege reflectiviteit

Fiberlasersnijmachines:

  • Golflengte: 1,064 μm
  • Superieur voor het snijden van dun tot middel dik aluminium (tot 10 mm efficiënt)
  • Hogere absorptiesnelheid in aluminium, wat resulteert in hogere snijsnelheden
  • Lagere bedrijfskosten en hogere energie-efficiëntie

Lasersnijmachines met lampvoeding (Nd:YAG):

  • Golflengte: 1,064 μm
  • Geschikt voor het snijden van een reeks aluminiumdiktes
  • Pulserende werking maakt nauwkeurig snijden van ingewikkelde ontwerpen mogelijk
  • Worden in veel toepassingen geleidelijk vervangen door fiber lasers

1. CO2 lasersnijmachine

CO2 lasersnijmachine

De kooldioxidelasersnijmachine werkt op een golflengte van 10,6 μm, die gemakkelijk geabsorbeerd wordt door niet-metalen materialen. Deze eigenschap maakt zeer nauwkeurig snijden mogelijk van verschillende niet-metalen substraten zoals hout, acryl, polypropyleen (PP) en polymethylmethacrylaat (PMMA of plexiglas). De absorptie-efficiëntie resulteert in zuivere sneden met minimale warmte-beïnvloede zones, waardoor CO2 lasers ideaal zijn voor toepassingen in bewegwijzering, prototyping en decoratieve industrieën.

De effectiviteit van de machine wordt echter aanzienlijk verminderd bij het verwerken van sterk reflecterende materialen zoals aluminium, koper en zilver. Deze metalen reflecteren een aanzienlijk deel van de laserenergie, wat leidt tot inefficiënt snijden en potentieel gevaar voor straalverstrooiing. Deze beperking is vooral uitgesproken bij dikkere secties of productiescenario's met hoge volumes.

De algehele efficiëntie van de CO2 laser wordt verder beperkt door de relatief lage foto-elektrische omzettingssnelheid, meestal rond de 10-15%. Deze inefficiëntie vertaalt zich in hogere operationele kosten, waaronder een aanzienlijk elektriciteitsverbruik en de behoefte aan robuuste koelsystemen. Daarnaast zijn de onderhoudsvereisten aanzienlijk, zoals het regelmatig vervangen van optieken, het bijvullen van gas en in sommige gevallen de levering van vloeibare stikstof voor bepaalde systemen met hoog vermogen.

Deze factoren samen beperken de veelzijdigheid van de machine bij het bewerken van metaal. Specifiek voor aluminium geldt dat de meeste CO2 lasersystemen beperkt zijn tot het snijden van platen met een dikte tot 3 mm. Dit vermogen schiet tekort voor veel industriële toepassingen waarbij dikkere aluminium platen verwerkt moeten worden of waarbij hogere productiesnelheden vereist zijn.

CO2 lasers blinken uit in het verwerken van niet-metalen materialen, maar hun beperkingen bij het snijden van metaal, vooral voor reflecterende legeringen, maken het vaak noodzakelijk om alternatieve technologieën zoals fiber lasers of plasma snijsystemen te overwegen voor uitgebreide metaalbewerkingsmogelijkheden.

2. Fiberlasersnijmachine

Vezellaser

Fiber lasersnijtechnologie vertegenwoordigt een belangrijke vooruitgang in metaalbewerking en biedt superieure efficiëntie en precisie in vergelijking met traditionele CO2 lasers. Vezellasers werken op een golflengte van 1,06 μm en hebben een verbeterde absorptie door metalen materialen, wat resulteert in hogere snijsnelheden en een schonere randkwaliteit over een breed bereik van diktes.

Het compacte ontwerp van fiberlasersystemen vermindert de voetafdruk van de machine aanzienlijk, waardoor de werkvloer efficiënter kan worden gebruikt. Bovendien hebben deze systemen lagere bedrijfskosten door een lager gasverbruik en een hogere elektrische efficiëntie, met wall-plug efficiënties tot 30-40% in vergelijking met 10-15% voor CO2 lasers.

Momenteel wordt de markt gedomineerd door vezellasers met continue golf (CW) van hoge kwaliteit, met IPG Photonics als toonaangevende fabrikant. Hoewel deze systemen uitzonderlijke prestaties leveren, vormen de hoge initiële kosten een belemmering voor een wijdverspreide toepassing. De beperkte concurrentie in de markt van de hoogvermogen vezellaser heeft bijgedragen tot de instandhouding van premium prijsstructuren.

Een belangrijke overweging voor potentiële kopers is de modulaire aard van fiberlaserbronnen. In tegenstelling tot CO2 lasers, waar individuele componenten vaak vervangen kunnen worden, maakt schade aan een enkele vezel in een fiberlaser meestal vervanging van de hele lasermodule noodzakelijk. Deze factor kan de onderhoudskosten op lange termijn beïnvloeden en heeft enige aarzeling veroorzaakt bij potentiële kopers.

De markt voor fiberlasersnijmachines evolueert echter snel. Toenemende concurrentie van opkomende fabrikanten en voortdurende technologische vooruitgang drukken de kosten. Innovaties zoals verbeterde straalkwaliteit, hogere vermogens (nu meer dan 20 kW voor snijtoepassingen) en verbeterde snijkopontwerpen breiden de mogelijkheden van deze systemen uit.

Bovendien verbetert de integratie van automatisering en Industrie 4.0 technologieën de algemene waardepropositie van fiberlasersnijmachines. Functies zoals het automatisch wisselen van spuitmonden, real-time procesbewaking en voorspellend onderhoud verbeteren de productiviteit en verminderen de stilstandtijd.

Naarmate de technologie zich verder ontwikkelt en toegankelijker wordt, worden fiberlasersnijmachines steeds meer de voorkeurskeuze voor metaalbewerkers in verschillende industrieën, van de auto- en luchtvaartindustrie tot algemene werkplaatsen, omdat ze een overtuigende combinatie van snelheid, precisie en operationele efficiëntie bieden.

3. YAG-lasersnijmachine

De YAG (Yttrium Aluminum Garnet) lasersnijmachine werkt op een golflengte van 1,06 μm, waardoor het zeer effectief is voor het snijden van een breed scala aan metalen materialen. Deze golflengte is bijzonder geschikt voor het verwerken van reflecterende metalen zoals koper, messing en aluminium, die een uitdaging vormen voor CO2 lasers.

YAG lasertechnologie is al tientallen jaren een hoeksteen in industriële snijtoepassingen en wordt alom erkend voor zijn veelzijdigheid en betrouwbaarheid. De lange levensduur op de markt is een bewijs van de voortdurende relevantie en effectiviteit in moderne productieprocessen.

De superieure straalkwaliteit van YAG-lasers, gekenmerkt door een hoge vermogensdichtheid en uitstekende focusseerbaarheid, maakt precieze en zuivere sneden mogelijk met minimale warmte-beïnvloede zones. Dit is vooral voordelig bij het snijden van dunne tot middel dikke metalen. De gepulseerde laserkarakteristieken van YAG-systemen zorgen voor een uitzonderlijke controle over het snijproces, waardoor het mogelijk is om ingewikkelde ontwerpen en scherpe hoeken in metalen componenten te realiseren.

YAG-lasers hebben een hoge energiebenuttingsgraad, meestal rond 20-30%, wat aanzienlijk beter is dan CO2-lasers. Deze efficiëntie vertaalt zich in een lager energieverbruik en lagere operationele kosten. De mogelijkheid om hoge piekvermogens te leveren in korte pulsen stelt de YAG laser ook in staat om effectiever door dikkere materialen te snijden dan continue golflasers met een vergelijkbaar gemiddeld vermogen.

Bovendien hebben de relatief lagere initiële investering en operationele kosten van YAG-lasersystemen ze steeds aantrekkelijker gemaakt voor een breed spectrum van klanten, van kleine klusbedrijven tot grootschalige productiefaciliteiten. De lagere onderhoudsvereisten en langere levensduur van vastestof YAG-lasers in vergelijking met gaslasers dragen bij aan hun kosteneffectiviteit na verloop van tijd.

Het is vermeldenswaard dat, hoewel traditionele lampgepompte YAG-lasers nog steeds in gebruik zijn, veel moderne systemen gebruikmaken van DPSS-technologie (diode-pumped solid-state) of fiber lasers, die een nog grotere efficiëntie en straalkwaliteit bieden met behoud van de voordelen van de 1,06 μm golflengte.

Voordelen van lasersnijmachine voor aluminiumplaten

De lasersnijmachine voor aluminiumplaten biedt superieure precisie met uitzonderlijk smalle en gladde sneden, zonder de vullingen en ruwe randen die typisch zijn voor mechanische blankingprocessen. Dit precisiesnijden resulteert in minimale warmte beïnvloede zones (HAZ), verminderde thermische spanning en verwaarloosbare thermische vervorming, waardoor de structurele integriteit van het materiaal behouden blijft.

Een van de belangrijkste voordelen is de hoge snijsnelheid van de machine, die tot 10 keer sneller kan zijn dan traditionele methoden, afhankelijk van de materiaaldikte en de complexiteit van de snede. Deze hoge snelheid leidt tot een hogere productiviteit en kortere doorlooptijden in productieprocessen.

De contactloze aard van lasersnijden elimineert de impactkrachten en gereedschapsslijtage die inherent zijn aan mechanische blankingmethodes. Dit verlengt niet alleen de levensduur van de apparatuur, maar vermindert ook de stilstandtijd en de onderhoudskosten aanzienlijk. Bovendien voorkomt de afwezigheid van fysiek contact de vorming van bramen, die vaak voorkomen bij mechanische snijprocessen, waardoor er geen secundaire ontbraambewerkingen nodig zijn.

Lasersnijtechnologie maakt zeer efficiënt materiaalgebruik mogelijk. Werkstukken kunnen dicht op elkaar genest worden op de aluminium plaat, wat meestal resulteert in materiaalbesparingen van 20% tot 30% in vergelijking met traditionele snijmethoden. Deze optimalisatie verlaagt niet alleen de grondstofkosten, maar minimaliseert ook afval, wat bijdraagt aan duurzamere productiepraktijken.

Een ander belangrijk voordeel is het snijproces in één stap. In tegenstelling tot mechanische methoden die meerdere bewerkingen of nabewerkingen vereisen, wordt bij lasersnijden de geometrie van het eindproduct in één stap bereikt. Door deze gestroomlijnde aanpak is er geen extra bewerking nodig, waardoor de productietijd en arbeidskosten afnemen terwijl de kwaliteit van alle gesneden stukken consistent blijft.

Hoe snijden lasersnijmachines aluminium platen?

Het lasersnijden van aluminium platen maakt gebruik van een geavanceerd proces dat de kracht van gerichte lichtenergie benut. Het proces begint met een krachtige laserbron, meestal een CO2 of fiber laser, die een geconcentreerde lichtstraal genereert.

Deze laserstraal wordt nauwkeurig gericht door een geavanceerd optisch systeem met spiegels en focuslenzen om een energiepunt met een extreem hoge dichtheid te creëren. Wanneer deze gefocuste straal het oppervlak van de aluminium plaat raakt, wordt het materiaal snel verhit tot het smelt- of verdampingspunt, afhankelijk van het laservermogen en de materiaaldikte.

Tegelijkertijd wordt een hogedrukgas, meestal stikstof of perslucht voor aluminium, coaxiaal met de laserstraal gericht. Dit gas heeft meerdere kritieke functies:

  1. Het blaast het gesmolten of verdampte aluminium weg, waardoor een schone kerf ontstaat.
  2. Het voorkomt oxidatie van de snijrand en zorgt voor een afwerking van hoge kwaliteit.
  3. Het helpt de omgeving af te koelen, waardoor de door warmte beïnvloede zone (HAZ) tot een minimum wordt beperkt.

Terwijl de lasersnijkop beweegt ten opzichte van de aluminium plaat, geleid door CNC programmering, creëert het een nauwkeurig snijpad. Deze beweging kan worden bereikt door de snijkop over een stilstaand werkstuk te bewegen of door het werkstuk onder een vaste laserstraal te bewegen, afhankelijk van de machineconfiguratie.

Lasersnijden biedt een aantal duidelijke voordelen voor het bewerken van aluminium platen:

  1. Hoge precisie: Lasersnijders kunnen toleranties bereiken van ±0,1 mm, met kerfbreedtes van 0,1 mm tot 0,3 mm, afhankelijk van de materiaaldikte en het laservermogen.
  2. Minimale vervorming: De plaatselijke verwarming en snelle koeling resulteren in een zeer kleine HAZ, meestal minder dan 0,5 mm voor aluminium, waardoor thermische spanning en kromtrekken worden verminderd.
  3. Veelzijdigheid: Complexe geometrieën en ingewikkelde ontwerpen kunnen gesneden worden zonder dat er speciale gereedschappen of mallen nodig zijn, wat een aanzienlijke flexibiliteit in de productie biedt.
  4. Snelheid: Snijsnelheden kunnen oplopen tot 20 meter per minuut voor dunne aluminium platen, wat veel beter is dan traditionele mechanische snijmethodes.
  5. Oppervlaktekwaliteit: De snijranden zijn glad en over het algemeen vrij van bramen, waardoor secundaire nabewerkingen vaak overbodig zijn.
  6. Contactloos proces: De afwezigheid van mechanisch contact tussen het snijgereedschap en het werkstuk voorkomt krassen op het oppervlak en vermindert slijtage van het gereedschap.
  7. Materiaalefficiëntie: Nestsoftware kan de lay-out van werkstukken op de plaat optimaliseren, waardoor materiaalverspilling tot een minimum wordt beperkt.
  8. Automatiseringspotentieel: Lasersnijsystemen kunnen eenvoudig worden geïntegreerd in geautomatiseerde productielijnen, waardoor de algehele productie-efficiëntie toeneemt.

Bij het snijden van aluminium in het bijzonder moet rekening worden gehouden met de hoge reflectiviteit en thermische geleidbaarheid. Vezellasers hebben vaak de voorkeur voor het snijden van aluminium vanwege hun kortere golflengte, die gemakkelijker door het materiaal wordt geabsorbeerd. Daarnaast is de juiste selectie van de druk en het debiet van het hulpgas cruciaal om zuivere sneden te verkrijgen en de vorming van slakken op de onderrand van de plaat te voorkomen.

Naarmate de lasertechnologie zich blijft ontwikkelen, met ontwikkelingen op het gebied van straalkwaliteit, vermogen en regelsystemen, worden de mogelijkheden voor het snijden van aluminiumplaten steeds verder uitgebreid. Hierdoor wordt de positie van lasersnijden als hoeksteentechnologie in de moderne metaalbewerking nog steviger.

Procesparameters van aluminium lasersnijden

Lasersnijden van aluminium vereist een zorgvuldige afweging van verschillende procesparameters om optimale resultaten te behalen. De belangrijkste factoren die de kwaliteit en efficiëntie van het lasersnijden van aluminium beïnvloeden.

Dikte 123456
SnijparametersStroom
W
1800- 22002000-23002200- 24002400- 28002600- 30003000
Snelheid2000- 40002000-30001000- 2000800- 1000300- 500400
GasN2
Luchtdruk KPA101518202022
Minimale vermogensverandering80- 10090- 100100100100100
Gaten snijden parametersStroom
W
220022002300240024003000
GasN2O2, N2O2O2O2O2
Luchtdruk
KPA
150150150150150200
Frequentie
HZ
200200150150150200
Luchtaandeel181816161618
Tijd
S
0.512456

Technische analyse van lasersnijden aluminium materialen

Vanuit het oogpunt van kosten en investeringen worden fiber lasersnijmachines en YAG lasersnijmachines veel gebruikt voor het snijden van aluminium en andere materialen zoals roestvrij staal en koolstofstaal.

Deze twee soorten apparatuur hebben effectieve resultaten laten zien bij het snijden van aluminium platen.

Echter, door de sterk reflecterende aard van aluminium zijn noch fiber lasersnijmachines noch YAG lasersnijmachines in staat om dikkere aluminium platen te verwerken.

Het wordt aanbevolen om stikstof te gebruiken tijdens het lasersnijden van aluminium platen om oxidatie te voorkomen en de kleuruniformiteit van het materiaal te behouden.

Stikstof is een betere optie in vergelijking met andere alternatieven.

De snijdikte van deze machines varieert: een 2000W laser kan 6-8 mm snijden, een 4000W laser 12 mm en een 6000W laser 16 mm.

Van de twee, fiber lasersnijmachines zijn meer geschikt voor het snijden van aluminium platen, omdat hun golflengteabsorptie van 1064nm effectiever is.

Gebaseerd op jarenlange ervaring in lasersnijden aluminium materialenEr is nog steeds een groot verschil tussen fiber lasersnijmachines en YAG lasersnijmachines, dat kan worden onderverdeeld in drie categorieën: snijkwaliteit, snijsnelheid en productiekosten (de productiekosten hebben voornamelijk betrekking op de levensduur van de apparatuur).

  1. Snijkwaliteit:

Aluminium profiel is zeer reflecterend en vormt een uitdaging voor zowel fiber lasersnijmachines als YAG lasersnijmachines om dik aluminium te snijden.

Aluminium materialen zijn ook gevoelig voor bramen tijdens het snijproces, waardoor procesbeheersing essentieel is voor het bereiken van een optimale snijkwaliteit.

  1. Snijsnelheid:

Een goede controle van de snijsnelheid is essentieel. Een te hoge snijsnelheid kan leiden tot bramen, terwijl een te lage snelheid scheuren in aluminium materialen kan veroorzaken, wat de snijkwaliteit beïnvloedt.

Voor lasersnijapparatuur met hetzelfde vermogen is de snijsnelheid van een fiberlasersnijmachine over het algemeen hoger dan die van een YAG-lasersnijmachine.

  1. Productiekosten:

De kosten van lasersnijden zijn relatief laag in vergelijking met andere snijprocessen, maar er is een verschil tussen fiber lasersnijmachines en YAG lasersnijmachines.

De kosten van fiber lasersnijden zijn lager door de frequente vervanging van laserlampaccessoires in YAG lasersnijmachines.

Op de lange termijn heeft aluminium materiaal echter een nadelig effect op de laser van de fiberlasersnijmachine, waardoor de levensduur aanzienlijk wordt verkort.

Vanuit dit perspectief zijn YAG-lasersnijmachines kosteneffectiever.

Het is belangrijk om te weten dat aluminium een hoge reflectiviteit en een lage absorptie van laserwaardoor het noodzakelijk is om tijdens de verwerking een laserbril te dragen om de veiligheid te garanderen.

Welk gas wordt gebruikt voor het lasersnijden van aluminium?

Lasersnijden Hulpgas

Welk gas wordt gebruikt voor het lasersnijden van aluminium?

Stikstof of perslucht zijn de primaire gassen die gebruikt worden voor het lasersnijden van aluminium, vooral voor diktes tot 1,6 mm. Stikstof levert doorgaans superieure resultaten, met gladdere snijranden en minimale oxidatie. Hoewel perslucht kan worden gebruikt als een goedkoper alternatief, kan het resulteren in lichte slakvorming langs bepaalde delen van de snede.

De keuze van het hulpgas bij het lasersnijden van aluminium heeft, net als bij andere materialen, een grote invloed op de snijkwaliteit, snelheid en algemene efficiëntie. De belangrijkste gassen die gebruikt worden bij het lasersnijden zijn:

  1. Stikstof: Voorkeur voor het snijden van aluminium vanwege de inerte aard, waardoor oxidatie wordt voorkomen en zuivere, oxidevrije sneden worden geproduceerd. Stikstof met een hoge zuiverheidsgraad (99,99% of hoger) wordt aanbevolen voor optimale resultaten, vooral bij toepassingen waarbij een hoogwaardige afwerking van de randen vereist is.
  2. Perslucht: Een kosteneffectieve optie voor minder veeleisende toepassingen. Hoewel het iets ruwere randen kan produceren in vergelijking met stikstof, kan het nog steeds aanvaardbare resultaten opleveren voor veel industriële toepassingen.
  3. Zuurstof: Over het algemeen niet aanbevolen voor het snijden van aluminium vanwege de reactieve aard met het materiaal. Het heeft echter de voorkeur voor koolstofstaal, omdat het de verbranding ondersteunt en het snijproces versnelt.
  4. Argon: Af en toe gebruikt voor gespecialiseerde aluminium snijtoepassingen, vooral bij het werken met hoog reflecterende legeringen of in situaties waar een minimale warmte-beïnvloede zone kritisch is.

De keuze van het hulpgas heeft meerdere cruciale functies in het lasersnijproces:

  1. Warmteafvoer: Absorbeert en verwijdert overtollige warmte die ontstaat tijdens het snijden, waardoor materiaalvervorming wordt voorkomen en de maatnauwkeurigheid behouden blijft.
  2. Oxidatie voorkomen: Inerte gassen zoals stikstof beschermen het snijvlak tegen zuurstof uit de atmosfeer, waardoor de oorspronkelijke eigenschappen en het uiterlijk van het materiaal behouden blijven.
  3. Verwijdering van slak: De gasstroom onder hoge druk verdrijft gesmolten materiaal en puin uit de kerf, waardoor schone snedes ontstaan en er minder nabewerking nodig is.
  4. Bescherming van de optiek: De continue gasstroom helpt de laseroptiek te beschermen tegen vervuiling door verdampt materiaal en puin, waardoor de levensduur van kritieke onderdelen wordt verlengd.
  5. Koeling: Bepaalde gassen, met name lucht en stikstof, zorgen voor extra koeling van de snijkop, waardoor optimale werktemperaturen behouden blijven.

Bij het bewerken van aluminium met lasersnijtechnologie moet je rekening houden met factoren zoals materiaaldikte, gewenste randkwaliteit, productievolume en kostenbeperkingen bij het selecteren van het meest geschikte hulpgas voor je specifieke toepassing.

Zullen er bramen ontstaan bij het lasersnijden van aluminium?

Lasersnijden van aluminium produceert meestal minimale bramen in vergelijking met traditionele snijmethoden. Een zekere mate van braamvorming is echter vaak onvermijdelijk vanwege de thermische eigenschappen van het materiaal en de hoge energie van het lasersnijden. De mate van braamvorming hangt af van factoren zoals laservermogen, snijsnelheid, gasdruk en materiaaldikte.

Om bramen in lasergesneden aluminium onderdelen te verwijderen, is meestal nabewerking nodig. De keuze tussen handmatig of machinaal ontbramen hangt af van de complexiteit van het onderdeel, het productievolume en de kwaliteitseisen:

  1. Handmatig ontbramen: Deze methode biedt precisie voor ingewikkelde onderdelen, maar is arbeidsintensief en tijdrovend. Het is geschikt voor kleine productieseries of prototypes waarbij elk onderdeel individuele aandacht nodig heeft.
  2. Machinaal ontbramen: Machineontbramen is efficiënter voor massaproductie, levert consistente resultaten en is kosteneffectief op de lange termijn. Opties zijn onder andere:
  • Trilfinish: ideaal voor kleine tot middelgrote onderdelen
  • Schurende stroming: Effectief voor interne doorgangen en complexe geometrieën
  • Elektrochemisch ontbramen: Geschikt voor geleidende materialen zoals aluminium, met hoge precisie

Voor optimale resultaten kan een combinatie van automatisch ontbramen gevolgd door handmatig bijwerken worden gebruikt, vooral voor kritieke onderdelen. Daarnaast kan het optimaliseren van lasersnijparameters de initiële braamvorming aanzienlijk verminderen, waardoor uitgebreide nabewerking minder nodig is.

Veilige werking van aluminiumlasersnijmachine

Zich strikt houden aan de veiligheidsprotocollen bij het bedienen van lasersnijapparatuur. Start het lasersysteem volgens de vastgestelde opstartprocedures.

Bedieners moeten een uitgebreide training volgen, waarbij ze moeten aantonen dat ze de structuur, functies en het besturingssysteem van de machine beheersen. Dit omvat ook het begrijpen van de specifieke kenmerken van aluminiumverwerking.

Draag de juiste persoonlijke beschermingsmiddelen (PPE), waaronder een veiligheidsbril die gecertificeerd is voor de specifieke gebruikte lasergolflengte. Zorg ervoor dat alle blootgestelde huid bedekt is om mogelijke reflecties van het sterk reflecterende aluminium oppervlak te voorkomen.

Controleer voorafgaand aan de verwerking de compatibiliteit van de aluminiumlegering met lasersnijden. Houd rekening met factoren zoals thermische geleidbaarheid, reflectiviteit en oxidatiepotentieel. Gebruik de juiste afzuigsystemen om aluminiumspecifieke dampen en deeltjes te beheersen.

Blijf alert tijdens het gebruik. Als de bediener de werkplek moet verlaten, schakel dan het laserveiligheidsblokkeersysteem in en schakel de machine uit volgens de uitschakelprotocollen.

Plaats geschikte brandblusapparatuur binnen handbereik. Klasse D brandblussers worden aanbevolen voor potentiële aluminiumbranden. Voer een strikt "straal uit"-beleid wanneer de machine niet wordt gebruikt. Zorg voor een vrije zone rond de lasersnijder, vrij van brandbare materialen en reflecterende voorwerpen.

Controleer het snijproces nauwkeurig op afwijkingen, zoals overmatige vonken of onregelmatige snijpatronen. Stop de werkzaamheden onmiddellijk als er problemen optreden en volg de vastgestelde procedures voor probleemoplossing of schakel de leidinggevende in.

Zorg voor een schone, georganiseerde werkomgeving. Verwijder regelmatig aluminium spanen en afval van het snijbed en de omgeving. Grondstoffen, afgewerkte onderdelen en afval op de juiste manier scheiden en opslaan in overeenstemming met de voorschriften voor materiaalverwerking.

Houd u bij het gebruik van hulpgassen (bijv. stikstof of argon voor het snijden van aluminium) aan de juiste cilinderbehandelings- en opslagpraktijken. Zet cilinders verticaal vast en gebruik geschikte regelaars. Voer een doorspoelprocedure uit om mogelijke vorming van aluminiumoxide in de gasleidingen te voorkomen.

Voldoen aan de veiligheidsprotocollen voor hoogspanning tijdens onderhoudswerkzaamheden. Houd je aan het aanbevolen onderhoudsschema van de fabrikant, meestal met dagelijkse, wekelijkse en driemaandelijkse controles. Besteed speciale aandacht aan de conditie van optiek en bundelafgiftesystemen, aangezien het snijden van aluminium meer afval kan genereren dan andere materialen.

Voer na het opstarten van de machine een testrun uit met lage snelheid in zowel de X- als de Y-as om te controleren of de machine soepel beweegt en eventuele problemen op te sporen voordat de productie wordt gestart.

Valideer nieuwe snijprogramma's altijd door simulatie en testruns bij lagere vermogens- en snelheidsinstellingen. Controleer de nauwkeurigheid van het geprogrammeerde snijpad en zorg ervoor dat het binnen het werkbereik van de machine blijft.

Houd het snijproces voortdurend in de gaten en let daarbij goed op de interactie tussen straal en materiaal, de snijkwaliteit en de bewegingen van de machine. Wees voorbereid op noodstopprocedures als de machine onverwacht gedrag vertoont of haar limieten nadert.

Tips voor het gebruik van aluminium lasersnijmachines

(1) De lasersnijkop met dubbele focus is een kritisch onderdeel van de lasersnijmachine dat onderhevig is aan slijtage bij langdurig gebruik. Regelmatige inspectie en tijdige vervanging zijn cruciaal om optimale snijprestaties te behouden en onverwachte stilstand te voorkomen.

(2) Om een consistente snijkwaliteit te garanderen, is het essentieel om elke zes maanden de rechtheid van de lineaire geleidingen van de fiberlasersnijmachine en de algehele rechthoekigheid van de machine te controleren. Pak afwijkingen onmiddellijk aan door middel van precisie-uitlijning en kalibratie om de snijnauwkeurigheid en de kwaliteit van de randen te behouden.

(3) Voer een wekelijkse schoonmaakroutine uit met een HEPA-stofzuiger (High Efficiency Particulate Air) om stof en vuil te verwijderen uit de kritieke delen van de machine. Zorg ervoor dat alle elektrische behuizingen goed zijn afgedicht om het binnendringen van stof te voorkomen.

(4) Inspecteer en stel de spanning van de tandriemen of kogelschroeven van de fiberlasersnijmachine regelmatig bij, afhankelijk van het ontwerp van de machine. De juiste spanning is cruciaal voor het behouden van de positioneringsnauwkeurigheid en het voorkomen van speling, die de snijkwaliteit kan beïnvloeden en mogelijk tot veiligheidsrisico's kan leiden.

(5) Stel een uitgebreid onderhoudsschema op voor het bewegingssysteem van de fiberlasersnijmachine:

  • Reinig de lineaire geleidingen en kogelomloopspillen wekelijks met geschikte oplosmiddelen om stof, metalen deeltjes en snijresten te verwijderen.
  • Breng tweewekelijks hoogwaardig vet op lithiumbasis aan op de lineaire geleidingen en kogelomloopspillen voor een gelijkmatige verdeling zonder oversmering.
  • Inspecteer en reinig het tandheugelsysteem maandelijks en breng een geschikt tandwielvet aan om slijtage te minimaliseren en een soepele beweging te behouden.
  • Driemaandelijks onderhoud uitvoeren aan servomotoren en aandrijvingen, inclusief controle van elektrische aansluitingen, koelsystemen en encoderterugkoppeling.

Voordelen van lasersnijden van aluminium in de bouw

Lasersnijden van aluminium is een speciaal machinegereedschap dat lasertechnologie gebruikt om verschillende afbeeldingen op buisfittingen en profielen te snijden.

Het is een hightech product dat numerieke besturingstechnologie, lasersnijden en precisiemachines integreert.

Met zijn gespecialiseerde, snelle, zeer nauwkeurige, efficiënte en kosteneffectieve eigenschappen is het een waardevol hulpmiddel in de contactloze metaalpijpverwerkende industrie.

Wat zijn de voordelen in de bouwsector?

  1. Effectieve verwerking: Het lasersnijden van aluminium is vooral belangrijk in de huidige maatschappij waar het verlagen van kosten en het verhogen van voordelen centraal staat. De automatische productie en computerbesturing van deze laserapparatuur lost de problemen van het tekort aan arbeidskrachten en de stijgende kosten effectief op.
  2. Uitstekende controle over ruimte en tijd: De ruimteregeling (verandering van straalrichting, rotatie, scannen, enz.) en tijdregeling (aan, uit, pulsinterval) van het lasersnijden van aluminium zijn uitstekend en eenvoudig te regelen. Door de hoge precisie en de verminderde braamvorming is er bovendien veel minder tijd nodig voor de verdere bewerking. Bij het veranderen van de diameter of vorm van de pijp hoeft alleen het programma te worden aangepast, waardoor de ontwikkeling van software voor het snijden van pijpen een waardevol onderzoeksgebied wordt.
  3. Superieure prestaties en lange levensduur: De stijve stalen frameconstructie van de lasersnijmachine voor aluminium zorgt voor stabiliteit, terwijl de unieke bundelstructuur voor nauwkeurigheid en snelheid zorgt. Dit maakt lasersnijden van aluminium een populaire keuze in de bouwmaterialenindustrie.
  4. Hoge nauwkeurigheid: Lasersnijden van aluminium heeft een veel hogere nauwkeurigheid dan traditionele methoden. Het kan zich ook flexibel aanpassen aan kleine telescopische vervormingen die kunnen optreden tijdens de verwerking, wat veel traditionele processen niet kunnen bereiken.
  5. Verbeterde treksterkte: Aangedreven door optische vezellasersnijmachines en metaal lasersnijden machines wordt de treksterkte van lasersnijdend aluminium sterk verbeterd door kleine hoeveelheden magnesium, silicium, koper, zink en andere elementen toe te voegen. Hierdoor zijn aluminium lasersnijmachines een belangrijk onderdeel geworden van het complexe en rigoureuze proces. Er wordt aangenomen dat deze machine oneindige vitaliteit zal brengen in de bouwmaterialenindustrie.

Wat hebben lasersnijden aluminiumlegering en roestvast staal gemeen?

1. Lasersnijden van roestvrij staal

Gebruikt gas: Stikstof wordt voornamelijk gebruikt om oxidatie op het snijoppervlak te voorkomen. De zuiverheid van het gas moet ten minste 99,999% zijn voor dikkere platen. Als het uiterlijk van het snijoppervlak echter niet van belang is, kan zuurstof worden gebruikt voor snijden van roestvrij staalwat kan resulteren in dikkere sneden dan met stikstof.

Gasdruk: Voor roestvast staal onder 10 mm moet de druk ongeveer 10 kg zijn en moet het debiet hoog zijn. Dit resulteert echter in een hoog verbruik van stikstof en relatief hoge kosten. Voor platen boven 10 mm zijn de druk, het debiet en de dosering groter.

Snijsnelheid: De plaatdikte is omgekeerd evenredig met de snijsnelheid. Het vermogen van de lasergenerator heeft ook invloed op de snijsnelheid. Een 4000W lasergenerator kan bijvoorbeeld 4mm snijden met een snelheid van 3000-5000mm/min, terwijl 10mm snijden zou gaan met een snelheid van 1000mm/min.

Vermogen: Het vermogen dat nodig is voor het snijden wordt bepaald door de fabrikant van de lasersnijmachine. Als het snijden niet ideaal is, kan de operator het vermogen naar behoefte aanpassen, maar dit vereist experimenteren en kan variëren afhankelijk van de staalfabriek van het materiaal.

Focus: De focuspositie voor het snijden van roestvast staal ligt meestal in het midden van de plaatdikte.

2. Aluminium lasersnijden

Het is een grotere uitdaging om te snijden aluminiumlegeringen met een laser dan roestvast staal (SUS). Dit komt omdat aluminium reflecterend is en een hoge viscositeit heeft in zijn smelttoestand.

Voor het snijden van aluminium worden over het algemeen lucht en stikstof gebruikt met een debiet van 40-50m3/u, en de snijsnelheid hangt af van de dikte van het materiaal.

De maximale dikte die gesneden kan worden is meestal 12 mm. Bijvoorbeeld, met een 6kW laser is de snijsnelheid voor een 4mm aluminium plaat 4000mm/min, terwijl de snijsnelheid voor een 12mm plaat 700mm/min is.

Het is belangrijk om beschermende maatregelen te nemen tegen reflectie bij het snijden van aluminium. Het wordt sterk aangeraden om een masker te dragen bij het snijden van aluminium platen.

De afbeelding hieronder toont roestvast stalen monsters van 28 mm en 25 mm die zijn gesneden met een laser met hogedrukstikstof.

Laatste woorden

Bovenstaande informatie heeft betrekking op het lasersnijden van aluminium. Ik hoop dat het nuttig voor je is. Als je gedachten of suggesties hebt, laat ze dan gerust achter in het commentaargedeelte.

Vergeet niet: sharing is caring! : )
Shane
Auteur

Shane

Oprichter van MachineMFG

Als oprichter van MachineMFG heb ik meer dan tien jaar van mijn carrière gewijd aan de metaalbewerkingsindustrie. Door mijn uitgebreide ervaring ben ik een expert geworden op het gebied van plaatbewerking, verspaning, werktuigbouwkunde en gereedschapsmachines voor metalen. Ik denk, lees en schrijf voortdurend over deze onderwerpen en streef er voortdurend naar om voorop te blijven lopen in mijn vakgebied. Laat mijn kennis en expertise een aanwinst zijn voor uw bedrijf.

Dit vind je misschien ook leuk
We hebben ze speciaal voor jou uitgezocht. Lees verder en kom meer te weten!
Basics lasersnijden

Basics lasersnijden: Uw ultieme gids

Heb je je ooit afgevraagd hoe ingewikkelde ontwerpen met zoveel precisie op verschillende materialen worden gesneden? Dit artikel onthult de fascinerende wereld van het lasersnijden en verkent de technieken en toepassingen. Door...

Buislasersnijmachine: De ultieme gids

Heb je je ooit afgevraagd hoe moderne technologie een revolutie teweegbrengt in de metaalbewerkingsindustrie? In deze blogpost verkennen we de baanbrekende impact van buislasersnijmachines. Ontdek hoe deze...
MachineMFG
Til uw bedrijf naar een hoger niveau
Abonneer je op onze nieuwsbrief
Het laatste nieuws, artikelen en bronnen, wekelijks naar je inbox gestuurd.
© 2024. Alle rechten voorbehouden.

Neem contact met ons op

Je krijgt binnen 24 uur antwoord van ons.