Wenn Sie auf der Suche nach Schneidewerkzeugen sind, haben Sie wahrscheinlich Laserschneider in Betracht gezogen. Sie haben sicher schon von anderen Werkzeugen wie Fräsen, Bandsägen und Scheren gehört. Es wird Sie nicht überraschen, dass Laserschneider anderen Geräten weit überlegen sind, wenn es um die subtraktive Fertigung geht. Sie können sich auf den Laserschneider verlassen, wenn Sie saubere, präzise und genaue Schnitte benötigen. Durch die Erkundung dieser hochmodernen Maschinen werden wir Ihnen ein solides Verständnis für Ihre Schneidanforderungen vermitteln.
Wie funktioniert das Laserschneiden?
Wenn wir Laserschneider verstehen wollen, müssen wir mit dem Begriff des Lasers selbst beginnen. Ein Laser ist nichts anderes als ein leistungsstarker Strahl aus Infrarotlicht. Die gängigste Art, einen Laser zu erzeugen, ist die Anregung von Gasatomen in einer Kammer. Die kollidierenden Atome setzen Lichtphotonen frei, die als Laser bezeichnet werden. Lasermaschinen verstärken diesen Strahl, indem sie ihn reflektieren und aus einer dünnen Düse austreten lassen. Der Strahl ist sehr heiß. Wenn er mit dem Material in Berührung kommt, verdampft es. Durch die thermische Trennung des Materials entsteht ein nahtloser Schnitt. Trotz dieses einfachen Prinzips gibt es eine Vielzahl von Laserschneidern. Schauen wir uns die zahlreichen Arten von Lasermaschinen an.
CO2-Laserschneiden
Lassen Sie uns über Gasatome und Laserstrahlen sprechen. CO2-Laser enthalten ein Gasgemisch aus Kohlendioxid, Stickstoff, Helium und Wasserstoff in der Laserkammer. Auf dem heutigen Markt sind sie die am meisten verbreiteten Laserschneider. Auch unter den CO2-Laserschneidern gibt es zwei weitere Unterkategorien: Gleichstrom-CO2-Schneider und Hochfrequenz-CO2-Schneider. Bei Gleichstrom-CO2-Laserschneidern befinden sich Elektroden im Inneren der Gaskammer. Die Gasatome werden angeregt, wenn ein Strom durch die Gaskammer fließt. Da die Elektroden dem heißen Gas ausgesetzt sind, können sie ziemlich schnell erodieren. Hochfrequenz-CO2-Schneider umgehen dieses Problem sehr gut. Sie verwenden externe Elektroden, wodurch das Problem der Elektrodenexposition umgangen wird.
Faserlaserschneiden
Jahrelang litten Lasermaschinen unter einem Effizienzproblem. CO2-Laserschneider beherrschten den Markt, aber es bestand die Notwendigkeit eines Technologiesprungs. Die Forschung zur Entwicklung effizienterer Laserschneidgeräte brachte den Faserlaserschneider hervor. Sie sind Festkörperlaser, d. h. sie sind nicht auf ein gasförmiges Medium zur Lasererzeugung angewiesen. Wie wird der Laser dann erzeugt? Anstelle einer Gaskammer wird ein Ausgangslaserstrahl durch eine optische Faser geleitet, um ihn zu verstärken. So entsteht ein kleiner Laser mit einer Wellenlänge von 1064 nm, der eine hohe Energie hat. Er kann reflektierende Metalle, Holz, Kunststoff und Keramik schneiden. Aber das ist noch nicht alles - Faserlaser erreichen dies mit größerer Effizienz. Im Vergleich zu CO2-Lasern können sie bis zu 60% mehr Effizienz bieten!
Nd- und Nd:YAG-Laser
Der Neodym-dotierte Yttrium-Aluminium-Granat-Laser ist ein weiteres hochmodernes Produkt der Laserforschung. Wie der Faserlaser ist auch dieser ein Festkörperlaser. Anstelle von Glasfasern verwendet er den Nd:YAG-Kristall zur Verstärkung des Laserstrahls, ähnlich wie der Faserlaser. Kristalllaser sind effizient und leistungsstark. Die Nd:YAG-Lasermaschine ist sowohl für die Bearbeitung kleiner als auch großer Werkstücke geeignet. Durch Einstellen der Intensität des Laserstrahls können Sie Ätzen, Gravieren, Schneiden oder Bohren durchführen. Sie werden für die Bearbeitung vieler Materialien wie Metall, Kunststoff und Keramik eingesetzt.
Direktes Diodenlaserschneiden
Während andere Laserschneider mit verschiedenen Verstärkungsmedien experimentiert haben, verfolgt der direkte Diodenlaser einen anderen Ansatz. Er umgeht jedes Verstärkungsmedium und überträgt den Laser direkt von einer Halbleiterdiode. Da der resultierende Laserstrahl keine Verstärkung erfährt, wird er als Direktdiodenlaser bezeichnet. Sie sind kompakt, robust und liefern mehrere Kilowatt Leistung. Sie eignen sich zum Schneiden und Gravieren kleiner bis mittelstarker Materialien.
Wo wird das Laserschneiden eingesetzt?
Da das Laserschneiden immer differenzierter wird, erkennen immer mehr Branchen seine Bedeutung. Heute ist es überall zu finden - von der Fertigung bis zur Kunst. Schauen wir uns seine grundlegenden Anwendungen an.
Metall
Das Laserschneiden wird immer mehr zur bevorzugten Methode für das Schneiden von Metallen, nicht nur wegen seiner einfachen Handhabung. Herkömmliche Metallschneidewerkzeuge wie Fräsen und Bandsägen erzeugen viel Wärme. Diese verschwenderische Hitze führt zu Verformungen und einer Verschlechterung der Materialqualität. Darüber hinaus benötigen sie stärkere Spannvorrichtungen, um schwere Werkstücke zu halten. Laserschneider überwinden diese beiden Hindernisse. Sie können Metalle von Aluminium bis Wolfram - und alles dazwischen - schneiden oder gravieren.
Holz
Laserschneider haben den Holzverarbeitungsbetrieben neues Leben eingehaucht, da sie eine All-in-One-Bearbeitungsstation darstellen. Arbeiten, die früher viel Zeit und Mühe gekostet haben, dauern jetzt nur noch wenige Minuten. Traditionell waren für das Ätzen oder Gravieren von Holzarbeiten die Fähigkeiten eines ausgebildeten Handwerkers erforderlich. Mit CNC-Laserschneidern wird das Ätzen von Holz mit computergenerierten Designs zum Kinderspiel. Direkte Diodenlaser sind heute häufig in Holzbearbeitungsbetrieben zu finden, während CO2-Laserschneider anspruchsvollere Aufgaben erfüllen können. Laserschneider können viele Arten von Holz schneiden, z. B. Weichholz, Hartholz und Sperrholz.
Kunststoffe
Wenn Sie gratfreie und glatte Kanten an Ihrem Kunststoff wünschen, ist das Laserschneiden die vielseitigste Option. Selbst Laserschneider mit mittlerer Leistung können problemlos durch Kunststoff mittlerer Dichte schneiden. Das Laserschneiden hat sich in vielen Kunststoffindustrien durchgesetzt, z. B. in der Kunst- und Schmuckbranche, bei Gebrauchsgegenständen und Utensilien. Es ist wichtig, an die Gesundheitsgefahren zu denken, da einige Kunststoffe beim Schmelzen giftige Dämpfe erzeugen können. Kunststoffe wie Acryl, Polypropylen, Mylar, Polycarbonat und andere können jedoch gefahrlos mit einem Laser geschnitten werden.
Glas
Glas ist eines der sprödesten und empfindlichsten Fertigungsmaterialien. Das Laserschneiden ist hier besonders effektiv, weil es berührungslos erfolgt. Mit der richtigen Einstellung der Laserstrahlintensität können Fabriken Glas wie nie zuvor manipulieren. Laserschneider können Glasgegenstände schneiden, ätzen und gravieren, indem sie Bruchkontrolle ausüben. Dies ist besonders nützlich für dekorative Gegenstände, Utensilien und Trophäen.
Die Vorteile
Wie können wir also die Vorteile von Laserschneidern zusammenfassen? Erstens sind sie ein berührungsloses Schneidverfahren. Dadurch eignen sie sich hervorragend zum Schneiden empfindlicher Materialien wie Glas und Kunststoff. Außerdem ersparen sie das mühsame Einspannen von schweren Materialien. Obwohl Laserschneider Wärme erzeugen, gehören sie zu den Maschinen mit geringer thermischer Belastung. Sie können genau und präzise schneiden und verringern gleichzeitig das Risiko einer Beschädigung durch Hitze.
Die Benachteiligungen
Der größte Nachteil des Laserschneidens ist die Effizienz. Die üblicherweise verwendeten CO2-Laserschneider sind äußerst ineffizient. Sie können bis zum Dreifachen der Ausgangsleistung verbrauchen, was zu enormen Stromrechnungen führt. Darüber hinaus müssen Laser, die mit optischer Verstärkung arbeiten, regelmäßig gewartet werden. Vergoldete Reflexionsspiegel können kostspielig zu reparieren oder zu ersetzen sein, was die Betriebskosten weiter in die Höhe treibt.
FAQs
Was ist Laserschneiden?
Laserstrahlen sind hochenergetische infrarote Lichtstrahlen, die von gasförmigen Atomen ausgesandt werden. Laserschneidmaschinen lenken diese Strahlen auf einen Punkt und verdampfen das Material, das sie berühren. Dieses Verfahren wird als Laserschneiden bezeichnet.
Was sind die Hauptkomponenten einer Laserschneidmaschine?
Die Hauptkomponenten einer Laserschneidmaschine sind die Stromversorgung, der Laserresonator, der Schneidkopf, das mechanische System und das Bewegungssteuerungssystem.
Was sind die Parameter für das Laserschneiden?
Bevor Sie einen Laserschneider in Ihrem Betrieb einrichten, müssen Sie sich mit den verschiedenen Parametern vertraut machen, die seine Leistung beeinflussen. Faktoren wie Laserleistung und Schneidgeschwindigkeit beeinflussen die Leistung des Geräts. Pulsfrequenz, -dauer und -wellenlänge sind weitere Parameter für die Materialien, die geschnitten werden können. Die korrekte Einstellung von Fokus, Gas und Druck ist für den Betrieb des Laserschneiders von entscheidender Bedeutung.
Gibt es verschiedene Methoden des Laserschneidens?
Die verschiedenen Methoden des Laserschneidens sind Verdampfen, Schmelzen, Laserflamme, bruchgesteuertes Schneiden, Stealth Dicing und Vektor-Ritzen.
Wie hoch ist der Stromverbrauch beim Laserschneiden?
Das Laserschneiden erfordert einen enormen Stromverbrauch, in der Regel im Bereich von 0,1 bis 15 kW. CO2-Laser sind äußerst ineffizient. Ihr Wirkungsgrad kann bis zu 5% betragen, was bedeutet, dass der Großteil der von den Gasatomen abgegebenen Energie vergeudete Wärme ist.
Wie lange halten Laserschneider?
Faserlaserschneider haben die längste Lebenserwartung. Ein hochwertiger Faserlaser kann bis zu 100.000 Stunden oder 45 Jahre halten. CO2-Laserschneider haben eine kürzere Lebensdauer, wobei die durchschnittliche Maschine 30.000 Stunden hält, was 15 Jahren entspricht.
Was sind die Gemeinsamkeiten zwischen Laserbearbeitung und Schneiden?
Da diese beiden Begriffe ähnlich klingen, ist es naheliegend, den einen mit dem anderen zu verwechseln, aber es gibt einige wichtige Unterschiede. Beim Laserschneiden wird die Lasertechnologie zum Schneiden, Schneiden oder Bohren von Materialien eingesetzt. Bei der Laserstrahlbearbeitung wird ein Laser für feinere Arbeiten wie Gravieren, Ätzen oder Mikrobearbeitung eingesetzt. Dabei wird das Material bearbeitet, indem die obere Schicht entfernt und die Oberflächengeometrie verändert wird.
Wie wählen Sie den richtigen Lasertyp für Ihr Projekt?
Sie fragen sich, welcher Lasertyp für Ihr Projekt geeignet ist? Sie sind nicht allein! Laserschneider werden in zahlreichen Branchen eingesetzt, von der Automobilindustrie bis zur Medizintechnik. Die Antwort auf diese Frage liegt in Ihrem speziellen Anwendungsfall. Überlegen Sie, welche Lasertechnologie Sie benötigen: CO2-, Faser- oder Direktdiodenlaser. Auch der Platzbedarf ist ein entscheidender Faktor. Wählen Sie eine Maschine mit einer Bettgröße, die zur Grundfläche Ihres Betriebs passt. Und schließlich sollten Sie auch Ihr Budget berücksichtigen. Faser- oder Kristalllaserschneider sind Spitzenprodukte, aber sie sind auch teuer. Unabhängig von Ihren finanziellen Möglichkeiten sollten Sie sich für einen hochwertigen Laserschneider entscheiden.
Wo kann man einen Laserschneider kaufen?
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