Subtraktive Fertigungstechniken sind typische Verfahren zur Herstellung von Teilen in der Industrie. Ein Paradebeispiel für solche Techniken ist das Laserschneiden von Blechen – ein wesentliches Herstellungsverfahren.
Der Prozess fokussiert den Laserstrahl auf die Materialoberfläche, um Materialien zu verbrennen, zu verdampfen oder zu schmelzen und schließlich die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Da es sich um einen präzisen und genauen Prozess handelt, erleichtert er die Herstellung von Bauteilen mit komplizierten Details.
Dieser Artikel ist ein umfassender Leitfaden mit allen notwendigen Informationen, die Sie möglicherweise zum Laserschneiden benötigen, bevor Sie sich bei Ihrem nächsten Fertigungsauftrag daran wagen.
Was ist in der Blechlaserschneiden?
Blechfertigung ist eine der wichtigsten industriellen Fertigungstechniken. Daher scheint das Laserschneiden von Blechen eines der Verfahren der Wahl zu sein. Beim Laserschneiden wird ein Hochleistungslichtstrahl (Laser) verwendet, um flache und dünne Metallbleche auszuschneiden. Der Prozess wird durch Optik und CNC-Technologie (Computer Numerical Control) gesteuert, die für die hohe Präzision lasergeschnittener Teile verantwortlich ist.
Geschichte von Blechlaserschneiden
Die Laserschneidtechnik gibt es schon seit über 60 Jahren, der erste Versuch, Bleche zu schneiden, geht auf das Jahr 1960 zurück.
Bis 1964, CO2 Laser wurden bereits zur Herstellung komplizierter Details wie dem Schweißen von Wickelfedern eingesetzt. Die Automatisierung und die hohen Präzisionsmerkmale des Laserschneidens im Vergleich zu anderen Schneidverfahren machten es weithin für die anspruchsvolle Fertigung und die Produktion großer Stückzahlen geeignet.
Faserlaser wurden erstmals in den 60er Jahren hergestellt, kamen jedoch erst Ende der 80er Jahre auf den kommerziellen Markt. Die 1990er Jahre gelten als das goldene Zeitalter der Lasertechnologie – da sie den Weg für viele Hochleistungslaser wie Festkörperlaser ebneten, die die Effizienz und Produktivität erheblich verbesserten. In den frühen 2000er Jahren waren Laserschneiddienstleistungen mittlerweile eine weithin akzeptierte Fertigungstechnik, die in mehreren Industriezweigen eingesetzt wurde, beispielsweise in der Automobil- und Luft- und Raumfahrtindustrie.
Arten von Lasern zum Blechschneiden
Es gibt drei verschiedene Formen von Lasern zum Schneiden von Materialien in der industriellen Fertigung. Jeder Laserschneider verfügt über einzigartige Merkmale, die ihn von den anderen unterscheiden. Nachfolgend finden Sie eine umfassende Zusammenfassung der drei Arten von Laserschneidern.
Faserlaser
Faserlaserschneidmaschinen gehören zu den leistungsstärksten Präzisionsschneidgeräten. Sie gehören zu den Festkörperlasern, bei denen Seed-Laser den Strahl mit speziellen Glasfasern verstärken. Sie eignen sich zum Schneiden von Metall-, Legierungs- und Nichtmetallstücken wie Glas, Kunststoff und sogar Holz. Abgesehen von einfachen Schneidvorgängen eignen sie sich auch zum Gravieren und Glühen von Metall.
Faserlaser-Schnittfugen sind umfangreicher als andere; Dies könnte für ihre hohe Leistung verantwortlich sein. Sie verfügen über eine lange Lebensdauer von nicht weniger als 25,000 Stunden und sind daher wartungsärmer. Sie produzieren einige der stärksten und stabilsten Balken. Am besten eignen sie sich jedoch für Materialien mit weniger als 20 mm Dicke.
CO2 Laser
CO2 Laser erzeugen den Lichtstrahl, indem sie Strom durch ein mit einer Gasmischung gefülltes Rohr leiten. Das Gasgemisch enthält hauptsächlich Kohlendioxid und Edelgase – Helium und Stickstoff, die häufigsten Formen für Laser.
Allerdings sind sie im Vergleich zu Faserlasern weniger leistungsstark. CO2 Lasermaschinen können nur Schneiden Sie Nichtmetalle wie Holz, Acryl und Kunststoffe. In einigen Fällen eignen sie sich auch zum Laserschneiden von Blechen, insbesondere von dünnen Blechen aus Aluminium und einigen anderen Nichteisenmetallen.
[Vielleicht möchten Sie das wissen Unterschiede zwischen Faserlasern und CO2-Lasern.]
Kristalllaser
Kristalllaserschneider gibt es in zwei Formen: Nd:YAG-Kristalle (Neodym-dotiertes Yttrium-Aluminium-Granat) und Me:YVO-Kristalle (Neodym-dotiertes Yttrium-Orthovanadat, YVO4). Beides sind Schneidgeräte mit unglaublich hoher Leistung. Allerdings sind sie ziemlich teuer, haben aber nur etwa die Hälfte der Lebenserwartung von Faserlasern – 8,000 bis 15,000 Stunden. Sie eignen sich zum Schneiden von beschichteten und unbeschichteten Metallen, Nichtmetallen und Kunststoffen und unter bestimmten Umständen sogar Keramik.
Drei Blechlaserschneiden Prozesse
Beim Laserschneiden von Blechen handelt es sich um einen thermischen Prozess, bei dem mit einem Laserstrahl Stücke aus einem Blech herausgeschnitten werden. Grundsätzlich gibt es drei Methoden zum Schneiden von Blechen.
Laserstrahlschmelzschneiden
Beim Schmelzschneiden wird ein inertes Schneidgas, häufig Stickstoff oder Argon, verwendet, um das geschmolzene Material aus dem Schneidbrenner auszustoßen. Durch die Verwendung des Inertgases wird eine Oxidation an der Schneidkante verhindert, ohne mit dem Prozess zu reagieren. Das Verfahren eignet sich für flache und dünne Bleche sowie für Fälle, in denen das Material hohen optischen Ansprüchen genügen muss und wenig Nachbearbeitung erforderlich ist.
Laserstrahl-Brennschneiden
Beim Brennschneiden wird Sauerstoffgas verwendet, um das geschmolzene Material auszutreiben. Es kommt zu einer exothermen Reaktion, die zu einem Anstieg des Gesamtenergieeintrags des Prozesses führt. Das Verfahren eignet sich unter anderem ideal zum Schneiden von Baustahl Arten von Blechen und schmelzbare Materialien wie Keramik.
Laserstrahl-Sublimationsschneiden
Beim Sublimationsschneiden werden mit einem Laser Teile eines Materials verdampft, die weniger schmelzen. Als Schneidgas dienen wie beim Schmelzschneiden Inertgase – Stickstoff, Helium oder Argon –, die dafür sorgen, dass die Schnittkanten frei von Oxidationsmitteln sind. Obwohl es langsam ist, erzeugt es erstklassige Kanten für hochpräzises Schneiden.
Vorteile von Blechlaserschneiden
Im Folgenden sind fünf entscheidende Vorteile dieser Herstellungstechnik aufgeführt.
Hochpräzise Schnitte
Beim Laserschneiden schneidet der Lichtstrahl Metalle mit sehr hoher Präzision. Die Genauigkeit und Präzision, mit der der Laser Materialien schmilzt und verdampft, ist mit vielen anderen Schneidmethoden nicht zu vergleichen. Einige Stanzwerkzeuge haben Toleranzen von etwa 1 bis 3 mm, während Laserschneider mit einer Genauigkeit von nur 0.003 mm schneiden.
Hohe Blattauslastung
Laserschneider bieten die Möglichkeit, einen großen Teil der Herstellungsmaterialien zu nutzen. Die Technologie lässt kaum oder gar keinen Raum für Verschwendung – die Maschine maximiert die Anzahl der verwendbaren Teile jedes Metallblechs. Machen Sie sich daher weniger Gedanken über die Bereitstellung überschüssiger Materialien. Sie können genau die Menge kaufen, in der Gewissheit, dass es ausreicht.
Extreme Vielseitigkeit beim Schneiden
Laserschneidvorgänge sind äußerst flexibel und vielseitig. Ein einzelner Laserschneider eignet sich gut für verschiedene Schneidvorgänge, wie zum Beispiel einfache Schnitte, komplexe Schnitte mit komplizierten Details, Markierungen, Bohren und sogar Gravuren. Daher müssen Hersteller während des Prozesses nicht von Zeit zu Zeit Werkzeuge austauschen.
Geringer Stromverbrauch
Im Gegensatz zu einigen anderen Schneidemaschinen ist es bei Laserschneidern nicht erforderlich, verschiedene Teile des Geräts zu bewegen. Dadurch können sie effektiv Materialstücke herausschneiden, ohne zu viel Energie zu verbrauchen. Während Laserschneider mit einer Energie von 10 kW arbeiten können, können die meisten anderen Verfahren bis zu fünfmal verbrauchen.
Wenig oder kein Schaden
Vielleicht denken Sie, dass die Einwirkung von Hitze auf Materialien beim Laserschneiden zu Verformungen oder Verformungen von Teilen oder sogar zu Totalschäden führen kann. Nun, das ist unwahr. Die Teile, die beim Laserschneiden der Hitze ausgesetzt sind, sind minimal und stellen keine Gefahr für die Toleranz der Merkmale oder Komponenten nach der Fertigung dar.
Nachteile von Blechlaserschneiden
Trotz seiner zahlreichen Vorteile weist das Laserschneiden von Blechen einige Nachteile auf. Lassen Sie uns darüber diskutieren.
Bedarf an Fachkräften
Um Ihre Laserschneider optimal nutzen zu können, müssen Sie möglicherweise einen Fachmann mit der Bedienung der Maschine für die Teilefertigung beauftragen. Ein Experte erkennt beispielsweise schnell einen Fehler oder eine unsachgemäße Einrichtung, die sich auf die Produktionsprozesse oder sogar auf die Integrität der Maschine auswirken kann.
Einschränkungen der Metalldicke
Obwohl das Laserschneiden bei einer Vielzahl von Materialien, einschließlich Metallblechen, gut funktioniert, empfiehlt es sich, bei der Bearbeitung dicker Metalle andere Schneidverfahren zu verwenden. Typische Laserschneider eignen sich hervorragend zum Schneiden von Aluminiumblechen mit einer maximalen Dicke von 15 mm und Stahl von 6 mm.
Schädliche Gase
Da Laserschneider Materialien schmelzen und verdampfen, setzen sie beim Schneiden von Kunststoff erheblich schädliche Dämpfe frei. Daher ist es wichtig, das Laserschneiden in einem gut belüfteten Raum oder einer sicheren Arbeitsumgebung durchzuführen.
Hohe Anfangsinvestition
Die Kosten für einen hochwertigen Laserschneider sind hoch. Ein typischer Laserschneider kann etwa 3000 US-Dollar kosten, was doppelt so hoch ist wie die Kosten für Wasserstrahl- oder Plasmaschneider. Um Laserschneiddienstleistungen als Geschäftsmittel in Anspruch zu nehmen, müssen Sie die hohen Anfangsinvestitionen tragen.
Designtipps für Laserschneidteile
Für eine effektive und effiziente Nutzung der Laserschneiddienstleistungen für Ihre Teile. Sie müssen sich an die folgenden Tipps halten Laserschneiden Produktdesign.
Ihre Details dürfen nicht kleiner als die Metalldicke sein
Die Dicke ist ein wichtiger Faktor, den Sie beim Laserschneiden berücksichtigen müssen. Es hängt direkt mit der Leistung des Lasers zusammen. Je höher die Dicke, desto schlechter kann der Laser in das Material eindringen und es schneiden. Allerdings kann eine zeitweise Erhöhung der Laserleistung die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass solches Material geschnitten wird.
Erinnern Sie sich an den Kerf
Aufgrund des Designs des Lasers ist es wichtig zu beachten, was die Leute als Kerf bezeichnen. Kerf ist das Material, das verdampft, wenn der Laserstrahl auf das Laserschneidmaterial trifft. Es gilt nicht nur beim Laserschneiden. Es ist bei anderen subtraktiven Bearbeitungsprozessen sichtbar. Aufgrund der Dicke des Laserstrahls entsteht beim Laserschneiden eine Schnittfuge. Es ist wichtig, dies in der Entwurfsphase zu berücksichtigen.
Wählen Sie das richtige Material
Das richtige Material ist das Wichtigste, was vor einem Laserschneidvorgang zu beachten ist. Die Wahl eines Materials hängt von den Eigenschaften ab, die das Endprodukt haben soll. Materialien haben beispielsweise unterschiedliche Eigenschaften hinsichtlich Steifigkeit, Lichtdurchlässigkeit und Flexibilität. Bei Rapid Direct haben Sie Zugriff auf verschiedene Laserschneidverfahren für Bleche, Kunststoffe, Papier usw.
Abstände sind wichtig
Der Abstand ist beim Laserschneiden sehr wichtig, um Fehler zu beheben und das bestmögliche Ergebnis zu erzielen. Der Mindestabstand sollte der Materialstärke entsprechen. Wenn beispielsweise beim Blechlaserschneiden das Blech 2 mm dick ist, beträgt der Abstand zwischen zwei Pfaden 2 mm. Dies ist auch wichtig, wenn Sie an verschiedenen lasergeschnittenen Blechdesigns arbeiten möchten.
Wandeln Sie Ihren Text in Ankerpunkte und Kurven um
Nicht alle Laseroperationen erfordern das Schneiden von Text. Wenn Sie jedoch Text einbauen müssen, sollten Sie die Buchstaben des Textes mit Abstand platzieren und großformatig schreiben. Dies dient einem reibungsloseren Betrieb und dem besten Ergebnis. Liegen die Buchstaben nahe beieinander, kann es zu Überschneidungen kommen, was zu einer unleserlichen Beschriftung führen kann.
Die Kenntnis der oben genannten Tipps kann bei der Reduzierung hilfreich sein Kosten für die Blechfertigung.
Sollte ich in eine Laserschneidmaschine investieren oder einen Service wählen?
Vom einfachen Gerätebau bis hin zu großen Unternehmen – wie der Luft- und Raumfahrt- und Automobilindustrie – Laserschneiddienstleistungen sind für verschiedene Fertigungsabläufe von entscheidender Bedeutung. Die Technik ist ein effektives und hocheffizientes Verfahren, das für eine Vielzahl von Materialien geeignet ist.
Für kleine Fertigungsunternehmen ist es jedoch die kluge Wahl, sich für einen Service zu entscheiden, anstatt in die Maschine zu investieren, da dies eine hervorragende Möglichkeit ist, Kosten zu sparen und gleichzeitig den Kunden Qualität zu bieten. Wenn jedoch die Mittel vorhanden sind, könnte sich die Investition in Laserschneidmaschinen aufgrund der zahlreichen Vorteile, die das Gerät mit sich bringt, als äußerst rentabel erweisen.
Wie auch immer, die Wahl hängt ausschließlich vom Hersteller ab. Sollten Sie sich jedoch für die Beauftragung eines Dienstes entscheiden, wenden Sie sich an RapidDirect – einen Experten für die Bereitstellung von Laserschneiddienstleistungen für Bleche.
Ihr Online-Laserschneidservice für Blechteile
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Wir sind ein vertrauenswürdiges Unternehmen, das Folgendes anbietet Blechbearbeitungsdienstleistungen für Rapid Prototyping und kundenspezifische Produktion. Wir garantieren qualitativ hochwertige Laserschneiddienstleistungen für Bleche und bieten kostengünstige und bedarfsgerechte Lösungen entsprechend Ihren Anforderungen.
Wir bieten sowohl Prototypen in kleinen Stückzahlen als auch die Produktion in großen Stückzahlen an. Mit RapidDirect können Sie sicher sein, dass Ihre Produkte keine Probleme bei der Blechfertigung aufweisen, selbst wenn Sie mit kundenspezifischen Produkten mit komplizierten Details arbeiten. Darüber hinaus bieten wir einige der besten Dienstleistungen in den Bereichen CNC-Bearbeitung, 3D-Druck, Spritzguss und Druckguss an.
Alternativen zum Laserschneiden
Vielleicht möchten Sie kein Laserschneiden verwenden und wissen nicht, wie man Formen aus Blech schneidet; Nachfolgend finden Sie weitere High-End-Optionen für Ihre Fertigungsanforderungen.
EDM
EDM, Bearbeitung elektrischer EntladungenBeim Laserschneiden werden wie beim Laserschneiden thermische Energie genutzt, um Materialstücke zu entfernen. Es nutzt elektrische Entladungen (Funken), um aus einem Material die gewünschte Form auszuschneiden. Im Vergleich zum Laserschneiden erzeugt EDM eine bessere Oberflächengüte mit einer weniger wärmebeeinflussten Zone. Es eignet sich auch zum Schneiden von gehärteten Materialstücken.
CNC Fräsen
Beim CNC-Fräsen werden Hochgeschwindigkeits-Rotationsfräser zum Formen von Materialien verwendet. Fräsvorgänge funktionieren gut bei Metallen, Legierungen und Nichtmetallen. Sie sind wie das Laserschneiden ein hochpräzises subtraktives Fertigungsverfahren. Der Hauptunterschied zwischen den beiden Verfahren besteht darin, dass beim Fräsen Schneidwerkzeuge – rotierende Fräser – zum Ausschneiden oder Formen von Designs zum Einsatz kommen, beim Laserschneiden werden Lichtstrahlen, Laserschmelzen oder das Ausbrennen von Designformen verwendet.
Wasserstrahlschneiden
Beim Wasserstrahlschneiden handelt es sich um eine Fertigungstechnik, bei der Wasser oder eine Mischung aus Wasser und abrasiven Stoffen unter hohem Druck zum Schneiden eines Materialstücks verwendet wird.
Nachfolgend finden Sie einen Vergleich zwischen Wasserstrahlschneiden und Laserschneiden.
- Laserschneider können Zahlen oder Markierungen gravieren, während Wasserstrahlschneiden nur das Schneiden ermöglicht.
- Beide eignen sich zum Schneiden verschiedenster Materialien. Allerdings können Wasserstrahlen keine dickeren Materialien schneiden als Laserschneider, bis zu 50 mm.
- Laserschneiden hat bessere Toleranzwerte und legt mehr Wert auf komplizierte Details, was es zur besseren Wahl für komplexe Geometrien macht.
Lochung
Beim Stanzen wird mit einer Stanzpresse die gewünschte Form aus einem Materialstück ausgestanzt. Wie andere CNC-Operationen ist das Stanzen eine hochpräzise Technik zur Teilefertigung und eignet sich für eine Vielzahl von Materialien. Für die Herstellung von Bauteilen mit komplexen Geometrien ist das Stanzen jedoch nicht ideal.
Zusammenfassung
Laserschneiden ist eine Technologie, die beim Rapid Prototyping zum Schneiden von Materialien eingesetzt wird. In diesem Artikel werden der Vorgang, sein Verlauf, seine Typen und andere Dinge, die Sie möglicherweise wissen, vorgestellt. Wir glauben, dass Sie eines oder mehrere Dinge über das Laserschneiden gelernt haben. Sie können uns bei RapidDirect jedoch vertrauen, wenn es um die besten Laserschneiddienstleistungen geht.
