Hvad er processen med laserskæring af metal?

Laserskæringer en præcis og effektiv metode, der bruges til at skære metal og andre materialer med brug af en højtydende laser. Processen er meget udbredt i forskellige industrier, herunder fremstilling, bilindustri, rumfart og metalbearbejdning, på grund af dens nøjagtighed, hastighed og evne til at skabe indviklede designs. I denne guide vil vi nedbryde, hvordan laserskæring fungerer, de involverede nøglekomponenter og typerne af laserskæring.

1. Hvad er laserskæring?

Laserskæring er en proces, der bruger en fokuseret lysstråle (laser) til at skære igennem eller gravere materialer som metaller, plastik og træ. Laserstrålen smelter, brænder eller fordamper materialet og efterlader et rent snit af høj kvalitet med minimalt spild.

2. Nøglekomponenter i laserskæring

- Laserkilde: Laserstrålen stammer fra en lasergenerator (CO2-, fiber- eller Nd:YAG-lasere bruges almindeligvis til metalskæring). Laseren forstærkes og rettes mod skærematerialet.

- Fokuseringslinse: En linse eller serie af linser fokuserer laserstrålen til et lille punkt, hvilket øger dens intensitet ved kontaktpunktet med materialet.

- Skærehoved: Skærehovedet leder laserstrålen mod materialet. Den bevæger sig langs den programmerede vej, styret af CNC (Computer Numerical Control) eller andre styresystemer.

- Hjælpegas: Gas som ilt, nitrogen eller luft blæses ofte gennem dysen for at hjælpe med skæreprocessen, der hjælper med at fjerne smeltet materiale og forbedre skærekvaliteten.

- Materiale Seng: Metallet placeres på en stabil seng eller et bord, der understøtter materialet under skæreprocessen.

3. Laserskæringsprocessen

Laserskæringsprocessen kan opdeles i følgende trin:

Trin 1: Design og programmering

- CAD Design: Det første skridt er at skabe et design til den del eller komponent, der skal skæres. Dette gøres ved hjælp af CAD-software (Computer-Aided Design). Designet konverteres til et format, der kan læses af laserskæremaskinen, normalt en vektorfil.

- CNC-programmering: Designet uploades til CNC-systemet, som styrer laserskæremaskinen. Det oversætter designet til skærevejledninger, der vejleder laseren om, hvordan og hvor den skal skæres.

Trin 2: Materialeforberedelse

- Metalpladen eller materialet, der skal skæres, placeres på maskinens seng. Almindelige metaller, der bruges til laserskæring, omfatter stål, rustfrit stål, aluminium, messing og kobber.

Trin 3: Laserskæring

- Strålegenerering: Laserkilden genererer en højenergilysstråle, som derefter fokuseres gennem linser for at skabe en intens varmeplet.

- Materialeopvarmning: Når den fokuserede laserstråle rammer metallet, absorberes energien, hvilket får materialet til at varme op hurtigt og smelte, brænde eller fordampe.

- Hjælpegas: En hjælpegas (som oxygen eller nitrogen) ledes ind på skæreområdet gennem en dyse. Det hjælper med at fjerne smeltet metal og snavs, samt køler materialet og forbedrer skærehastigheden og præcisionen.

 - Ilt bruges ofte til at skære blødt stål, da det reagerer med metallet og producerer varme og fremskynder skæreprocessen.

 - Nitrogen bruges til materialer som rustfrit stål for at forhindre oxidation og sikre en ren kant.

- Laserbevægelse: Det CNC-styrede laserskærehoved bevæger sig langs den programmerede bane, efter designet. Laserens hastighed, kraft og brændpunkt justeres baseret på materialet og tykkelsen af ​​det metal, der skæres.

Trin 4: Afkøling og efterbehandling

- Når laseren skærer gennem materialet, blæses det smeltede eller fordampede metal væk af hjælpegassen, hvilket efterlader et rent, glat snit.

- Når skæringen er færdig, kan kanterne glattes eller afgrates, afhængigt af den ønskede finish.

- Enhver rest af metal eller affaldsmateriale er minimal på grund af laserens præcision.

4. Typer af laserskæring til metal

Der er flere metoder til laserskæring afhængigt af materiale og anvendelse:

A. Fordampningsskæring

- Laserstrålen opvarmer materialet til dets kogepunkt, hvilket får det til at fordampe. Denne metode er velegnet til materialer som træ eller plast, men kan også bruges til tynde metaller.

B. Smelte- og blæseskæring (fusionsskæring)

- Materialet opvarmes, indtil det smelter, og en højtryksgas (ofte nitrogen) blæser det smeltede metal ud af snittet. Denne metode er almindelig til skæring af metaller som rustfrit stål og aluminium.

C. Reaktiv skæring (flammeskæring)

- Også kendt som oxygen-assisteret laserskæring, denne metode ligner oxy-fuel skæring. Ilt blæses ind i skæreområdet, og metallet reagerer med ilten, hvilket producerer yderligere varme og fremskynder skæreprocessen. Dette bruges ofte til skæring af tykt stål.

D. Termisk spændingsrevnedannelse

- Nogle sprøde materialer, såsom glas, kan skæres ved hjælp af kontrolleret termisk belastning. Laseren fremkalder lokal opvarmning, og efterhånden som materialet afkøles, revner det langs skærebanen.

5. Fordele ved laserskæring af metal

- Høj præcision: Laserskæring kan producere ekstremt nøjagtige snit med snævre tolerancer, hvilket gør den ideel til indviklede designs.

- Rene snit: Laseren producerer glatte, rene kanter, hvilket ofte eliminerer behovet for sekundær efterbehandling.

- Alsidig: Laserskæring virker på en lang række metaller og tykkelser, fra tynde plader til tykkere plader.

- Reduceret spild: Laserskæring er yderst effektiv, hvilket reducerer materialespild sammenlignet med andre skæremetoder.

- Hastighed: Det giver hurtigere skærehastigheder, især ved skæring af tyndere metaller, sammenlignet med traditionelle metoder som mekanisk skæring.

6. Anvendelser af laserskæring i metal

Laserskæring bruges i forskellige industrier, herunder:

- Automotive: Til skæring af metaldele som chassiskomponenter og motordele.

- Rumfart: At skabe præcisionskomponenter til fly og rumfartøjer.

- Fremstilling: Til specialfremstilling af metal, inklusive beslag, kabinetter og metalpladedele.

- Smykkefremstilling: Til detaljerede metaldesign og mønstre.

- Konstruktion: Skæring af stålbjælker, paneler og beklædning.

Konklusion

Laserskæring i metal er en yderst effektiv og præcis proces, der giver overlegen nøjagtighed, hastighed og fleksibilitet på tværs af en lang række industrier. Uanset om du skærer tynde metalplader eller tykke stålplader, kan den rigtige laserskæremetode og -udstyr forbedre produktiviteten markant og reducere materialespild. Forståelse af processen sikrer bedre kvalitetskontrol og hjælper med at vælge den bedst egnede type laserskæring til specifikke metalbearbejdningsbehov.

Dongguan Fu Cheng Xin Communication Technology Co, Ltd er forpligtet til udvikling, produktion, montering, ODM one-stop service hardware leverandører. Velkommen til at forespørge os på Lei.wang@dgfcd.com.cn.