Basisprincipes lasersnijmachine

Laser snij machine

Lasersnijden is een populaire en veelzijdige methode die in verschillende industrieën wordt gebruikt voor het nauwkeurig snijden van materialen.Het omvat het gebruik van een gerichte laserstraal om met hoge nauwkeurigheid en snelheid door materialen te snijden.Lasersnijmachines maken gebruik van de principes van optica, thermodynamica en materiaalkunde om nauwkeurige en efficiënte snijbewerkingen te realiseren.In dit artikel gaan we dieper in op de basisprincipes van lasersnijmachines.

1. Laserbasisprincipes:

Een laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) is een apparaat dat een geconcentreerde bundel coherent licht produceert.Het bestaat uit drie hoofdcomponenten: een actief medium, een energiebron en een optische resonator.Het actieve medium, dat een vaste stof, vloeistof of gas kan zijn, zendt fotonen uit wanneer het wordt geactiveerd door de energiebron.De optische resonator reflecteert de fotonen heen en weer door het actieve medium, waardoor de lichtgolven worden versterkt en uitgelijnd.Dit proces leidt tot de vorming van een krachtige en coherente laserstraal.

2. Lasertypen:

Er worden verschillende soorten lasers gebruikt in lasersnijmachines, waaronder CO2-lasers, Nd:YAG-lasers en fiberlasers.CO2-lasers zijn het meest voorkomende type en gebruiken een mengsel van koolstofdioxide, stikstof en helium als actief medium.Nd:YAG-lasers maken gebruik van een vastestofkristal, zoals neodymium-gedoteerd yttrium-aluminium-granaat, als het actieve medium.Vezellasers gebruiken daarentegen een optische vezel die is gedoteerd met zeldzame aardmetalen als actief medium.Elk type laser heeft zijn unieke eigenschappen en is geschikt voor specifieke snijtoepassingen.

3. Lasersnijproces:

Het lasersnijproces omvat verschillende stappen.Eerst wordt de laserstraal gegenereerd door de laserbron en door een reeks spiegels en lenzen naar de snijkop geleid.De snijkop bevat focusseringsoptiek die de laserstraal concentreert tot een kleine puntgrootte.De gefocusseerde laserstraal wordt vervolgens op het te snijden materiaal gericht.

4. Materiaalinteractie:

Wanneer de laserstraal in wisselwerking staat met het materiaal, vinden er verschillende processen plaats.De intense hitte die door de laserstraal wordt gegenereerd, verhoogt de temperatuur van het materiaal snel, waardoor het smelt, verdampt of een chemische reactie ondergaat.De specifieke interactie hangt af van de materiaaleigenschappen, zoals de absorptiecoëfficiënt en het smeltpunt, evenals van de laserparameters, zoals vermogensdichtheid en pulsduur.

5. Smelten en verdampen:

Bij materialen met lage smeltpunten, zoals kunststoffen, kan de laserstraal het materiaal smelten terwijl het erdoorheen snijdt.Het gesmolten materiaal wordt vervolgens door een gasstraal weggeblazen, waardoor een kerf (de snijbreedte) ontstaat.Bij materialen met hogere smeltpunten, zoals metalen, verdampt de laserstraal het materiaal direct, waardoor een smalle en nauwkeurige snede ontstaat.

6. Gasondersteuning:

Gasondersteuning wordt vaak gebruikt bij lasersnijden om het snijproces te verbeteren.Via het mondstuk van de snijkop wordt een gas, zoals zuurstof of stikstof, op het materiaaloppervlak geblazen.Het gas helpt het gesmolten of verdampte materiaal uit de snijzone te verwijderen, koelt het materiaal af en voorkomt het ontstaan ​​van bramen of schuim.De gaskeuze is afhankelijk van het te snijden materiaal en de gewenste snijkwaliteit.

7. Kerfbreedte en tapsheid:

De kerfbreedte, of de breedte van de snede, wordt bepaald door verschillende factoren, waaronder het laservermogen, de brandpuntsafstand, de materiaaldikte en de snijsnelheid.De zaagbreedte kan worden geregeld door deze parameters aan te passen om de gewenste snijprecisie te bereiken.Bovendien kan lasersnijden resulteren in een fenomeen dat tapsheid wordt genoemd, waarbij de snede een licht conische vorm heeft.De conushoek is afhankelijk van de materiaaleigenschappen en laserparameters en kan worden geminimaliseerd door de snijomstandigheden te optimaliseren.