Hva er prosessen med å laserskjære metall?

Laserskjæringer en presis og effektiv metode som brukes til å kutte metall og andre materialer med bruk av en kraftig laser. Prosessen er mye brukt i ulike bransjer, inkludert produksjon, bilindustri, romfart og metallbearbeiding, på grunn av dens nøyaktighet, hastighet og evne til å lage intrikate design. I denne veiledningen vil vi bryte ned hvordan laserskjæring fungerer, nøkkelkomponentene som er involvert, og typene laserskjæring.

1. Hva er laserskjæring?

Laserskjæring er en prosess som bruker en fokusert lysstråle (laser) for å skjære gjennom eller gravere materialer som metaller, plast og tre. Laserstrålen smelter, brenner eller fordamper materialet, og etterlater et rent kutt av høy kvalitet med minimalt avfall.

2. Nøkkelkomponenter i laserskjæring

- Laserkilde: Laserstrålen kommer fra en lasergenerator (CO2-, fiber- eller Nd:YAG-lasere brukes vanligvis til metallskjæring). Laseren forsterkes og rettes mot skjærematerialet.

- Fokuseringslinse: En linse eller serie med linser fokuserer laserstrålen til et lite punkt, og øker intensiteten ved kontaktpunktet med materialet.

- Skjærehode: Skjærehodet retter laserstrålen mot materialet. Den beveger seg langs den programmerte banen, kontrollert av CNC (Computer Numerical Control) eller andre styresystemer.

- Assist Gass: Gass som oksygen, nitrogen eller luft blåses ofte gjennom dysen for å hjelpe til med skjæreprosessen, og hjelper til med å fjerne smeltet materiale og forbedre kuttekvaliteten.

- Material Seng: Metallet plasseres på en stabil seng eller bord som støtter materialet under skjæreprosessen.

3. Laserskjæringsprosessen

Laserskjæringsprosessen kan deles inn i følgende trinn:

Trinn 1: Design og programmering

- CAD-design: Det første trinnet er å lage et design for delen eller komponenten som skal kuttes. Dette gjøres ved hjelp av CAD-programvare (Computer-Aided Design). Designet konverteres til et format som kan leses av laserskjæremaskinen, vanligvis en vektorfil.

- CNC-programmering: Designet lastes opp til CNC-systemet, som styrer laserskjæremaskinen. Den oversetter designet til kutteinstruksjoner, og veileder laseren om hvordan og hvor den skal kuttes.

Trinn 2: Materialforberedelse

- Metallplaten eller materialet som skal kuttes legges på maskinens seng. Vanlige metaller som brukes i laserskjæring inkluderer stål, rustfritt stål, aluminium, messing og kobber.

Trinn 3: Laserskjæring

- Strålegenerering: Laserkilden genererer en høyenergilysstråle, som deretter fokuseres gjennom linser for å skape en intens varmeflekk.

- Materialoppvarming: Når den fokuserte laserstrålen treffer metallet, absorberes energien, noe som får materialet til å varmes opp raskt og smelte, brenne eller fordampe.

- Assist Gas: En hjelpegass (som oksygen eller nitrogen) ledes inn på skjæreområdet gjennom en dyse. Det hjelper med å fjerne smeltet metall og rusk, samt kjøler ned materialet og forbedrer skjærehastigheten og presisjonen.

 – Oksygen brukes ofte til å kutte bløtt stål, da det reagerer med metallet for å produsere varme og fremskynder kutteprosessen.

 - Nitrogen brukes til materialer som rustfritt stål for å forhindre oksidasjon og sikre en ren kant.

- Laserbevegelse: Det CNC-kontrollerte laserskjærehodet beveger seg langs den programmerte banen, etter designet. Hastigheten, kraften og brennpunktet til laseren justeres basert på materialet og tykkelsen på metallet som kuttes.

Trinn 4: Avkjøling og etterbehandling

- Når laseren skjærer gjennom materialet, blåses det smeltede eller fordampede metallet bort av hjelpegassen, og etterlater et rent, glatt kutt.

- Etter at kuttet er fullført, kan kantene glattes eller avgrades, avhengig av ønsket finish.

- Eventuelle rester av metallskrap eller avfallsmateriale er minimale på grunn av laserens presisjon.

4. Typer laserskjæring for metall

Det er flere metoder for laserskjæring avhengig av materialet og bruksområdet:

A. Fordampningsskjæring

– Laserstrålen varmer opp materialet til kokepunktet, og får det til å fordampe. Denne metoden er egnet for materialer som tre eller plast, men kan også brukes for tynne metaller.

B. Smelte- og blåseskjæring (fusjonsskjæring)

– Materialet varmes opp til det smelter, og en høytrykksgass (ofte nitrogen) blåser det smeltede metallet ut av kuttet. Denne metoden er vanlig for skjæring av metaller som rustfritt stål og aluminium.

C. Reaktiv skjæring (flammeskjæring)

- Også kjent som oksygenassistert laserskjæring, ligner denne metoden på oksyfuelskjæring. Oksygen blåses inn i skjæreområdet, og metallet reagerer med oksygenet, produserer ekstra varme og fremskynder skjæreprosessen. Dette brukes ofte til å kutte tykt stål.

D. Termisk spenningssprekking

- Noen sprø materialer, som glass, kan kuttes ved hjelp av kontrollert termisk stress. Laseren induserer lokal oppvarming, og når materialet avkjøles, sprekker det langs skjærebanen.

5. Fordeler med laserskjæring av metall

- Høy presisjon: Laserskjæring kan produsere ekstremt nøyaktige kutt med stramme toleranser, noe som gjør den ideell for intrikate design.

- Rene kutt: Laseren produserer glatte, rene kanter, og eliminerer ofte behovet for sekundær etterbehandling.

- Allsidig: Laserskjæring fungerer på et bredt spekter av metaller og tykkelser, fra tynne plater til tykkere plater.

- Redusert avfall: Laserskjæring er svært effektiv, og reduserer materialavfall sammenlignet med andre skjæremetoder.

- Hastighet: Det gir raskere skjærehastigheter, spesielt når du skjærer tynnere metaller, sammenlignet med tradisjonelle metoder som mekanisk skjæring.

6. Bruk av laserskjæring i metall

Laserskjæring brukes i ulike bransjer, inkludert:

- Bil: For kutting av metalldeler som chassiskomponenter og motordeler.

- Luftfart: For å lage presisjonskomponenter for fly og romfartøy.

- Produksjon: For spesialtilpasset metallproduksjon, inkludert braketter, kabinetter og metallplater.

- Smykkefremstilling: For detaljerte metalldesign og mønstre.

- Konstruksjon: Kutting av stålbjelker, paneler og kledning.

Konklusjon

Laserskjæring av metall er en svært effektiv og presis prosess som gir overlegen nøyaktighet, hastighet og fleksibilitet på tvers av et bredt spekter av bransjer. Enten du skjærer tynne metallplater eller tykke stålplater, kan riktig laserskjæringsmetode og utstyr forbedre produktiviteten betraktelig og redusere materialavfall. Å forstå prosessen sikrer bedre kvalitetskontroll og hjelper til med å velge den mest passende typen laserskjæring for spesifikke metallbearbeidingsbehov.

Dongguan Fu Cheng Xin Communication Technology Co, Ltd er forpliktet til utvikling, produksjon, montering, ODM one-stop service maskinvareleverandører. Velkommen til å spørre oss på Lei.wang@dgfcd.com.cn.