Vad är processen för laserskärning av metall?

Laserskärningär en exakt och effektiv metod som används för att skära metall och andra material med hjälp av en kraftfull laser. Processen används ofta i olika industrier, inklusive tillverkning, bilindustri, flyg- och metallbearbetning, på grund av dess noggrannhet, hastighet och förmåga att skapa invecklade konstruktioner. I den här guiden kommer vi att bryta ner hur laserskärning fungerar, nyckelkomponenterna som är involverade och typerna av laserskärning.

1. Vad är laserskärning?

Laserskärning är en process som använder en fokuserad ljusstråle (laser) för att skära igenom eller gravera material som metall, plast och trä. Laserstrålen smälter, bränner eller förångar materialet och lämnar efter sig ett rent snitt av hög kvalitet med minimalt avfall.

2. Nyckelkomponenter för laserskärning

- Laserkälla: Laserstrålen kommer från en lasergenerator (CO2-, fiber- eller Nd:YAG-lasrar används vanligtvis för metallskärning). Lasern förstärks och riktas mot skärmaterialet.

- Fokuseringslins: En lins eller en serie linser fokuserar laserstrålen till en liten punkt, vilket ökar dess intensitet vid kontaktpunkten med materialet.

- Skärhuvud: Skärhuvudet riktar laserstrålen mot materialet. Den rör sig längs den programmerade banan, styrd av CNC (Computer Numerical Control) eller andra styrsystem.

- Hjälpgas: Gas som syre, kväve eller luft blåses ofta genom munstycket för att underlätta skärprocessen, vilket hjälper till att avlägsna smält material och förbättra skärkvaliteten.

- Material Säng: Metallen placeras på en stabil säng eller bord som stödjer materialet under skärprocessen.

3. Laserskärningsprocessen

Laserskärningsprocessen kan delas upp i följande steg:

Steg 1: Design och programmering

- CAD-design: Det första steget är att skapa en design för den del eller komponent som ska skäras. Detta görs med programvaran CAD (Computer Aided Design). Designen konverteras till ett format som kan läsas av laserskärmaskinen, vanligtvis en vektorfil.

- CNC-programmering: Designen laddas upp till CNC-systemet, som styr laserskärmaskinen. Den översätter designen till skärinstruktioner som vägleder lasern om hur och var den ska skära.

Steg 2: Materialförberedelse

- Plåten eller materialet som ska skäras placeras på maskinens bädd. Vanliga metaller som används vid laserskärning inkluderar stål, rostfritt stål, aluminium, mässing och koppar.

Steg 3: Laserskärning

- Strålgenerering: Laserkällan genererar en högenergistråle av ljus, som sedan fokuseras genom linser för att skapa en intensiv värmefläck.

- Materialuppvärmning: När den fokuserade laserstrålen träffar metallen absorberas energin, vilket gör att materialet värms upp snabbt och smälter, brinner eller förångas.

- Hjälpgas: En hjälpgas (som syre eller kväve) riktas mot skärområdet genom ett munstycke. Det hjälper till att rensa bort smält metall och skräp, samt kyler materialet och förbättrar skärhastigheten och precisionen.

 – Syre används ofta för att skära mjukt stål, eftersom det reagerar med metallen för att producera värme och påskyndar skärprocessen.

 - Kväve används för material som rostfritt stål för att förhindra oxidation och säkerställa en ren kant.

- Laserrörelse: Det CNC-styrda laserskärhuvudet rör sig längs den programmerade banan, enligt designen. Laserns hastighet, kraft och brännpunkt justeras baserat på materialet och tjockleken på metallen som skärs.

Steg 4: Kylning och efterbehandling

- När lasern skär genom materialet blåses den smälta eller förångade metallen bort av hjälpgasen och lämnar ett rent, jämnt snitt.

- Efter att skärningen är klar kan kanterna jämnas eller avgradas, beroende på önskad finish.

- Eventuellt överblivet metallskrot eller avfallsmaterial är minimalt på grund av laserns precision.

4. Typer av laserskärning för metall

Det finns flera metoder för laserskärning beroende på material och tillämpning:

A. Förångningsskärning

- Laserstrålen värmer materialet till sin kokpunkt, vilket gör att det förångas. Denna metod är lämplig för material som trä eller plast men kan även användas för tunna metaller.

B. Smält- och blåsskärning (fusionsskärning)

– Materialet värms upp tills det smälter, och en högtrycksgas (ofta kväve) blåser ut den smälta metallen ur snittet. Denna metod är vanlig för skärning av metaller som rostfritt stål och aluminium.

C. Reaktiv skärning (flammskärning)

- Även känd som syreassisterad laserskärning, den här metoden liknar syrebränsleskärning. Syre blåses in i skärområdet, och metallen reagerar med syret, producerar ytterligare värme och påskyndar skärprocessen. Detta används ofta för att skära tjockt stål.

D. Termisk spänningssprickning

- Vissa spröda material, som glas, kan skäras med kontrollerad termisk stress. Lasern inducerar lokal uppvärmning och när materialet svalnar spricker det längs skärbanan.

5. Fördelar med laserskärning av metall

- Hög precision: Laserskärning kan ge extremt exakta snitt med snäva toleranser, vilket gör den idealisk för intrikata mönster.

- Rena snitt: Lasern ger släta, rena kanter, vilket ofta eliminerar behovet av sekundär efterbehandling.

- Mångsidig: Laserskärning fungerar på ett brett spektrum av metaller och tjocklekar, från tunna plåtar till tjockare plåtar.

- Minskat avfall: Laserskärning är mycket effektiv, vilket minskar materialspill jämfört med andra skärmetoder.

- Hastighet: Den erbjuder snabbare skärhastigheter, speciellt vid skärning av tunnare metaller, jämfört med traditionella metoder som mekanisk skärning.

6. Tillämpningar av laserskärning i metall

Laserskärning används i olika industrier, inklusive:

- Fordon: För skärning av metalldelar som chassikomponenter och motordelar.

- Aerospace: Att skapa precisionskomponenter för flygplan och rymdfarkoster.

- Tillverkning: För specialtillverkning av metall, inklusive konsoler, kapslingar och plåtdelar.

- Smyckestillverkning: För detaljerade metalldesigner och mönster.

- Konstruktion: Kapning av stålbalkar, paneler och beklädnad.

Slutsats

Laserskärning av metall är en mycket effektiv och exakt process som ger överlägsen noggrannhet, hastighet och flexibilitet inom ett brett spektrum av industrier. Oavsett om du skär tunn plåt eller tjocka stålplåtar kan rätt laserskärningsmetod och utrustning avsevärt förbättra produktiviteten och minska materialspill. Att förstå processen säkerställer bättre kvalitetskontroll och hjälper till att välja den mest lämpliga typen av laserskärning för specifika metallbearbetningsbehov.

Dongguan Fu Cheng Xin Communication Technology Co, Ltd är engagerad i utveckling, produktion, montering, ODM one-stop service hårdvaruleverantörer. Välkommen att fråga oss på Lei.wang@dgfcd.com.cn.