De techniek van het lasersnijden
Lasersnijden is een techniek waarmee verschillende materialen kunnen worden gesneden. Vanwege de benodigde machines, infrastructuur en veiligheidsmaatregelen wordt de techniek vooral in een industriële omgeving toegepast.
Het laserlicht is elektromagneschische straling. Laserlicht kenmerkt zicht doordat een laser een evenwijdige bundel licht uitstraalt. Wanneer deze bundel met behulp van een lens gefocust wordt tot op een brandpunt, kunnen op dit brandpunt zeer lokaal hoge temperaturen worden bereikt. Wanneer er een materiaal op dit brandpunt gepositioneerd wordt, zal het materiaal smelten of branden. Door de laserstraal nauwkeurig en met de juiste snelheid over het materiaal te bewegen, kan er een snede in het materiaal worden gecreëerd. Dit is mogelijk met metalen, maar ook met glas, hout, diverse kunststoffen en ander organisch materiaal.
Toepassingen van laserlicht
Naast snijden, kan een laser ook gebruikt worden om te graveren en markeren. Ook wordt laser steeds vaker ingezet voor het lassen van metaal. Een enkele laserbron kan gebruikt worden in diverse machines, zo levert Trumpf bijvoorbeeld een laserbron die aangesloten kan worden op zowel een laserlasmachine als een lasersnijmachine. Automatisering kan op basis van prioriteitsregels bepalen welke machine ‘voorrang’ krijgt als benutter van de laserbron. De huidige techniek van de laserbron is in staat om zeer snel te wisselen in het geleverde vermogen.
Gasstroom
De hoge vermogensdichtheid van de laserstraal op zichzelf is niet voldoende om een goede snede te maken. Er wordt ook een gasstroom gebruikt, en wel om de volgende reden: Het gas verwijdert het gesmolten en verdampte materiaal van de snijzone. Naast de uitdrijvende werking heeft het snijgas ook een andere functie, het voorkomen van een oxidatiereactie (verbranding) of juist het versterken ervan. Meestal wordt er gekozen om de oxidatie te voorkomen om de snijrand zo schoon mogelijk te houden. Helium is in het algemeen het beste edelgas, maar dat is erg duur. Daarom wordt meestal met argon of stikstof gewerkt.
Wanneer er grotere diktes metaal worden gesneden, kan er ook gekozen worden voor een reactief gas. Wanneer er met zuurstof als snijgas gesneden wordt, ontstaat er bij de hoge snijtemperaturen een verbrandingsreactie het met koolstof in het metaal en het zuurstof. Deze verbrandingsreactie levert extra warmte-energie op, waardoor hogere temperaturen met hetzelfde laservermogen kunnen worden behaald. De snijsnelheid en/of de maximale dikte die gesneden kunnen worden worden daardoor groter.
Voordelen en toepassingen
Het lasersnijden kent diverse voordelen ten opzichte van andere snijbewerkingen.
Kleine warmte beïnvloede zone
Omdat het focuspunt van de lasersnede een kleine diameter heeft wordt er ook een zeer klein oppervlakte verhit; consequentie hiervan is dat de door warmte beïnvloede zone ook klein is. Het materiaal zet daarom weinig uit tijdens het snijden wat ten goede komt van de toleranties. Ook is er weinig vervorming en verkleuring van het materiaal.
Weinig materiaalverlies
De lasersnede is zeer dun, daardoor gaat er weinig materiaal verloren omdat de te snijden onderdelen dicht op elkaar kunnen worden gepositioneerd. Het lasersnijden zorgt dus voor een zeer fijne snede en weinig materiaalverlies.
Grote vormvrijheid
De laserkop kan ieder gewenst traject afleggen, de vormvrijheid van lasergesneden onderdelen is daarom hoog. Ieder gewenst contour kan worden gesneden zonder dat er een afhankelijk bestaat van de beschikbare (pons)tooling.
Bronnen
- Bron: Wikipedia.org
- Voor- en nadelen van lasersnijden in de praktijk.