Industrieunternehmen, die sich auf den Materialtransport spezialisiert haben, setzen Laserschneidmaschinen für ihre Arbeiten ein, die eine hohe Präzision und Produktivität garantieren.
Inhalt des Artikels:
- 1 Technologie des Laserschneidverfahrens
- 2 Merkmale der Laserbearbeitung
- 3 Einsatz von Lasertechnik für die Gravur
- 4 Konstruktion der Maschinen
- 5 Schlussfolgerung
Technologie für den Laserschneidprozess
Es gibt 2 Arten von Lasertechnologie: Festkörper- und Gassysteme. Festkörpersysteme haben eine Wellenlänge von 1 µm und erzeugen eine Ausgangsleistung von 1-6 kW. Die Maschine verwendet spezielle Elemente zur Erzeugung des Strahls: Rubin, Neodymglas oder Aluminium-Titterium-Granat. Während des Arbeitszyklus baut der optische Balken eine Energieladung aus den Hochleistungslampen auf und projiziert sie mit zusätzlicher Fokussierung durch ein Prisma und Spiegel in den Arbeitsbereich.
Der Gasapparat besteht aus einer Gasentladungsröhre, in die ein Gemisch aus Helium, Stickstoff und Kohlendioxid unter Druck eingeleitet und durch elektrische Impulse aktiviert wird. Dieser Maschinentyp ist in der Lage, Impulse von bis zu 20 kW auszulösen und ermöglicht das Schneiden von Superlegierungen.
Die Schneidetechnologie basiert auf den besonderen Eigenschaften des auf das Metall projizierten Laserstrahls und der Erzeugung einer hohen Temperatur in der Kontaktzone, durch die das Metall geschnitten wird.
Es werden zwei Arten des Schneidens verwendet:
- Während des Schneidprozesses wird das Metall verdampft;
- Während eines Arbeitszyklus wird die Legierung geschmolzen.
Der Prozess der Metallverdampfung ist sehr energieaufwändig und wird daher nur selten und meist bei dünnem Stahl angewandt.
Um die Produktivität des Schmelzprozesses verschiedener Legierungen zu erhöhen, wird ein zusätzliches Gas (Sauerstoff) verwendet, das unter Druck zugeführt wird, was den Prozess erheblich beschleunigt.
Das Gas beschleunigt die Oxidation des Metalls und erhöht die Temperatur in der Schneidzone, wodurch sich eine leichte Kante bildet. Der gesamte Schneidevorgang erfolgt automatisch nach einem voreingestellten Programm.
Der Laser wird nicht nur zum Schneiden, sondern auch zum Gravieren verwendet. Lasermaschinen werden für die Bearbeitung von rostfreiem Stahl, Aluminium und Metalllegierungen eingesetzt.
Merkmale der Laserbearbeitung
Russland wird mit Laserschneidanlagen und Lasermaschinenzubehör von den führenden Unternehmen der Werkzeugmaschinenindustrie beliefert: Trumpf, Cjmpact Lazer, TST, Rnuth, Mattex, Durma und Mazak.
Die Lasertechnik wird zum Schneiden und Bearbeiten verschiedener Materialien und zum Gravieren von Produkten eingesetzt. Der Einsatz dieser Technologie hat mehrere Vorteile:
- hohe Effizienz des Arbeitsprozesses durch die Geschwindigkeit der Bearbeitung der Werkstücke;
- die Genauigkeit der Verarbeitung von Materialien;
- die Fähigkeit, Aufträge von unterschiedlicher Komplexität auszuführen;
- geringe mechanische Belastung des verarbeiteten Materials;
- der Schneidvorgang mit einer geringen Schnittbreite durchgeführt wird;
- Vollständige Automatisierung der Bearbeitung von Teilen.
Der Einsatz des Laserschneidens ermöglicht es, unterschiedliche Werkstücke zu bearbeiten, indem die Art der Einwirkung auf das Material angepasst wird:
- Metall (Stahl, Aluminium, Legierungen);
- Schaumstoff;
- Holzwerkstoffe (Holz, Furnier, Sperrholz);
- Leder;
- Stoff;
- Gummi;
- Papier.
Für die Bearbeitung verschiedener Materialien werden unterschiedliche Lasertypen eingesetzt. Die Metalle (Kupfer, Silber, Messing) werden mit Ytterbium-Fasergeräten geschnitten, während die weniger dichten Materialien (Plexiglas, Holz) mit StabCO2-Geräten geschnitten werden. CNC-Lasermaschinen ermöglichen das Schneiden von Rohlingen mit sehr hoher Präzision.
Lasertechnik für die Gravur
Ein großer Teil des Marktes für Lasertechnologie besteht aus Graviersystemen, die aus
- ein optisches System, das aus einem Laser, Fokussierlinsen und Spiegeln besteht;
- Übertragungssystem, das Elektromotoren, Führungen, Servomotoren und Stellantriebe umfasst;
- Kühl- und Steuerungssysteme.
Die Lasergravurmaschinen haben eine Leistung von 12-200 W.
Alle Produkte sind in 4 Kategorien unterteilt, die wie folgt klassifiziert werden können
- Tisch-Lasergraviermaschinen, die meist für Kleinstprodukte verwendet werden;
- Universalmaschinen, die zum Gravieren und Schneiden verschiedener Materialien (Plexiglas, Holz usw.) verwendet werden;
- Für die Steingravur werden spezialisierte Maschinen eingesetzt;
- Professionelle Maschinen werden für Hochgeschwindigkeitsschnitte und große Arbeitsvolumen eingesetzt.
Der Preis der Produkte ist je nach Herstellungsland, Unternehmen, Kapazität und Produktivität sehr unterschiedlich. Immer mehr Unternehmen aus China drängen auf den Markt für Laserschneidmaschinen.
Konstruktion von Werkzeugmaschinen
Laserschneidmaschinen bestehen aus den folgenden Teilen und Mechanismen:
- Basis;
- Schneidetisch;
- optischer Kopf;
- Der Kopf und der Mechanismus steuern die Antriebe;
- Laser;
- Schaltkasten;
- Rauchabzugssystem;
- Kühlsystem;
- Gasversorgung.
Die Laseranlage ist mit einem 700-20000 W starken Aggregat ausgestattet und für die Bearbeitung von Werkstücken mit einem Gewicht von bis zu 1 Tonne bei einer Positioniergenauigkeit von ±0,1 mm ausgelegt. Um das Laden der Bleche zu erleichtern, ist die Maschine mit einer ausziehbaren Palette ausgestattet. Der Wechseltisch kann mit zwei Paletten ausgestattet werden.
Strukturell besteht die Maschine aus einer Basis, die mit Einheiten und Mechanismen ausgestattet ist, mit denen das Metall geschnitten wird. Antriebe und spielfreie Untersetzungsgetriebe werden für die Positionierung von Arbeitsmechanismen verwendet, die hauptsächlich im autonomen Modus nach einem Programm mit voreingestellten Koordinaten arbeiten.
Für die Schmierung der Arbeitsmechanismen der Maschine wird ein autonomes Schmiersystem eingesetzt, das während des Arbeitsprozesses in regelmäßigen Abständen aktiviert wird.
Für saubere Luft sorgt ein Rauchabzugssystem, das mit Hilfe von Alarmsensoren selbstständig arbeitet.
Die Maschine ist mit einem System der technologischen Gasversorgung und einem Kühlsystem ausgestattet.
Die Steuerkonsole der Arbeitsprozesse ist mit einem Monitor ausgestattet, der alle Informationen über den Zustand der Arbeitsmechanismen und den Prozess der Metallzerspanung anzeigt.
Schlussfolgerung
Das Laserschneiden von Metall ist ein kompliziertes Verfahren, das mit speziellen Geräten durchgeführt wird. Sie wird vor allem in Industrieunternehmen mit hohem Arbeitsaufkommen eingesetzt.
