Lasersnijden van aluminium is een krachtige productiemogelijkheid, maar vereist zeer gespecialiseerde technieken vanwege de hoge reflectiviteit en uitzonderlijke thermische geleidbaarheid van het materiaal. Deze eigenschappen vereisen een nauwkeurige parametercontrole en de juiste hardware-opstelling om schone, braamvrije sneden te bereiken.
Deze gedetailleerde handleiding beschrijft zeven cruciale stappen voor het maximaliseren van de snijkwaliteit en -efficiëntie bij het werken met aluminium.
De basis van een succesvolle snede ligt in de CAD (Computer-Aided Design) fase. Zorgvuldige voorbereiding minimaliseert materiaalverspilling en zorgt voor de uiteindelijke nauwkeurigheid van het onderdeel.
|
Overweging |
Detail |
Impact |
|---|---|---|
|
Materiaaldikte |
Dikte bepaalt direct het laservermogen en het aantal benodigde passes. |
Heeft invloed op de cyclustijd en slijtage van de machine. |
|
Snijvoegcompensatie |
Houd rekening met de snijvoeg (materiaal verwijderd door de snede) in uw ontwerpverschuivingen om de maattolerantie te behouden. |
Zorgt voor een nauwkeurige uiteindelijke afmeting van het onderdeel. |
|
Minimale afmeting van kenmerken |
Zorg ervoor dat interne kenmerken (gaten, sleuven) groot genoeg zijn ten opzichte van de snijvoegbreedte om oververhitting en vervorming te voorkomen. |
Kritiek voor structurele integriteit en het voorkomen van bramen. |
|
Nesting-optimalisatie |
Rangschik onderdelen efficiënt op de plaat om het materiaalgebruik te maximaliseren en afval te minimaliseren. |
Vermindert materiaalkosten. |
|
Bestandsvoorbereiding |
Gebruik industriestandaardformaten zoals DXF of DWG en zorg ervoor dat alle lijnen gesloten polylijnen zijn. |
Voorkomt leesfouten tijdens het laden van de machine. |
De eigenschappen van aluminium dicteren het verplichte gebruik van gespecialiseerde lasertechnologie.
-
Vezellasersnijder: Deze technologie is vereist voor aluminium. Vezellasers leveren een bundel met een kortere golflengte (meestal 1,06 µm) die aluminium veel efficiënter absorbeert dan de langere golflengte (10,6 µm) van de CO2-laser. Dit vermindert de belangrijkste uitdaging van reflectiviteit.
-
Veelvoorkomende legeringen: 6061 (algemeen gebruik, hoge sterkte, goede lasbaarheid) en 5052 (superieure corrosiebestendigheid en vormbaarheid).
-
Dikte: Dunner aluminium (tot 3-4 mm) is zeer beheersbaar. Dikkere platen vereisen aanzienlijk meer vermogen en lagere snelheden.
Nauwkeurige mechanische instelling is van cruciaal belang voor het beheer van het intensieve thermische proces.
-
Focuslens: Selecteer een lens met de juiste brandpuntsafstand om maximale energie op het materiaaloppervlak te concentreren.
-
Positie van de nozzle: De afstand (afstand tussen de nozzle-tip en het materiaal) moet nauwkeurig worden ingesteld (meestal 0,5–1 mm) om een efficiënte uitstoting van gesmolten materiaal te garanderen.
-
Hulpgassysteem (stikstof): Stikstof is het universeel geprefereerde hulpgas voor aluminium, gebruikt bij hoge druk. Het dient twee cruciale functies:
- Uitstoting: Het blaast het gesmolten aluminium onmiddellijk uit de snijvoeg, waardoor wordt voorkomen dat het reflecterende smeltbad de straal verstoort.
- Niet-oxidatie: Het zorgt voor een inerte atmosfeer, wat resulteert in een schone, heldere en oxidatievrije snijkant.
Succesvol lasersnijden van aluminium wordt bereikt door de energie-invoer te optimaliseren om reflectiviteit te overwinnen en de snelheid om warmteopbouw te beheersen.
|
Parameter |
Optimalisatiestrategie |
Technische reden |
|---|---|---|
|
Laservermogen |
Gebruik hoog vermogen om snel een smeltbad te creëren en te behouden. |
Hoog initieel vermogen is nodig om de oppervlakreflectie te overwinnen. |
|
Snijsnelheid |
Houd een specifiek snelheidsvenster aan: snel genoeg om de warmte-beïnvloede zone (HAZ) te beperken, maar langzaam genoeg om penetratie te garanderen. |
Te langzaam leidt tot overmatig smelten/verbranden; te snel veroorzaakt onvolledige sneden. |
|
Positie brandpunt |
Voor dikker aluminium verbetert een lichte sub-oppervlaktefocus (-1 tot -2 mm) de snijpenetratie en de verwijdering van slakken. |
Deze techniek verbreedt de straalvlek op het materiaaloppervlak en concentreert tegelijkertijd maximale energie iets lager. |
|
Pulsfrequentie |
Voor vezellasers met een hoog wattage is het gebruik van een Pulsmodus vaak voordelig, omdat deze hoge piekvermogensstoten levert. |
Hoog piekvermogen helpt om door de initiële reflecterende oppervlaktelaag te breken en zorgt voor een diepere penetratie. |
Ga nooit over tot een volledige run zonder parameters te valideren op een reststuk van hetzelfde batchmateriaal.
-
Voer voorbeeld uit: Voer een kleine, complexe geometrische vorm of patroon uit op een reststuk.
-
Onderzoek kwaliteit: Inspecteer de snede op belangrijke kwaliteitsindicatoren:
-
Aanpassen: Pas parameters iteratief aan op basis van waarnemingen. Als er slakken optreden, verhoog dan de gasdruk of snelheid iets. Als de snede onvolledig is, verlaag dan de snelheid of verhoog het vermogen iets.
Zodra de parameters zijn bevestigd, zet u het materiaal vast en voert u het programma uit.
-
Continue monitoring: Loop niet weg. Bewaak de snijkop en de snijvoegopening constant. Zoek naar inconsistente ontsteking, sputteren of materiaalvervorming als gevolg van warmteopbouw.
-
Vervormingsvermindering: Voor grote, dunne onderdelen kan de warmte van lange sneden vervorming veroorzaken. Gebruik indien mogelijk micro-verbindingen of lipjes in het ontwerp om het onderdeel te stabiliseren tot na de bewerking.
Zelfs de beste lasersnede vereist vaak kleine afwerking om een perfect onderdeel te bereiken.
-
Ontbramen: Verwijder voorzichtig eventuele kleine slakken of bramen die op de randen zijn achtergebleven met roterende gereedschappen, trilafwerking of handmatige vijlen.
-
Reiniging: Gebruik geschikte oplosmiddelen om procesresten, oliën of eventuele oppervlakteoxidatie veroorzaakt door het thermische proces te verwijderen.
-
Eindinspectie: Controleer of alle afmetingen voldoen aan de vereiste toleranties met behulp van precisie meetgereedschappen zoals schuifmaten en micrometers.
-
Afwerking: Breng gewenste cosmetische of beschermende afwerkingen aan, zoals anodiseren (meest voorkomend voor aluminium) of poedercoaten.
Dit geoptimaliseerde proces benadrukt de noodzaak van een vezellaser, de cruciale rol van hogedrukstikstof en zorgvuldige parameteriteratie - de echte onderscheidende factoren bij het succesvol snijden van aluminium.