Laserskärning

Schneidverfahren_158x127_01

Laserskärning görs genom att laserstrålen används för att hetta upp materialet till en sådan temperatur att den smälter eller förgasas.· Kännetecknande för laserskärning är en hög bearbetninghastighet, ibland så hög som tiotals meter per minut. Även toleranserna ligger i topp jämfört med många andra metoder, då noggrannheter mindre än tiondelar inte är ovanliga.

Oftast är laserskärning förknippat med skärning av stål och aliminium men kan användas med fördel på t.ex. glas, plast, keramik och trä.

Förutom flexibilitet gällande material och konturer är skärning med laser kostnadseffektivt. Det krävs minimal omställningstid mellan produkter, kräver sällan efterbearbetning, är en snabb och precis skärmetod som ger minimal brottangivelse.

Laserskärning kan användas för att skära i många olika material samt att skära komplexa och avancerade konturer snabbt. Med laser kan skärning med hög precision och minimala brottangivelser utföras. Värmepåverkan på materialet är så pass liten så oftast krävs ingen efterbearbetning på produkten. Vid laserskärning hettar laserstrålen upp materialet till förångningstemperatur. Ångan och smältan måste tryckas ut från skärspåret för att skärningen ska gå snabbt och skärsnittet skall bli jämnt och fritt från slagg. Detta görs antingen genom att blåsa processgas genom ett smalt munstycke runt strålen vinkelrätt mot skärspåret eller att man låter ångtrycket själv trycka ut smältan.

Det finns tre olika laserskärprocesser.
  • Tryckskärning
  • Flamskärning
  • Förångning

Skärgeometrin, cykeltiden, maskinteknologin och framför allt materialets sammansättning är viktiga parametrar för beslutet om vilken skärmetod och lasertyp man ska använda.

 

Baustahlschneiden_158x127_01
Tryckskärning (Laser Fusion Cutting)

När det gäller skärning av höglegerade stål och aluminium används typiskt en inärt gas som kvävgas (nitrogen) eller argon som skärgas. Den här processen förlitar sig enbart på energin i laserstrålen. Den effekt som krävs är därför högre än den man använder för flamskärning. Med fusionsskärning erhåller man icke-oxiderade skärkanter vilket är speciellt viktigt om man t.ex. ska svetsa ihop materialen efteråt. Idag används denna typ av skärmetod får materialtjocklekar upp till 15 mm.

Både CO2-lasrar och solid-state-lasrar är lämpliga att använda för denna typ av applikation. Då CO2-lasrarna generellt kan fås med högre effekter använder man dessa med fördel när det gäller skärning i tjockare material.

 

Edelstahlschneiden_158x127_01
Flamskärning (Laser Flame Cutting)

För låglegerade stål använder man syrgas (oxygen) som skärgas. I flamskärningsprocessen fås extra energi från den exotermiska reaktionen av materialet då detta hettas upp ovanför antändningstemperaturen. Den energi som då åtgår får denna process är betydligt lägre än vid fusionsskärning. Med denna typ av skärmetod kan materialtjocjlekar upp till 25 mm bearbetas.

Även här är både CO2-lasrar och solid-state-lasrar är lämpliga att använda.

 

Schneiden_Holz_151x105_01
Förångning (Laser Sublimation Cutting)

Med förångningsskärning smälts materialet av laserstrålen tills dess det delvis förångas. Denna metod använder sig inte av en skärgas utan av det ångtryck som uppstår av det förångade materialet vilket kastar ut smältan i laserstrålens riktning. Denna metod kräver betydligt högre energinivåer samtidigt som skärhastigheten blir lägre än för de två andra skärmetoderna.

Eftersom skärdjupet typiskt ligger runt 10 μm måste man skära i samma spår ett flertal gånger. Normalt är det inte ekonomiskt att skära tjocklekar över 1 mm med denna metod.

Här används mest solid-state-lasrar för att skära metaller, keramer eller diamanter och CO2-lasrar för keramer och plaster.Verklig förångningsskärning, dvs där materialet omvandlas direkt från fast form till gas, används för att skära i trä eller PMMA

 

Nyhetsbrev