Einführung
Gepulste Nanosekunden-Faserlaser werden normalerweise zum Lasermarkieren verwendet. Da die Kosten für gepulste Nanosekunden-Faserlaser jedoch gering, kompakt, zuverlässig und nicht häufig gewartet werden müssen, eignet sie sich auch sehr gut zum Verdampfungsschneiden. Durch die Verwendung von Designs wie MOPA (Master Amplifier Power Amplifier), die den Seed-Laser direkt modulieren, können kurze Impulse und eine relativ hohe Spitzenleistung erzielt werden. Diese Technologien haben den Laser zu einem effektiven Verarbeitungswerkzeug zum Schneiden von Metallen gemacht.
Alternativ zu einem Dauerstrichschneider kann ein gepulster Faserlaser im Mehrfachdurchlauf-Verdampfungsschneidverfahren eingesetzt werden. Das Überwachungsgerät steuert den Laser so, dass er durch die Schnittlinie hin und her läuft, wobei jeweils nur eine kleine Menge Metall entfernt wird, ohne dass Düsen und Unterstützung erforderlich sind. Gas. Diese Technologie bietet eine flexible, präzise und vernünftige Lösung. Und dieses Gerät ist im Grunde ein einfaches Laserbeschriftungssystem.
Diese Schneidtechnologie kann auf eine Vielzahl von Materialien angewendet werden, von Nichteisenmetallen und Nichteisenmetallen bis hin zu Keramiken, Polymermaterialien und sogar kohlenstoffhaltigen Verbundwerkstoffen. Die Schnittgeschwindigkeit kann leicht geändert werden. Bei dünnen Metallplatten kann sie weniger als 10 mm / min betragen. Bei dicken Materialien kann die Schnittgeschwindigkeit größer als 1 mm / min sein. Beim Schneiden von dickem Metall müssen spezielle Techniken wie Schnittlinienkompensation oder Balkenschwingen verwendet werden, um die Schnittbreite effektiv zu vergrößern. Diese Geschwindigkeiten mögen im Vergleich zum herkömmlichen Laserschneiden langsam sein, aber für viele Anwendungen sind die geringen Kosten und die Flexibilität von gepulsten Nanosekunden-Faserlasern sehr attraktiv.
Experimentelle Ergebnisse zeigen, dass alle SM / HS / HM-Modelle von SPI-Lasern ein effektives Schneiden erzielen können, die Schnitteigenschaften jeder Maschine jedoch geringfügig voneinander abweichen, was mit der Materialauswahl und der erforderlichen Leistung zusammenhängt. Am Beispiel der schmalen Spaltbreite ist ein SM-Laser mit einem hochwertigen Strahl und einem kleinen Fleck am besten geeignet. Bei dickeren Materialien ist der HM-Typ mit einer höheren Spitzenleistung und einem größeren Fleck besser.
Aluminiummaterial
Reines Aluminium und Aluminiumlegierungen sind weit verbreitet, und einige kleine und komplexe Teile können aus dickeren Materialien geschnitten werden. (Abbildung 1) Die fertige Oberfläche hat keine große Wirkung wie das Zeichnen, und das polierte Teil kann auch sehr gut geschnitten werden. Teile mit einer Dicke von bis zu 2 mm können so geschnitten und geformt werden, die Geschwindigkeit ist jedoch langsamer.
Bild 1 Zu den Schnittmustern gehören: 1. 2 mm Aluminiumblech, 0. 2 mm Zinnstahlblech 0. 5 mm und 2 mm poliertes Aluminium.
Rostfreier Stahl
Edelstahl ist ein sehr weit verbreitetes Material. Insbesondere in der medizinischen Industrie sind die Anforderungen an die Schnittgenauigkeit sehr hoch. Für Materialien mit einer Dicke von 0 5 mm 304 kann ein einfaches Scansystem verwendet werden, um eine Schnittgeschwindigkeit von mehr als 20 mm / min zu erreichen und gleichzeitig eine gute Schnittqualität zu erzielen. Bei Verwendung eines 40 W HM-Lasers, der mit einem festen Schneidkopf und koaxialem Hilfsgas ausgestattet ist, beträgt die Schnittgeschwindigkeit jedoch 20 0μm Edelstahl kann mehr als 1 erreichen. 5 m / min! (Bild 2)
Bild 2 Verarbeitung von 200 um dickem Edelstahlblech mit 40 W HM-Geschwindigkeit
1. 5 m / min
Titanmaterial
Dünne Titanplatten sind leicht zu schneiden. Bei technischen Anwendungen muss darauf geachtet werden, dass die Kantenoxidation die Qualität der Schnittkanten nicht beeinträchtigt. Für Anwendungen mit weniger anspruchsvollen technischen Funktionen wie dekorativem Schmuck ist dieses Verfahren jedoch ideal und kann mit einer Farbmarkierung kombiniert werden.
Bild 3 Titan-Bastelschmuck 300 um dick, mit 20 W HS-Laserschneidgeschwindigkeit 1-2 mm / s
Hochreflektierendes Material
Kupfer, Messing, Silber und Gold weisen alle ein extrem hohes Reflexionsvermögen und eine hohe elektrische Leitfähigkeit auf, weshalb diese Materialien oft als sehr schwer zu schneiden angesehen werden. Zum Starten des Schneidprozesses ist eine hohe Leistungsdichte erforderlich, mit Nanosekundenfaserlasern ist das Schneiden jedoch einfach.
Messing wird allgemein als schwieriges Material für das Laserschneiden angesehen und wird häufig als experimentelles Material vor dem Schneiden von Gold verwendet, um Schnittparameter zu testen und zu untersuchen. Solange eine ausreichende Spitzenleistung vorhanden ist, können Materialien, die ziemlich dick oder sogar bis zu 1 mm sind, mit einem 20 W HS-Laser geschnitten werden, und die Qualität ist sehr gut. Wenn ein 40 W HM-Laser verwendet wird, kann die maximale Dicke, die verarbeitet werden kann, 2 mm erreichen. (Bild 4)
Bild 4 ist 0. 8 mm dickes Messingzahnrad, das von einem 20 W-Laser verarbeitet wird, dauert 7 Minuten
Viele technische Anwendungen erfordern das Schneiden von Kupfer, insbesondere im elektrischen und elektronischen Bereich, insbesondere bei Blechen. Obwohl das Material ein hohes Reflexionsvermögen und eine hohe Leitfähigkeit aufweist, ist die Schnittgenauigkeit aufgrund der in das Metall eingekoppelten hohen Spitzenleistung sehr hoch und es sind keine Grate vorhanden (Abbildung 5). Eine aufkommende Anwendung ist das Kupferschneiden von Niederschlagsspuren auf Leiterplatten, da bestimmte Anforderungen für das Schneiden von Leiterbahnen auf Leiterplatten bestehen.
Bild 5 Kupferblechschneiden mit einem 20 W-Faserlaser
Zum Beispiel können wir Edelmetalle wie Silber und Gold mit einem Pulslaser schneiden, da diese Technologie sehr komplexe Formen vervollständigen kann und die Materialverschwendungsrate sehr niedrig ist, was zweifellos für Juweliere sehr attraktiv ist. Das Bild unten ist eine sehr schöne Silberplatte von guter Qualität mit einem Durchmesser von 20 mm. Es wurde mit einem 20 W HS-Laser geschnitten. (Bild 6)
Fazit
Gepulste Nanosekunden-Faserlaser eignen sich sehr gut zum Verdunstungsschneiden. Die obigen Beispiele zeigen, dass viele Metalle mit Lasern geschnitten werden können, was auch zeigt, dass solche Laser vielseitig sind.