Können Laserschneider Aluminium schneiden?

I. Einleitung

Die Laserschneidetechnik ist so konzipiert, dass hochenergetische Laserstrahlen zum Schneiden beliebiger Materialien eingesetzt werden. Bei dieser Technologie wird der Laserstrahl über optische und computergesteuerte numerische Systeme (CNC) geführt.

Es verwendet ein Bewegungssteuerungssystem, um die Muster auf den zu schneidenden Materialien auf der Grundlage eines CNC- oder G-Codes zu verfolgen. Mit dem Laserschneiden kann ein hochpräzises Schneiden erreicht werden, und es eignet sich für verschiedene Materialien wie Aluminium.

Aluminium und Aluminiumlegierungen werden aufgrund ihrer herausragenden Eigenschaften wie geringes Gewicht, gute Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit in vielen Bereichen wie Luft- und Raumfahrt, Automobilbau und elektronische Kommunikation eingesetzt.

Laserschneiden von Aluminium ermöglicht die präzise und effiziente Herstellung komplizierter Aluminiumkomponenten.

Allerdings hat Aluminium eine starke Reflexion gegenüber Laserstrahlen und auch eine hohe Wärmeleitfähigkeit, was in gewissem Maße zu Problemen beim Schneiden von Aluminium führt.

Daher ist das Wissen um die Verarbeitbarkeit und die Einschränkungen beim Laserschneiden von Aluminium von größter Bedeutung für die Aluminiumherstellung und -produktion.

Dabei geht es nicht nur um das Verständnis der Techniken, sondern auch um die Kenntnis der Eigenschaften von Aluminiumlegierungen sowie um die Bewältigung der Herausforderungen beim Schneiden.

II. Aluminium als Werkstoff verstehen

Physikalische Eigenschaften von Aluminium

Aluminium ist ein Material, das viele verschiedene physikalische Eigenschaften besitzt. Es ist ein festes, nichtmagnetisches, mattes, silberweißes Metall mit einem leichten Blaustich.

Die Oberfläche von Aluminium ist stark reflektierend und weist eine kubisch-flächenzentrierte Struktur auf, die vor dem Schmelzen stabil ist.

Aluminium hat eine geringe Dichte, ist ungiftig, hat eine hohe Wärmeleitfähigkeit und eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und kann leicht hergestellt, verarbeitet und geformt werden.

Außerdem hat Aluminium eine gute Duktilität und Plastizität, so dass es zu Linien gerissen oder zu dünnen Folien gewalzt werden kann.

Allgemeine Anwendungen von Aluminium in verschiedenen Branchen

Aluminium wird in vielen Bereichen eingesetzt. So kann Aluminium im Baubereich zur Herstellung von Fensterrahmen, Vorhangfassaden, Dächern, Verkleidungen, Strukturelementen und Innenraumkomponenten verwendet werden.

In der Lebensmittel- und Pharmaindustrie werden große Teile von Aluminium für die Verpackung von Lebensmitteln, Arzneimitteln und Getränken verwendet, da es den Geruch der Lebensmittel nicht beeinträchtigt und Feuchtigkeit abhält und abweist.

Warum Aluminium eine beliebte Wahl für Laserschneidprojekte ist

Der Grund, warum Aluminium für Laserschneidprogramme gewählt wird, ist, dass seine weiche und plastische Molekularstruktur den Laser nicht vollständig durchdringen lässt.

Die hohe Wärmeleitfähigkeit bedeutet, dass das Material die Energie des Lasers schnell absorbieren kann, was für saubere Schnitte ohne oder mit minimalen Graten von Vorteil ist.

Trotzdem ist das Laserschneiden von Aluminium nicht einfach, denn es erfordert spezielle Techniken und Geräte, um die hohe Wärmeleitfähigkeit und das optische Reflexionsvermögen des Materials zu bewältigen.

Durch die Verwendung verschiedener Aluminiumsorten (z. B. 6061, 5052, 5083 und 7075) kann die Laserschneidtechnik das Material effizient und bedarfsgerecht bearbeiten.

III. Können Laserschneider Aluminium schneiden?

Faktoren, die die Fähigkeit zum Schneiden von Aluminium mit Lasertechnologie beeinflussen

Laserleistung

Die Laserleistung ist der Schlüsselfaktor für die Schnittdicke und -geschwindigkeit. Je größer die Leistung, desto dicker die Schnittdicke und desto höher die Schnittgeschwindigkeit.

Eine zu hohe Leistung kann jedoch zu einer Vergrößerung der Wärmeeinflusszone führen, was die Schnittqualität beeinträchtigt.

Laser-Typ

Faserlaser und Nd:YAG-Laser eignen sich besser zum Schneiden von Aluminium als Co2-Laser, da ihre Wellenlänge leichter zu absorbieren ist.

Die Qualität des Faserlasers ist hoch, und die Prozesseffizienz ist hoch, was eine ideale Wahl für das Schneiden von Aluminium ist.

Art und Dicke des Aluminiums

Reines Aluminium lässt sich aufgrund seines hohen Reflexionsvermögens nur schwer schneiden, während Aluminiumlegierungen eine bessere Schneidbarkeit aufweisen.

Auch die chemischen Bestandteile und die Dicke der verschiedenen Aluminiumlegierungen können sich auf die Laserschneideigenschaften auswirken. Ein dickes Aluminiumblech benötigt möglicherweise eine höhere Laserleistung und einen höheren Gasdruck.

Der Oberflächenzustand von Aluminium

Die Rauheit, Oxidschichten und Beschichtungen auf der Aluminiumoberfläche können die Absorption und Schneidwirkung des Laserstrahls beeinträchtigen. Wenn die Oberfläche nicht gut behandelt wird, sinkt die Qualität der Schneidseite.

Parameter des Schneidprozesses

Die Optimierung von Prozessparametern wie Schneidgeschwindigkeit, Gasdruck, Lage des Brennpunkts und Düsenhöhe sind für die Qualität des Aluminiumschneidens von entscheidender Bedeutung.

Mit den richtigen Parametern lassen sich eine höhere Schnittleistung und eine bessere Qualität der Schnittfläche erzielen.

Assistenzgas

Hochreiner Stickstoff ist das übliche Hilfsgas für das Aluminiumschneiden, das die Schnitte schützen und die Schmelze entfernen kann.

Ein niedriger Gasdruck verschlechtert die Qualität der Schnitte, und ein höherer Druck führt zu Wirbelströmen auf der Materialoberfläche.

Eigenschaften von Laserschneidanlagen

Die Geräteeigenschaften wie Laserstabilität, Laserstrahlqualität und Kühlsystem haben einen großen Einfluss auf den Schneideffekt.

Laserschneidanlagen mit hohen Eigenschaften können exzellente Schneidfähigkeiten bieten.

Erfahrung des Betreibers

Die Vertrautheit des Bedieners mit dem Gerät, seine Fähigkeit, die Prozessparameter einzustellen, und sein Verständnis für die Eigenschaften des Aluminiums beim Schneiden beeinflussen den endgültigen Schneideffekt.

Dickenbeschränkungen beim Laserschneiden von Aluminium

Die LaserschneidmaschineDie Leistung der Maschine ist der Schlüssel zur Bestimmung der Schnittstärke. Je größer die Leistung, desto dicker ist das Aluminiumblech, das geschnitten werden kann.

500W Faserlaserschneidmaschine kann Aluminiumbleche bis zu einer Dicke von 2 mm schneiden.

1000W Faserlaserschneidmaschine kann das Aluminiumblech bis zu 3 mm dick schneiden.

2000W Faserlaserschneidmaschine kann das Aluminiumblech bis zu 5 mm dick schneiden.

3000W Faserlaserschneidmaschine kann das Aluminiumblech bis zu 8 mm dick schneiden.

6000W Faserlaserschneidmaschine kann das Aluminiumblech bis zu 16 mm dick schneiden.

Die CO2-Laserschneidmaschine mit 5,7 KW Leistung kann industrielles Reinaluminium mit einer maximalen Dicke von 12,7 mm schneiden, und die Schneidgeschwindigkeit kann bis zu 80 cm/min betragen.

Im Allgemeinen liegt die maximale Dicke der Laserschneidmaschine, die das Aluminiumblech schneidet, zwischen 10-20 mm.

Bei Aluminiumblechen mit einer Dicke von mehr als 20 mm wird empfohlen, andere Schneidmethoden zu verwenden.

Auch die Art des Aluminiumblechs wirkt sich auf die Schneideigenschaften aus. Reines Aluminium ist schwieriger zu schneiden als Aluminiumlegierungen.

Die Schnittflächenrauheit von Aluminiumlegierungen mit hohem Legierungselementgehalt ist gering.

Für das Schneiden von Aluminium geeignete Lasertypen

Faserlaser

Der Faserlaser ist einer der am besten geeigneten Laser zum Schneiden von Aluminiumblechen. Seine Wellenlänge beträgt 1,064 Mikrometer und wird vom Aluminiummaterial leichter absorbiert als CO2-Laser.

Die Dichte der Faserlaserleistung ist hoch, und die Punktgröße ist klein, Laserstrahlqualität ist gut, die schnell schneiden kann die komplizierte Aluminiumstruktur schnell. Die Lebensdauer der Faserlaser ist lang, und die Wartungskosten sind niedrig.

Kristall-Laser

Kristalllaser wie Nd:YAG und Nd:YVO4 eignen sich ebenfalls zum Schneiden von Aluminiumblechen. Sie sind den Faserlasern ähnlich und ihre Wellenlänge beträgt 1,064 Mikrometer.

Kristalllaser haben eine hohe Leistung und können Metalle und nichtmetallische Materialien schneiden. Allerdings sind die Pumpdioden von Kristalllasern teuer und haben eine kürzere Lebensdauer als Faserlaser.

CO2-Laser

Ein CO2-Laser ist auch für das Schneiden dickerer Aluminiumbleche geeignet. Seine Wellenlänge beträgt 10,6 Mikrometer, die Ausgangsleistung ist höher und eignet sich zum Schneiden großer Flächen aus dicken Materialien. CO2-Laser mit einer Leistung von 6000 W können zum Beispiel 16 mm dicke Aluminiumbleche schneiden. Allerdings ist das Reflexionsvermögen des Co2-Lasers beim Schneiden von Aluminiumblechen hoch. Um eine Beschädigung der optischen Komponenten zu vermeiden, muss eine Vorrichtung zur "Reflexionsabsorption" am System installiert werden.

Excimer-Laser

Der Excimer-Laser emittiert UV-Licht und hat eine kurze Wellenlänge, die zum Schneiden von Materialien mit hoher Reflexionsrate wie Aluminium, Kupfer usw. verwendet werden kann.

Die wärmebeeinflusste Zone ist klein, und die Fertigungspräzision ist hoch. Allerdings ist die Produktion des Excimer-Lasers teuer, das Gas muss häufig ersetzt werden, und die Betriebskosten sind relativ hoch.

IV. Vorteile des Laserschneidens von Aluminium

Präzision und Genauigkeit beim Schneiden

Das Laserschneiden kann eine extrem hohe Präzision erreichen, was einer seiner größten Vorteile ist. Die Positioniergenauigkeit einer modernen Laserschneidmaschine kann bis zu 0,02 mm betragen, und die Spaltbreite ist kleiner als 0,2 mm. Dank dieser hohen Präzision ist das Laserschneiden in der Lage, komplexe Formen und präzise Größen von Aluminiumteilen herzustellen, die den hohen Anforderungen in der Luft- und Raumfahrt, der Elektronik und anderen Branchen gerecht werden.

Darüber hinaus kann das Laserschneiden wiederholt durchgeführt werden, wodurch das Werkstück auf die gleiche Weise geschnitten werden kann, was die Präzision und Genauigkeit weiter verbessert.

Saubere Kanten und minimaler Materialverschnitt

Wenn der Laser das Aluminium schneidet, wird das geschmolzene Material durch einen Hochgeschwindigkeitsluftstrom weggeblasen, und die Schnitte sind flach und glatt, erzeugen selten Grate und benötigen keine zweite Bearbeitung wie Schleifen oder andere Prozesse. Der Schlitz ist schmal, die Wärmeeinflusszone klein und die Materialausnutzung hoch. Im Vergleich zum herkömmlichen mechanischen Schneiden kann das Laserschneiden den Materialabfall erheblich reduzieren und Kosten sparen.

Vielseitigkeit bei der Erstellung komplizierter Designs

Das Laserschneiden erfolgt berührungslos, und der Laserkopf kann sich flexibel bewegen und beliebig komplexe Muster schneiden.

Über die Programmiersteuerung können Laserschneidmaschinen schnell und konstant verschiedene Formen von Werkstücken schneiden, wie z. B. dekorative Aluminiumteile für Automobile und elektronische Produkte usw., die eine große Designfreiheit bieten. Die Flexibilität des Laserschneidens macht es auch zur idealen Wahl für die Herstellung kundenspezifischer Projekte.

V. Beschränkungen beim Laserschneiden von Aluminium

Wärmebeeinflusste Zonen und mögliche Verformung

Die Wärmeeinflusszone entsteht beim Laserschneiden in der Umgebung der Schnitte. Das Material erfährt in diesem Bereich Veränderungen in seiner Organisationsstruktur und seinen Eigenschaften.

Aluminium hat eine gute Wärmeleitfähigkeit, und die Wärmeeinflusszone ist relativ groß, was besonders beim Schneiden dicker Bleche auffällt.

Ein zu großer Wärmeeintrag kann zu einer Verformung des Aluminiums führen und die Präzision des Bauteils beeinträchtigen. Daher ist es notwendig, die Laserleistung und die Schneidgeschwindigkeit vernünftig zu steuern, um den Einfluss der Wärmeeinflusszone zu verringern.

Probleme mit der Oberflächenqualität

Obwohl beim Laserschneiden von Aluminium relativ glatte Schnitte erzielt werden können, gibt es unter bestimmten Umständen immer noch Oberflächenprobleme.

Die Schnittfläche kann Defekte wie Schlieren, Rauheit und Schlackenanhaftungen aufweisen, insbesondere beim Schneiden dicker Aluminiumplatten oder stark reflektierender Aluminiumlegierungen.

Diese Defekte beeinträchtigen das Aussehen der Bauteile und die Gebrauchseigenschaften. Die Parameter des Schneidprozesses müssen optimiert werden. Und die Schnitte müssen wie Polieren, Entgraten usw. behandelt werden.

Dickenbeschränkungen für effizientes Schneiden

Das Laserschneiden kann in gewissem Maße durch die Dicke des Aluminiums eingeschränkt sein. Im Allgemeinen kann eine Hochleistungs-Laserschneidmaschine Aluminiumbleche mit einer Dicke von mehr als 10 mm schneiden, aber die Effizienz und Qualität des Schneidens nimmt ab.

Bei Aluminiumblechen mit einer Dicke von mehr als 20 mm ist es schwierig, mit dem Laser eine zufriedenstellende Schnittqualität zu erzielen, und es sind wahrscheinlich andere Schneidverfahren erforderlich. Außerdem wirkt sich auch die Art des Aluminiums auf die Schnittstärke aus.

Reines Aluminium hat ein hohes Reflexionsvermögen, das schwer zu schneiden ist, und Aluminium mit hohem Siliziumgehalt begrenzt aufgrund seines niedrigen Schmelzpunkts die Dicke, die geschnitten werden kann.

VI. Anwendungen von lasergeschnittenem Aluminium

Beispiele für Branchen, die lasergeschnittene Aluminiumteile verwenden

Die Anwendung von lasergeschnittenem Aluminium ist in verschiedenen Branchen weit verbreitet, darunter Luft- und Raumfahrt, Automobilbau, elektronische Geräte, Beschilderung und Bauwesen.

Diese Technologie bietet ein präzises und hocheffizientes Verfahren zum Schneiden von Aluminium und gewährleistet eine gleichbleibende Schnittqualität.

Kreative Gestaltungsmöglichkeiten mit lasergeschnittenen Aluminiumprodukten

Die kreativen Gestaltungsmöglichkeiten von lasergeschnittenem Aluminium sind groß. Die Technologie des Laserschneidens lässt den Bereich der Metallherstellung komplex und kunstvoll erscheinen.

Außerdem ist die Auswahl an Oberflächenbehandlungsoptionen beim Laserschneiden, die das Blech dekorieren, vielfältig, so dass Designer und Architekten ihre kreativen Entwürfe verwirklichen können, und auch diese Entwürfe haben Bestand.

Dies zeigt, dass Laserschnitte nicht nur auf die Herstellung funktionaler Komponenten beschränkt sind, sondern auch Kunstwerke mit ästhetischem Wert schaffen.

Umweltvorteile beim Laserschneiden von Aluminium

Die Vorteile des lasergeschnittenen Aluminiums liegen darin, dass kein Verbrennungs- oder chemischer Prozess erforderlich ist, wodurch die Emission schädlicher Schadstoffe offensichtlich verringert wird.

Im Vergleich zu herkömmlichen Schneidemaschinen sind die modernen Verwendung von Laserschneidmaschinen weniger Strom, was den Energieverbrauch senkt.

Außerdem verursacht das Laserschneiden keine zusätzlichen Umweltkosten und Probleme im Zusammenhang mit dem chemischen Ätzverfahren.

Diese Eigenschaften machen das Laserschneiden zu einem umweltfreundlichen Metallbearbeitungsverfahren.

VII. Schlussfolgerung

Kurz gefasst geht es um die Bedeutung der Bearbeitung von Aluminiumblechen, die Faktoren, die die Eigenschaften von Aluminiumblechen beim Laserschneiden beeinflussen, die Eigenschaften und Anwendungsbereiche der verschiedenen Arten von Lasern, die Aluminium schneiden, usw.

ADH Machine Tool ist ein professioneller Hersteller von Laserschneidmaschinen, die Ihnen helfen können, die Produktionseffizienz zu steigern, das Design zu optimieren und die Qualität von Aluminiumprodukten zu verbessern. Sie können Besuchen Sie unsere offizielle Website für Einzelheiten oder konsultieren Sie unser Verkaufspersonal.