Laserschneidmaschinen-Vergleich: Der ultimative Leitfaden

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Datum der Veröffentlichung: Mai 7, 2024

I.Einleitung

In der modernen metallverarbeitenden Fertigung ist die Laserschneidtechnik aufgrund ihrer hohen Qualität, Effizienz und breiten Materialanwendbarkeit ein unverzichtbares Verfahren. Für potenzielle Verbraucher und Unternehmen ist das Verständnis der Qualität, der Merkmale und der Anwendungen von Laserschneidmaschinen in der Metallverarbeitung entscheidend für die Verbesserung der Produktqualität und die Minimierung der Produktionskosten.

Angesichts der überwältigenden Auswahl an Laserschneidgeräten fällt es den Kunden jedoch häufig schwer, das richtige Gerät zu wählen. Die verschiedenen Typen und Marken von Laserschneidmaschinen unterscheiden sich stark in ihren Leistungsparametern und Preisen. Daher ist es für potenzielle Käufer ein Dilemma, die am besten geeignete Maschine auszuwählen, die ihren Anforderungen entspricht.

Ziel dieses Artikels ist es also, den Lesern einen ultimativen Leitfaden für den Vergleich von Laserschneidmaschinen an die Hand zu geben. Ich werde die gängigsten Arten von Laserschneidmaschinen in Bezug auf Schnittgenauigkeit, Schnittgeschwindigkeit, Materialverträglichkeit und Kosteneffizienz vergleichen.

Es ist wichtig zu wissen, ob die Maschinen die Schneidanforderungen erfüllen können, welche Art von Maschinen am effektivsten sind, welche Laserschneider für welches Material geeignet sind und welche Arten von Laserschneidmaschinen bei einer ganzheitlichen Betrachtung von Preisen, Nutzungs- und Wartungskosten am kostengünstigsten sind.

Auf der Grundlage einer eingehenden Analyse der betreffenden Schlüsselfaktoren können Sie die für Sie geeigneten Laserschneidmaschinen finden. Der Leitfaden bietet Ihnen einen gründlichen Vergleich sowie pragmatische und professionelle Ratschläge, um Hindernisse auf dem Weg zur Auswahl von Laserschneidmaschinen zu beseitigen.

Lassen Sie uns gemeinsam den ultimativen Showdown der Laserschneidmaschinen starten!

II. Verständnis der Laserschneidtechnik

Grundlagen des Laserschneidens

Wie funktioniert eine Laserschneidmaschine?

Laserschneidmaschinen verwenden Laserstrahlen mit hoher Leistungsdichte, um die Oberfläche der Materialien, die geschmolzen, verdampft oder verbrannt werden, auf die Zündtemperatur zu bringen. Gleichzeitig werden Hilfsgase verwendet, um die Schmelze abzublasen. Auf diese Weise wird das Schneiden beendet.

Die Verfahren des Laserschneidens umfassen drei Schritte: Erhitzen des Teils, Schmelzen und Schmelzblasen. Die berührungslose, hochpräzise und schnelle Schneidetechnologie findet breite Anwendung in der metall- und nichtmetallverarbeitenden Industrie.

Welches sind die wichtigsten Lasertypen, die in den Schneidmaschinen der Märkte verwendet werden? Der Artikel stellt Ihnen drei Arten von Laserschneidmaschinen vor: CO2-Laserschneidmaschinen, Faserlaserschneidmaschinen und YAG-Festkörperlaserschneidmaschinen.

CO2-Laserschneidmaschinen:

CO2-Laserschneidmaschinen werden hauptsächlich zum Schneiden von Nichtmetallen wie Holz, Kunststoff, Glas und Stoff eingesetzt. Mit einer Wellenlänge von 10,6 Mikrometern eignen sie sich für eine hohe Leistungsabgabe mit einem Energieumwandlungswirkungsgrad von 25% und besitzen daher erhebliche Vorteile beim Schneiden von Nicht-Metallen.

Faserlaserschneidmaschinen:

Faserlaserschneidmaschine

Faserlaserschneidmaschinen sind bekannt für ihre hohe Energieumwandlungseffizienz, ihre geringen Wartungskosten und ihre hochwertigen Laserstrahlen. Mit einer Wellenlänge von 1,06 Mikrometern und einer hohen Absorptionsrate für Metalle sind sie für das Schneiden von Metallen geeignet. Faserlaserschneider eignen sich gut zum Schneiden von rostfreiem Stahl, Kohlenstoffstahl und Aluminiumlegierungen.

YAG-Festkörper-Laserschneidmaschinen:

Als eine der ersten Schneidtechnologien werden YAG-Festkörperlaserschneidmaschinen hauptsächlich zum Schneiden von Metallen eingesetzt. Mit einer Wellenlänge von 1,06 Mikrometern sind YAG-Festkörperlaserschneidmaschinen ähnlich wie Faserlaserschneider.

Die YAG-Festkörperlaserschneidmaschinen werden jedoch aufgrund ihrer Schneidtechnologie in einem relativ engen Bereich eingesetzt und arbeiten mit einer geringeren Effizienz.

Vorteile des Laserschneidens gegenüber herkömmlichen Verfahren

Präzision und Qualität der Schnitte:

Laserschneider ermöglichen einen extrem genauen und hochwertigen Schnitt. Laserstrahlen, die auf einen kleinen Lichtpunkt fokussiert werden, können komplizierte, kleine und empfindliche Muster mit glatten Schnittkanten ohne Grat schneiden, wodurch sich der Bedarf an Nachbearbeitung verringert.

Weniger Abfall und mehr Effizienz:

Dank ihrer hohen Genauigkeit kann die Materialausnutzung optimiert werden, um den Materialabfall zu verringern. Gleichzeitig kann das Laserschneiden mit hoher Geschwindigkeit die Produktivität erheblich steigern, insbesondere bei der Serienfertigung, wodurch der Produktionszyklus stark verkürzt werden kann.

Vielseitigkeit bei der Verarbeitung unterschiedlicher Materialien:

Die Laserschneidtechnik kann nicht nur Metall, sondern auch verschiedene nichtmetallische Werkstoffe wie Kunststoff, Holz und Glas bearbeiten. Dank ihrer Vielseitigkeit kann die Technologie die Anforderungen verschiedener Branchen und Materialien erfüllen und den Anwendungshorizont der Laserschneidtechnik erweitern.

III. wichtige Faktoren, die bei der Auswahl einer Laserschneidmaschine zu berücksichtigen sind

Vergleich und Eignung von Maschinentypen

Die drei Arten von Schneidemaschinen haben ihre eigenen Merkmale hinsichtlich der verwendbaren Materialien, der Prozessleistung und anderer Aspekte.

CO2-Laserschneidmaschinen, die zu den gängigsten und am weitesten verbreiteten Maschinen in der Industrie gehören, sind gut im Schneiden. Mit größerer Macht, führen sie besser in thich Board Material (über 10mm) schneiden.

Faserlaserschneidmaschinen, die Faserlaser verwenden, eignen sich für das Schneiden von Metall, insbesondere für das schnelle und genaue Schneiden von dünnen Blechen (z. B. Materialien mit einer Dicke von 1-8 mm). Obwohl schwächer als CO2-Laser-Schneidemaschinen in Bezug auf Nicht-Metall-Schneiden, sind sie offensichtlich besser bei Schnittgeschwindigkeit und Schnitt Glätte.

Faserlaserschneidmaschine

Die YAG-Festkörperlaserschneidmaschine verwendet einen mit Neodym-Ionen dotierten YAG-Kristall als Arbeitsmaterial mit ähnlichen Ausgangswellenlängen wie Faserlaserschneidmaschinen. Die Strahlqualität von YAG-Laserschneidmaschinen liegt zwischen der von CO2- und Faserlasern, aber ihre Schneidgeschwindigkeit und Genauigkeit sind nicht so gut wie die von Faserlaserschneidmaschinen.

Alles in allem sind CO2-Laserschneider beim Schneiden von Verbundwerkstoffen die klügste Wahl. Sie sind in der Lage, Kohlefaser, Glasfaser und andere verstärkte Verbundwerkstoffe sowie schwer zu bearbeitende Materialien wie Keramikmatrix-Verbundwerkstoffe zu schneiden. Wenn Sie jedoch Wert auf Schnittqualität und Geschwindigkeit legen, sind Faserlaserschneider die erste Wahl.

Schnittgeschwindigkeit und Effizienz

Schneidgeschwindigkeit und Effizienz sind die wichtigsten Indikatoren für die Messung der Produktivität. Im Allgemeinen haben Faserlaserschneidmaschinen die höchste Schneidgeschwindigkeit, gefolgt von YAG-Laserschneidmaschinen, während CO2-Laserschneidmaschinen relativ langsam sind.

Beim Schneiden eines 1 mm dicken Edelstahlblechs beispielsweise können Hochleistungs-Faserlaserschneidmaschinen 60 bis 80 Meter pro Minute, YAG-Laserschneidmaschinen 30 bis 50 Meter pro Minute und CO2-Laserschneidmaschinen 20 bis 30 Meter pro Minute erreichen.

Hohe Geschwindigkeit bedeutet einen kürzeren Bearbeitungszyklus und höhere Produktivität. Bei der Massenproduktion von Metallwerkstücken können Hochgeschwindigkeits-Faserlaserschneidmaschinen die Lieferfrist erheblich verkürzen und die Arbeits- und Maschinenkosten senken. Bei kleinen Produktionsserien oder beim Schneiden von Nicht-Metallen schneiden CO2-Laserschneidanlagen jedoch besser.

Präzision und Qualität des Schnitts

Die Schnittpräzision als Schlüsselindikator für die Leistung einer Laserschneidmaschine entscheidet direkt über die Maßtoleranz und Oberflächenqualität des Werkstücks.

In Bezug auf die Schnittpräzision sind Faserlaserschneider die besten, dann die YAG-Laserschneider und CO2-Laserschneider die letzten, die hauptsächlich durch die Qualität der Laserstrahlen und die Größe der fokussierten Lichtpunkte bestimmt werden.

Die Strahlqualität von Faserlasern nähert sich der Beugungsgrenze, und der fokussierte Punkt kann 10-30μm klein sein, was zu engeren Schlämmen und kleinen Wärmeeinflusszonen mit einer Prozessgenauigkeit von ±0,02 mm führt.

Die Strahlqualität von YAG-Laserschneidmaschinen ist nicht so gut wie die von Faserlaserschneidmaschinen, wobei die Prozessgenauigkeit etwa ±0,05 mm beträgt. Laserstrahlmuster und optische Systeme begrenzen CO2-Laserschneidmaschinen mit einer Prozessgenauigkeit von ±0,1 mm.

Die Ebenheit und Glattheit des Schnitts und die Anzahl der Grate können ebenfalls ein Hinweis auf die Schnittqualität sein. Die Schnittqualität von Faserlaserschneidern und YAG-Laserschneidern ist besser als die von CO2-Laserschneidern, da sie glattere Schnitte und weniger Grate erzeugen.

Obwohl CO2-Laserschneidmaschinen Schnitte mit bestimmten Neigungen und Streifen und mehr Grat erzeugen, spielen sie eine unverzichtbare Rolle beim Schneiden von Nicht-Metallen.

Im Allgemeinen bieten Faserlaserschneider eine höhere Bearbeitungsqualität für präzise Bauteile und hochwertige Dekorationsarbeiten, die hohe Anforderungen an Größe und Aussehen stellen. Für gewöhnliche Werkstücke können YAG- und CO2-Laserschneidmaschinen ebenfalls die grundlegenden Anforderungen an Qualität und Genauigkeit erfüllen.

Daher sollten die Verbraucher die Leistung und die Kosten der Maschinen auf der Grundlage der Produktanforderungen abwägen, um den am besten geeigneten Maschinentyp zu wählen.

Kosten für Betrieb und Wartung

Die Betriebs- und Wartungskosten eines Laserschneiders sind die wichtigsten wirtschaftlichen Faktoren, die ein Anwender berücksichtigen muss. Zu diesen Kosten gehören der Energieverbrauch, die Kosten für Verbrauchsmaterialien sowie die Wartungs- und Servicekosten.

Was den Energieverbrauch betrifft, so verbrauchen CO2-Laserschneider am meisten, gefolgt von YAG-Laserschneidern und Faserlaserschneidern. Im Langzeitbetrieb schneiden Faserlaserschneider am besten ab.

Was die Kosten für Verbrauchsmaterialien angeht, so müssen die optischen Komponenten von CO2-Laserschneidgeräten, einschließlich Lasergas, Fokussierlinsen und Schutzlinsen, regelmäßig ersetzt werden. Bei Faser- und YAG-Laserschneidern hingegen fallen relativ wenig Verbrauchsmaterialien an. Allerdings sind die Anfangsinvestitionen für Faserlaserschneider höher als für die beiden anderen Typen.

Was die Wartung betrifft, so erfordern die relativ komplizierten Strukturen der CO2-Laserschneidmaschinen, dass Fachleute das optische System kalibrieren und das Kühlsystem regelmäßig reinigen und waschen.

All dies ist für YAG- und Faserlaserschneider aufgrund ihrer kompakten Strukturen und geschlossenen Lichtwege einfacher. Allerdings sind die Reparaturkosten von YAG- und Faserlaserschneidern höher als die von CO2-Laserschneidern.

Ausgehend von dem, was ich oben erörtert habe, haben Faserlaserschneider die niedrigsten Betriebskosten, da sie am wenigsten Energie verbrauchen, weniger Verbrauchsmaterialien benötigen und keine Wartung erfordern.

Faserlaserschneidmaschine

Betrachtet man die Maschinenkosten, so haben CO2- und YAG-Laserschneider in der mittleren und kleinen Energieverarbeitungsindustrie einen Vorsprung gegenüber Faserlasern, was die Wirtschaftlichkeit betrifft.

IV. Vor- und Nachteile der einzelnen Laserschneidertypen

Derzeit gibt es drei Haupttypen von Laserschneidmaschinen, darunter CO2-Laserschneider, Faserlaserschneider und YAG-Festkörperlaserschneider. Sie haben ihre eigenen Merkmale, Vor- und Nachteile und erfüllen die Anforderungen für unterschiedliche Prozesse.

Vorteile und Nachteile von CO2-Laserschneidern

CO2-Laserschneidmaschinen verwenden CO2-Laser zum Schneiden mit einer Wellenlänge von 10,6 μm, die sich zum Schneiden von Nichtmetallen wie Holz, Kunststoff, Glas und Papier eignen.

Vorteile:

Breite Anwendung: Sie können die meisten Nichtmetalle mit guter Schneidleistung und glatten Kanten schneiden.

Schnelle Geschwindigkeit: CO2-Laserschneidanlagen können dünne Bleche schnell schneiden.

Hohe Genauigkeit: Sie ermöglichen einen präzisen Schnitt und eignen sich für die Bearbeitung komplizierter Muster.

Benachteiligungen:

Hoher Energieverbrauch: Geringe Licht- und Stromumwandlungseffizienz erfordert einen hohen Energieverbrauch.

Hohe Wartungskosten: Die Wartungskosten von Lasern und optischen Systemen sind hoch.

Ungeeignet zum Schneiden von Metallen: Sie eignen sich nicht zum Schneiden von Metallen, insbesondere von stark reflektierenden Metallen.

Vorteile und Nachteile von Faserlaserschneidern

Faserlaserschneider verwenden Faserlaser mit einer Wellenlänge von 1,06μm, die hauptsächlich zum Schneiden von Metallen eingesetzt werden.

Vorteile:

Hoher Wirkungsgrad und Energieeinsparung: Sie verfügen über einen hohen Wirkungsgrad bei der Umwandlung von Licht in Strom und haben einen niedrigen Energieverbrauch und niedrige Betriebskosten.

Hohe Geschwindigkeit: Sie sind schneller als CO2-Faserlaserschneidmaschinen, insbesondere beim Schneiden von dünnen Blechen.

Geringe Wartungskosten: Sie sind grundsätzlich wartungsfrei und haben eine lange Lebensdauer.

Benachteiligungen:

Begrenzt beim Schneiden dicker Bretter: Sie sind langsamer beim Schneiden relativ dicker Bretter.

Hohe Kosten: Ihre Anfangsinvestitionen sind relativ hoch.

Ungeeignet für das Schneiden von Nicht-Metallen: Ihre Leistung beim Schneiden von Nicht-Metallen ist nicht so gut wie die von CO2-Laserschneidmaschinen.

Vorteile und Nachteile von YAG-Festkörperlaserschneidern

YAG-Laserschneidmaschinen verwenden Festkörperlaser mit einer Wellenlänge von 1,064μm, die sich zum Schneiden von Metallen und einigen nichtmetallischen Werkstoffen eignen.

Vorteile:

Breites Einsatzgebiet: Sie können Metalle und einige nichtmetallische Materialien schneiden

Niedrige Kosten: Im Vergleich zu Faserlaserschneidern kosten YAG-Laserschneider weniger

Einfache Bedienung: Die einfachen Strukturen ermöglichen eine relativ einfache Bedienung und bequeme Wartung.

Benachteiligungen:

Geringe Schneideffizienz: Im Vergleich zu Faserlaserschneidern schneiden YAG-Laserschneider langsamer und weniger effizient.

Hoher Energieverbrauch: Aufgrund der geringen Licht- und Stromumwandlungsrate verbrauchen sie mehr Strom.

Hohe Wartungskosten: Laser und optische Systeme müssen regelmäßig gewartet werden, was die Kosten erhöht.

Im Allgemeinen haben die verschiedenen Arten von Laserschneidmaschinen ihre eigenen Anwendungsbereiche, Vor- und Nachteile. Bei der Auswahl von Laserschneidmaschinen sollten Sie Prozessanforderungen, Materialarten, Kosten und Budgets berücksichtigen, um die am besten geeignete Maschine auszuwählen.

Eine Tabelle zum Vergleich:

Merkmale/ModellFaserlaserschneidmaschineCO2-LaserschneidmaschineYAG-Laserschneidmaschine
Laser-Wellenlänge1,06μm10,6μm1,06μm
Wirkungsgrad der photoelektrischen UmwandlungÜber 30%Über 10%Über 3%
SchnittgeschwindigkeitHoch (4-5 mal so hoch wie bei YAG)MittelNiedrig
InstandhaltungskostenNiedrigHochMittel
Eignung des SchneidstoffsVor allem für metallische Werkstoffe geeignetMetallische und nicht-metallische MaterialienVor allem für metallische Werkstoffe geeignet
SchnittstärkeGeeignet für dünne bis mittelstarke PlattenGeeignet für dicke Platten und nichtmetallische MaterialienGeeignet für dünne Platten
Kosten der NutzungNiedrigHochMittel
SchnittqualitätHoch (glatteres Schneiden, weniger Grate)MittelMittel
Preis der AusrüstungHochMittel bis HochNiedrig
Einfacher BetriebHochMittelMittel
Anwendbare IndustrienBlechverarbeitung, Luft- und Raumfahrt, usw.Werbung, Modellbau, Nicht-Metallverarbeitung usw.Metallverarbeitung, Dekoration, Werbung, etc.

V. Innovationen am Horizont

Die Entwicklung und Innovation von Laserschneidmaschinen spielt eine wesentliche Rolle bei der Verbesserung der Produktivität, der Senkung der Kosten und der Förderung der Fertigung. In dem Maße, wie sich die Laserschneidtechnik weiterentwickelt, werden weitere neue Technologien auftauchen, die die Fertigung tiefgreifend beeinflussen werden.

Zukünftige technologische Fortschritte

Höhere Effizienz und Genauigkeit:

Fortschrittliche Steuerungstechnologien und hochpräzise Bewegungssysteme haben die Bearbeitungsgenauigkeit und Effizienz von Laserschneidern verbessert, so dass sie die Anforderungen der Fertigung besser erfüllen können.

Flexible Produktion:

Durch die Einführung fortschrittlicher, flexibler Fertigungstechnologien ermöglichen die Maschinen eine schnelle Anpassung und eine maßgeschneiderte Produktion, die den persönlichen Anforderungen gerecht wird.

Intelligenter:

Durch die Einführung von fortschrittlichem maschinellem Lernen und Deep Learning können sie adaptive Steuerungs- und intelligente Optimierungsfunktionen für Geräte implementieren, um deren Produktionseffizienz und -stabilität zu verbessern.

Grün und umweltfreundlich:

Effiziente Kühlsysteme und Laser mit geringem Energieverbrauch senken den Energieverbrauch und die Abgasemissionen und ermöglichen eine umweltfreundliche Produktion.

Mögliche Auswirkungen auf die verarbeitende Industrie

Verbesserung der Produktivität:

Präzises Schneiden reduziert den Materialabfall und beschleunigt den Produktionszyklus, so dass die Unternehmen schnell auf den Markt reagieren können.

Senkung der Produktionskosten:

Intelligente und automatische Produktmethoden senken die Arbeits- und Produktkosten.

Personalisierte Produktion:

Die flexible Produktion von Laserschneidmaschinen ermöglicht es der Fertigung, die individuellen Anforderungen des Marktes zu erfüllen.

Förderung der grünen Produktion:

Die umweltfreundliche und umweltschonende Qualität der Laserschneidtechnologie ermöglicht eine grünere und nachhaltigere Zukunft für die Industrie.

VI. Schlussfolgerung

In dem Maße, wie sich die Laserschneidtechnologie weiterentwickelt und ihre Anwendungsmöglichkeiten erweitert, werden auch die Laserschneidmaschinen ihre Rolle in der Fertigung erfüllen. Daher ist es wichtig, die Unterschiede zwischen den drei Maschinentypen zu kennen, um die am besten geeignete Maschine auszuwählen.

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