I. Einleitung
CNC Laserschneidmaschine ist eine moderne Anlage zum Schneiden und Fertigen mittels Laserstrahl. Sie besteht aus Komponenten wie einem Laser, einem CNC-System und einem Schneidkopf, der hochpräzise und hocheffiziente Schnitte an metallischen und nicht-metallischen Materialien durchführen kann.
Das Aufkommen von CNC-Laserschneidmaschinen verbessert den Automatisierungsgrad und die Produktionseffizienz in der Fertigung und Verarbeitung erheblich und ist im Maschinenbau, in der Luft- und Raumfahrt, in der Automobilindustrie, in der Elektronik und in anderen Branchen weit verbreitet.
In diesem Abschnitt werden das Funktionsprinzip, die Typen und die Anwendungen in verschiedenen Branchen von CNC-Laserschneidmaschinen vorgestellt.
Außerdem werden wir über die zukünftigen Trends der CNC-Laserschneidtechnologie sprechen und darüber, wie sie die Innovation und Entwicklung der Fertigungsindustrie und anderer verwandter Branchen vorantreibt.
II. Verständnis von CNC-Laserschneidmaschinen
Definition von CNC-Laserschneiden
Das CNC-Laserschneiden ist eine thermische Bearbeitungstechnologie, bei der ein Laserstrahl mit hoher Leistungsdichte verwendet wird, um das Werkstück unter der Kontrolle des CNC-Systems zu schmelzen, zu verdampfen oder chemisch zu reagieren.
Sie integriert optische, mechanische, elektrische und Computertechnologien und stellt die Entwicklungsrichtung der modernen Fertigungstechnologie dar.
Wie funktionieren CNC-Laserschneidmaschinen?
Der Arbeitsprozess einer CNC-Laserschneidmaschine lässt sich so beschreiben, dass der von Lasern erzeugte Laserstrahl mit hoher Energiedichte über ein optisches System auf die Werkstückoberfläche strahlt, wodurch das Material schnell erhitzt, geschmolzen und verdampft wird.
Gleichzeitig steuert das CNC-System den Schneidkopf, der sich entlang der vorgegebenen Schienen bewegt und schließlich die Schnittmuster auf dem Werkstück erzeugt.
Arten von CNC-Laserschneidmaschinen
Je nach den Unterschieden im Lasertyp und im Bearbeitungsformat können CNC-Laserschneidmaschinen in die folgenden Typen unterteilt werden:
CO2-Laserschneidmaschine: Es verwendet CO2-Gaslaser, ein großes Bearbeitungsformat, geeignet für das Schneiden von Nicht-Metall-Materialien und Teile von Metall-Materialien.
Faserlaserschneidmaschine: Er verwendet einen Faserlaser und hat eine gute Qualität des Laserstrahls, einen kleinen Lichtfleck und eine hohe Schneidpräzision, besonders geeignet zum Schneiden von Metallmaterialien.
Hobelschneidmaschine: Das zu bearbeitende Objekt ist ein flaches Werkstück, wie z.B. Bleche, Platten, etc.
Maschine zum Schneiden von Rohren: besonders geeignet für das Schneiden von runden Rohren, Vierkantrohren und Sonderformrohren.
Vorteile gegenüber herkömmlichen Schneideverfahren
Im Vergleich zu herkömmlichen Schneidverfahren wie Plasmaschneiden und Brennschneiden hat die CNC-Laserschneidmaschine folgende Vorteile:
Hochwertiges SchneidenDie wärmebeeinflusste Zone ist klein, der Schneidspalt ist schmal und die Vertikalität der Schnittfläche ist hoch, ohne Grate und ohne die Notwendigkeit, sekundär zu arbeiten.
Hocheffiziente VerarbeitungDie Schneidgeschwindigkeit ist hoch, und die Effizienz ist um ein Vielfaches höher als bei herkömmlichen Schneidverfahren.
Hohe Präzision: die Positionsgenauigkeit kann unter der Kontrolle des CNC-Systems bis zu ±0,05 mm betragen, was höher ist als beim manuellen Schneiden.
Weitverbreitet einsetzbare Materialien: CNC-Laserschneidmaschine kann sowohl Metall als auch Nicht-Metall-Material schneiden, wie Edelstahl, Kohlenstoffstahl, Aluminiumlegierung, organisches Glas, Holz, etc.
Flexibler Betrieb: Die CNC-Programmierung ermöglicht die direkte Erstellung von Schneidcodes aus CAD-Vorlagen, ist schnell und genau und lässt sich bequem ändern.
Hochautomatische StufeDer Schneidevorgang wird von einem CNC-System gesteuert, das manuelle Eingriffe reduziert und die Produktionseffizienz erhöht.
III. Komponenten von CNC-Laserschneidmaschinen
Laser-Quelle
Die Laserressource ist die Kernkomponente der CNC-Laserschneidmaschine, die zur Erzeugung von Laserstrahlen mit hoher Leistungsdichte verwendet wird. Die gängigen Laser sind CO2- und Faserlaser.
CO2-LaserEr verwendet Co2-Gas als Arbeitsstoff und wird durch Hochspannungsentladung angeregt, die Wellenlänge ist 10,6μm Infrarot-Laser. Es hat größere Macht, geeignet für das Schneiden von nicht-metallischen Materialien und dickeren Metallmaterialien.
FaserlaserEr verwendet eine mit Seltenen Erden dotierte Faser als Verstärkungsmedium und erzeugt einen 1,06μm-Infrarotlaser durch Pumpen einer Halbleiterlaserdiode. Es hat eine gute Qualität Laserstrahlen und hohe Energiedichte, die für das Schneiden von Metallmaterialien geeignet ist.
CNC-Steuerung
Das CNC-System ist das Gehirn der CNC-Laserschneidmaschine, das für die Steuerung aller Maschinenkomponenten und das automatische Schneiden verantwortlich ist. Es besteht hauptsächlich aus einem Computer, einer Bewegungskontrollkarte, einem Treiber, einem Servomotor usw.
Computer: er wird zum Programmieren, Speichern von Verarbeitungsprogrammen, Senden von Steueranweisungen usw. verwendet.
Karte zur Bewegungssteuerung: zur Umwandlung von Computersteuerungsanweisungen in elektrische Signale zur Steuerung der Bewegung von Servomotoren.
Fahrer: Es wird verwendet, um das elektrische Signal der Bewegungskarte zu empfangen und den Servomotor anzutreiben.
Servomotor: Er dient zum Antrieb des Schneidkopfs und der Werkbankbewegung und beendet die Schneidbewegung.
Optisches System
Das optische System wird zur Übertragung und Fokussierung des Laserstrahls verwendet, um die Laserenergie auf einen kleinen Punkt auf der Werkstückoberfläche zu fokussieren und so das Schneiden zu ermöglichen. Es besteht aus einem Reflektor, einem Fokussierspiegel usw.
Reflektor: Er wird verwendet, um die Übertragungsrichtung des Laserstrahls zu ändern und den Laserstrahl zum Schneidkopf zu führen.
FokussierspiegelFokussierungslinse: Sie wird verwendet, um den Laserstrahl auf die Oberfläche des Werkstücks zu fokussieren, wodurch ein Brennpunkt mit hoher Energiedichte entsteht. Die Brennweite der Fokussierlinse bestimmt die Größe des Lichtflecks.
Werkstückhaltesystem
Ein Werkstückhaltesystem wird zur Fixierung und Unterstützung des zu schneidenden Werkstücks verwendet, um die Stabilität des Werkstücks während des Schneidprozesses zu gewährleisten. Die gängigste Art der Fixierung ist die Vakuumadsorption und die mechanische Klemmung.
Vakuum-AdsorptionBei diesem Verfahren werden viele kleine Löcher in die Schneidplattform gebohrt, und das Werkstück wird nach dem Vakuumieren mit Luftdruck fest an die Plattform gepresst. Diese Methode ist für dünne Werkstücke geeignet.
Mechanische KlemmenEs werden verschiedene mechanische Spannvorrichtungen wie Schraubstock, Spannfutter usw. verwendet, die das Werkstück fest auf der Schneidplattform fixieren können. Diese Methode ist für besonders geformte Werkstücke wie Rohre und Profile geeignet.
Auspuffanlage
Das Absaugsystem dient zur Absorption von Rauch und Abgasen, die während des Schneidevorgangs entstehen, um den Schneidebereich sauber zu halten und die Lebensdauer des Benutzers zu verlängern. Sie besteht hauptsächlich aus Lüftern, Filtergeräten usw.
Fan: Er dient dazu, einen Unterdruck zu erzeugen und die Rauch- und Abgase in den Abgaskanal zu leiten.
Geräte zum Filtern: Es wird verwendet, um den eingeatmeten Rauch und die Abgase zu filtern und die Umweltverschmutzung zu reduzieren. Das übliche Filtergerät hat einen hocheffizienten Filter (HEPA), Aktivkohlefilter usw.
Schneidebett
Ein Schneidbett dient zur Fixierung und Unterstützung der Oberfläche des Werkstücks, wobei in der Regel eine Waben- oder Streifenstruktur verwendet wird, um die Kontaktfläche mit dem Werkstück zu verringern, was sich positiv auf die Rauch- und Abgasemissionen auswirkt. Die Größe des Schneidtisches bestimmt die Größe des Bearbeitungsformats.
Hilfsgassystem
Assistenzgas spielt eine wichtige Rolle bei CNC-Laserschnitten und hat hauptsächlich folgende Funktionen:
Schutz der optischen Komponente des Schneidkopfes, um die Verschmutzung durch Spritzer zu vermeiden. Blasen Sie das geschmolzene Material weg und verbessern Sie die Schnittqualität.
Senken Sie die Temperatur der Schneidzone und reduzieren Sie den Erhitzungseffekt. Verhindern Sie die Oxidation der Materialoberfläche und verbessern Sie die Schnittqualität.
Die übliche Verwendung von Hilfsgas umfasst Stickstoff, Sauerstoff, Luft usw. Die Wahl des Gases hängt von der Art des zu schneidenden Materials ab.
IV. Die Bedienung einer CNC-Laserschneidmaschine
Aufstellen der Maschine
Zunächst sollten die zu schneidenden Bleche oder Rohrplatten auf der Werkbank befestigt werden. Dies kann sicherstellen, dass das Material stabil ist und bereitet die grundlegenden Schneidverfahren vor. In den folgenden Schritten öffnen Sie die Maschine und benutzen den Schalter, um die Laserschneidmaschine zu starten. Öffnen Sie gleichzeitig den Abluft-Desodorierer, um die Arbeitsumgebung sauber zu halten.
Laden der Entwurfsdatei
Beginnen Sie mit einer einfachen Designdatei. Laden Sie Ihre Lieblingsdesigndatei herunter, importieren Sie sie in Ihre Designsoftware und bereiten Sie sie für die Laserbearbeitung vor. Je nach Arbeitsanforderung müssen Sie möglicherweise mit Vektordateien, CAD- und 3D-Designdateien und manchmal auch mit Rasterdateien arbeiten.
Einstellen der Schnittparameter
Die richtige Einstellung der Schnittparameter ist der Schlüssel zu einem präzisen Schnitt.
Durchführung des Schneidevorgangs
Nachdem alle vorbereitenden Arbeiten erledigt sind, kann das CNC-System zur Steuerung des Schneidprozesses der Laserschneidmaschine eingesetzt werden.
Diese Schritte umfassen die genaue Bedienung der Maschine, einschließlich, aber nicht beschränkt auf die Wahl des Materials, des Programms und des Schnitts.
Zu beachtende Sicherheitsvorkehrungen
Halten Sie sich beim Betrieb der CNC-Laserschneidmaschine strikt an die Sicherheits-, Betriebs- und Wartungsvorschriften.
Dazu gehören u. a. das sichere Halten von Schneidstoffen, die Anpassung der Geräteparameter an Materialart und -dicke sowie die Schulung der Bediener.
V. Vorteile des CNC-Laserschneidens
| Vorteile | Spezifische Erscheinungsformen |
| Hohe Präzision und gute Schnittqualität | -Der Laserstrahl hat einen kleinen Durchmesser (0,1~0,2mm), hohe Energiedichte nach Fokussierung |
| -Nichtmetallische Materialien: Acryl, Gummi, Kunststoff, Holz, Leder, Papier, usw. | |
| -Glatter und glatter Schnitt, praktisch keine Grate, keine Nachbearbeitung erforderlich | |
| -Hohe Positioniergenauigkeit, bis zu ± 0,05 mm | |
| -kann komplexe und feine Muster wie Zahnräder, Text, Muster usw. verarbeiten | |
| Vielfältig einsetzbare Materialien und hohe Verarbeitungsflexibilität | -Schneiden von Metall und nicht-metallischen Materialien |
| -Metallische Werkstoffe: Kohlenstoffstahl, rostfreier Stahl, Aluminiumlegierung, Kupfer, Titan, usw. | |
| -Anpassung von Laserleistung, Schneidgeschwindigkeit und anderen Parametern an unterschiedliche Materialien und Dicken | |
| -Durch die Anpassung von Laserleistung, Schneidgeschwindigkeit und anderen Parametern können verschiedene Materialien und Dicken angepasst werden | |
| -kann spezielle Bearbeitungen wie Schrägschnitte und unregelmäßige Schnitte durchführen | |
| -Kann entlang jeder Kurve und komplexen Kontur schneiden, mit einem breiten Bearbeitungsbereich | |
| Hohe Produktionseffizienz und Kosteneffizienz | -Schnelle Schnittgeschwindigkeit, im Allgemeinen 1-10m/min, bis zu 100m/min |
| -Kurze Spannzeit, kein Austausch von Werkzeugen und Vorrichtungen erforderlich | |
| -Einsatz von CAD/CAM-Software, einfache und schnelle Programmierung | |
| Hoher Automatisierungsgrad, automatisch gesteuert durch ein CNC-System, reduziert manuelle Eingriffe | |
| -Umfassendes Kosten-Nutzen-Verhältnis besser als bei herkömmlichen Schneidmethoden |
VI. Grenzen und Herausforderungen von CNC-Laserschneidmaschinen
| Beschränkungen und Herausforderungen | Spezifische Leistung | Lösung |
| Grenzwert der Materialstärke | - CO2-Laserschneidmaschine: | -Anwendung anderer Verfahren wie Plasmaschneiden oder Brennschneiden |
| 0,5-25 mm Kohlenstoffstahl | ||
| 0,5-12 mm rostfreier Stahl | ||
| 0,5-6 mm Aluminiumlegierung | ||
| - Faserlaserschneidmaschine: | ||
| 0,5-20 mm Kohlenstoffstahl | ||
| 0,5-10 mm rostfreier Stahl | ||
| 0,5-8 mm Aluminiumlegierung | ||
| - Wenn die Dicke zunimmt, sinken Effizienz und Qualität. | ||
| Probleme mit der Materialverträglichkeit | - Materialien mit hohem Reflexionsgrad (Aluminium, Kupfer, Messing usw.): geringe Schneidleistung, schlechte Schnittqualität. | - Verwendung von speziellem Hilfsgas. - Einstellen der Laserparameter. -Aufbringen einer absorbierenden Beschichtung auf die Materialoberfläche. |
| - Leicht oxidierbare Materialien (Titanlegierungen usw.): neigen zur Bildung von Oxidschichten, die die Schnittqualität beeinträchtigen. | ||
| - Transparente oder halbtransparente Materialien (Acryl, Glas usw.): Der Laserstrahl dringt leicht ein, es ist schwierig, Schnitte zu machen. | ||
| - Faserverstärkte Verbundwerkstoffe (Kohlefaser, Glasfaser usw.): neigen während des Schneidens zu Verformung und Delaminierung, was zu einer schlechten Schnittqualität führt. | ||
| Hoher Wartungsbedarf | - Der Laser hat eine begrenzte Lebensdauer (CO2: 2000-4000 Stunden, Faser: 50.000 Stunden oder mehr). | - Ausgestattet mit professionellem Wartungspersonal - Regelmäßige vorbeugende Wartung durchführen - Rechtzeitiger Austausch von Verschleißteilen |
| - Die Fokussierlinse ist anfällig für Verschmutzung und muss regelmäßig gereinigt und ausgetauscht werden. | ||
| - Die Führungen der Schneidplattform und die Getriebekomponenten müssen regelmäßig geschmiert und kalibriert werden. | ||
| - Das Hilfsgassystem und die Abgasanlage müssen regelmäßig überprüft und gewartet werden. | ||
| Hohe Erstinvestitionskosten | -Der Preis einer Laserschneidmaschine ist hoch (er reicht von mehreren zehntausend bis zu mehreren Millionen RMB). | -Langfristig können hohe Effizienz, hohe Qualität und niedrige Betriebskosten die Anfangsinvestitionen ausgleichen. |
| -Luftkompressor, eine Kühlanlage und ein Abluftsystem erforderlich. | ||
| - Faserverstärkte Verbundwerkstoffe (Kohlefaser, Glasfaser usw.): neigen während des Schneidens zu Verformung und Delaminierung, was zu einer schlechten Schnittqualität führt. |
VII. Schlussfolgerung
Die CNC-Laserschneidmaschine ist eine wichtige Ausrüstung in der modernen Fertigung, mit der die Produktionseffizienz verbessert, die Produktqualität sichergestellt und eine intelligente Fertigung erreicht werden kann.
ADH Werkzeugmaschine können Sie mehr Tipps zur Einführung der Laserschneidmaschine bieten, können Sie Besuchen Sie unsere offizielle Website für Einzelheiten oder Kontakt zu unserem Verkäufer.
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