Lasersnijden is een thermisch proces met veel toepassingen in de wereld van industriële productie. Lasersnijmachines kunnen snel metaalplaten graveren en snijden, zelfs in de meest complexe vormen, en bieden een hoogwaardige afwerking.
In dit wiki-artikel gaan we in op het lasersnijproces, de technieken en de hulpgassen, waaronder stikstof, zuurstof, en perslucht, om u te helpen begrijpen hoe het werkt en wat de voordelen zijn.
Lasersnijden is een proces waarbij gebruik wordt gemaakt van een laser met hoog vermogen, die door middel van optica wordt geleid door CNC (computer numerical control). Dit proces wordt breed toegepast in verschillende branches, waaronder de auto-industrie, de lucht- en ruimtevaartsector, de elektronica-industrie en de medische sector voor het snijden van materialen zoals metalen, kunststoffen, keramiek, hout, stof en papier.
Bij lasersnijden wordt een gefocuste laserstraal gebruikt om materiaal in een lokaal gebied te smelten met behulp van een coaxiale gasstraal, om een kerf te creëren. Het gas heeft geen invloed op de laserstraal, maar kan materialen effectief verbranden, smelten of verdampen, en eventueel achtergebleven vuil weggeblazen, waardoor een hoogwaardige afgewerkte rand wordt gegarandeerd.
Lasersnijden kan ook worden gebruikt voor lassen en etsen. De drie belangrijkste technieken voor lasersnijden zijn CO₂-laser, neodymium (Nd) en neodymium-gedoteerde yttrium-aluminium-granaatlasers (Nd:YAG-lasers). Het type laser dat wordt gebruikt, kan de prestaties van de laser beïnvloeden. De voordelen van lasersnijden zijn onder meer precisie, nauwkeurigheid, minder verontreiniging en eenvoudigere werkstukbevestiging. Met name vezellasers staan bekend om hun superieure precisiesnijmogelijkheden. Een van de belangrijkste voordelen van vezellasers is hun vermogen om consistente straalkwaliteit te leveren over lange afstanden, waardoor uniform snijden mogelijk is bij verschillende materialen en diktes. Deze consistentie draagt bij aan een superieure randkwaliteit en minimaliseert de behoefte aan nabewerking.
Lasersnijmachines werken door een laserstraal met hoog vermogen door een optisch systeem naar het te snijden materiaal te leiden. De laserstraal wordt door een lens gefocust en op het materiaal geprojecteerd, waarbij dit door de snelle temperatuurstijging zeer lokaal smelt of verdampt. Het materiaal wordt vervolgens verwijderd door een coaxiale gasstraal, die het gesmolten materiaal wegblaast en een kerf creëert. De gasstraal helpt ook om het materiaal te koelen en te voorkomen dat het kromtrekt of vervormt. De lasersnijmachine wordt aangestuurd door een CNC-systeem (computer numerical control), dat precisie en nauwkeurigheid biedt tijdens het snijproces.
Hulpgassen worden gebruikt bij lasersnijden om de kwaliteit en efficiëntie van het snijproces te verbeteren. Het hulpgas helpt het gesmolten materiaal weg te blazen en voorkomt dat het stolt op het oppervlak van het materiaal. Het helpt ook om het materiaal te koelen en te voorkomen dat het kromtrekt of vervormt. De meest gebruikte hulpgassen bij lasersnijden zijn stikstof, zuurstof en perslucht.
Stikstof is het meest gebruikte hulpgas bij lasersnijden, dankzij zijn inerte eigenschappen. Het wordt gebruikt om hoogwaardige prestaties van de laser te garanderen, met name wanneer een hoogwaardige snede vereist is. De aanwezigheid van stikstof elimineert zuurstof en voorkomt zo dat deze reageert met het hete metaal, wat resulteert in een perfecte, glanzende snede zonder invloed op de kleur van het materiaal (dit is afhankelijk van de zuiverheid van de gebruikte stikstof). Doordat stikstofgas inert is, voorkomt het dat de snijrand oxideert, door de laser in een zuurstofvrije omgeving te laten werken. Stikstof is biedt ook lagere kosten, een hogere snijsnelheid, een hogere productiviteit, betere controle, de hoogste efficiëntie, stikstof on demand en een plug-and-play-oplossing.
Zuurstof wordt gebruikt bij lasersnijden om materialen te snijden die moeilijk te snijden zijn met andere methoden. Zuurstof is een zeer reactief gas en veroorzaakt een exotherme reactie die leidt tot een vermenigvuldiging van het vermogen van de laserstraal, waardoor dikkere materialen kunnen worden gesneden. Zuurstof reageert met het materiaal dat wordt gesneden, waardoor een chemische reactie ontstaat die helpt bij het doen smelten en verdampen van het materiaal. Afhankelijk van het materiaal wordt zuurstof ook gebruikt om de snijsnelheid te verhogen en de kosten van het snijproces te verlagen. Zuurstof kan echter oxidatie veroorzaken, waardoor zich een koolstoflaag op de snijrand kan vormen, wat leidt tot een slechte afwerking van het product en problemen met de hechting van elke coating of lak die op het geoxideerde oppervlak wordt aangebracht. Vanwege de hoge reactiviteit van zuurstof kunnen er geen zeer dunne plakken worden verkregen.
Perslucht kan ook worden gebruikt als hulpgas bij lasersnijden en kan sneller en kosteneffectiever zijn voor lasersnijden. Het is echter niet mogelijk om onderdelen met zeer schone sneden te verkrijgen, aangezien lucht 21% zuurstof bevat (gewoonlijk moeten deze onderdelen vóór het volgende proces worden ontbraamd, wat extra arbeid vereist). Deze sneden zijn geschikt voor onderdelen die later worden gelakt of gelast, en waarvan de kleur van de snijkant daardoor niet van belang is.
De zuiverheid van het hulpgas is afhankelijk van de vereisten van de klant voor het eindproduct, maar we moeten rekening houden met het volgende:
Onthoud dat de kosten aanzienlijk lager worden als de zuiverheid van de stikstof wordt verminderd.
Ja, het is haalbaar om uw eigen hulpgas, zoals stikstof, te genereren op de locatie van de installatie. Door het integreren van een hogedrukgasgeneratiesysteem in de faciliteit, kunnen bedrijven zorgen voor een continue gastoevoer, 24 uur per dag, 7 dagen per week. Deze aanpak verlaagt niet alleen de bedrijfskosten, maar biedt ook volledige controle over het gasverbruik. Bovendien kunnen bedrijven door het wegnemen van de noodzaak van transport per vrachtwagen hun CO2-uitstoot aanzienlijk verlagen, wat bijdraagt aan milieuduurzaamheid.
Stikstofgeneratoren zijn essentieel voor het optimaliseren van lasersnijwerkzaamheden en bieden een reeks praktische voordelen. Er zijn twee soorten stikstofgeneratoren: membraan- en PSA-stikstofgeneratoren (Pressure Swing Adsorption), waardoor een zeer hoge zuiverheidsgraad kan worden bereikt.
Bedrijven die stikstof gebruiken voor lasersnijden kunnen de kosten aanzienlijk verlagen door hun eigen stikstoftoevoer te genereren, waardoor geen externe aankoop meer nodig is. Deze productie in eigen beheer zorgt ook voor een betere controle over de stikstofzuiverheid, waardoor een consistente kwaliteit wordt gegarandeerd zonder afhankelijkheid van externe leveranciers.
Bovendien levert stikstofproductie op locatie een bijdrage aan de milieuduurzaamheid van het bedrijf door de transportemissies te verminderen en de afhankelijkheid van traditionele stikstofproductiemethoden tot een minimum te beperken. Over het algemeen is het gebruik van stikstofgeneratoren een pragmatische keuze voor bedrijven die de efficiëntie en milieuverantwoordelijkheid bij lasersnijprocessen willen verbeteren.
Lasersnijmachines vertrouwen vaak op perslucht of gassen voor verschillende functies, waaronder het voeden van de laser zelf. Hogedrukcompressoren en boosters leveren de benodigde perslucht of hulpgassen, zoals stikstof, voor het lasersnijproces. Ze zorgen voor een consistente en betrouwbare voedingsbron voor de laser, wat bijdraagt aan stabiel en nauwkeurig snijden. Hogedrukcompressoren worden gebruikt om gassen zoals stikstof of zuurstof te comprimeren voor lasersnijden. Het onder druk zetten van hulpgassen verbetert het lasersnijproces en vergemakkelijkt de toevoer van gassen onder hoge druk naar de snijkop voor optimale prestaties.
Lasersnijsystemen omvatten vaak hogedrukcompressoren of boosters als onderdeel van een geïntegreerde oplossing voor een gestroomlijnde en efficiënte configuratie voor lasersnijtoepassingen. Het integreren van hogedrukcompressoren in lasersnijsystemen biedt een totaaloplossing voor uw industriële behoeften.
Atlas Copco heeft een breed assortiment betrouwbare gasgeneratoren voor op locatie, voor de productie van gas onder hoge druk met hoge zuiverheid, om te voorzien in al uw stikstof- en zuurstofbehoeften voor lasersnijden.
Neem vandaag nog contact met ons op als u vragen hebt of meer wilt weten over lasersnijden en onze stikstof- en hogedrukoplossingen. Ons team van experts staat altijd klaar om u te helpen met het vinden van de beste oplossing om te voorzien in uw behoeften.
27 oktober, 2023
In dit e-book leert u alles wat u moet weten over industriële gassen en persluchtoplossingen voor lasersnijden. Of u nu stikstof of perslucht nodig hebt voor uw lasersnijwerkzaamheden, Atlas Copco biedt een uitgebreid assortiment energiezuinige VSD-compressoren, zuurstof- en stikstofgeneratoren, boosters, luchtketels, filtratieoplossingen, leidingen, service, garantie en centrale regelsystemen.
15 juni, 2022
Stikstof speelt een grote rol in diverse industriële toepassingen. Dit e-book over stikstofproductie helpt u inzicht te krijgen in de groeiende trend van stikstofproductie op locatie en hoe dit uw bedrijf ten goede komt.
Als uw professionele processen stikstof vereisen, kan onze stikstofproductie op locatie de ideale oplossing zijn.
Een verzameling artikelen met uitleg over alle aspecten van perslucht, compressoren, luchtbehandeling en het systeem eromheen.
Van voedselconservering tot elektronicaproductie, stikstof voedt een breed scala aan industriële toepassingen. Ontdek hoe het werkt.
