Was ein Gravur LASER leisten kann Teil 2: Schneiden und Schweißen
Die Erfindung des Lasers, also die Erzeugung gebündelten starken Lichtstrahls reicht in die frühen sechziger Jahre zurück.
Seitdem hat sich die Leistung dieses Lichtstrahls enorm erhöht und die Anwendungsgebiete sind sehr vielfältig geworden.
In der Metallindustrie sind das drei große Bereiche. Das Laser-Schweißen das Laser-Schneiden und für TYPEMYKNIFE ganz wichtig das Laser-Gravieren.
Das Laser Schneiden bietet gegenüber den konventionellen Schneidmethoden von Metallen eine ganze Reihe von Vorteilen.
Schneiden
Früher
Bleche wurden früher ausgestanzt oder mittels Gasen per Schneidbrenner zugeschnitten. Stanzen bedarf einer aufwendigen Stanzform lohnt sich also nur für größere Stückzahlen Schneid-Brennen braucht eine hohen Einsatz von Schneidgasen wie Sauerstoff und Azetylen.
Die entstehende Hitze führt zu Verformung, Verzug der Bleche. Beim sogenannten Nibbeln nagt eine Stanze kleine Bahnen aus dem Blech und trennt die Teile so. Dies ohne CO2 und Rauchentwicklung, aber mit mechanischer Belastung und verschleiß am Nibbler.
Heute
Laserschneiden
Heute wird meist mit CO2 Lasern mit hoher Leistung geschnitten. Die Laserstrahlquelle ist dabei feststehend. Über in Spiegelteleskop wird der Strahl in eine fliegende Optik gelenkt. Diese kann an zwei Achsen in jeder Figur an jeden Punkt des Bleches gefahren werden. Oder per Roboterarm in jede Position gebracht werden.
Schneidprozess
Der für Laser-Schnitt sehr leistungsstarke Strahl wird zwischen Laserstrahlquelle und Fokussieroptik über wassergekühlte Spiegel umgeleitet. Die hochwertigen Spiegel, um nicht selbst vom Laserstrahl beschädigt zu werden, sind oft Gold oder Molybdän-beschichtet und bestehen aus reinem Kupfer oder Silizium.
Beim Schneiden mit Festkörper und Faserlaser schicken diese ihren Lichtstrahl auch über größere Entfernung durch Lichtleitkabel.
Gleichzeitig zum eigentlichen Schneiden mit dem Laserstrahl ist immer noch eine Schneiddüse im Einsatz, durch welche mit hohem Druck ein Prozess- oder Blas-Gas gepresst wird.
Das Gas schützt die Linse des Lasers vor Verschmutzung und bläst gleichzeitig den verbrannten Werkstoff aus der entstandenen Fuge.
Laserschweißen
Das klassische bekannte Schweißverfahren besteht darin, zwei Metalle durch hohe Hitze an der Schweißstelle zu verflüssigen und durch die Schmelze zu verbinden. Oft wird das gleiche Metall als Zusatzwerkstoff in Form von Drähten, Stangen oder Pulver zur Schweißnaht hinzugefügt.
Früher
Hat der Schmied die Schweißtemperatur im Feuer seiner Esse erzeugt
Später wird mit Schweißgas wie Sauerstoff und Azetylengas die Schweißflamme gespeist.
Mit Elektroschweißen unter Schutzgas lassen sich alle Metalle mittels CNC gesteuerter Achsen oder mit Robotern verschweißen.
Heute
Ist das Laserstrahlschweißen industriell bei allen Metall-Bauteilen im Einsatz. Der große Vorteil, hohe Geschwindigkeit, absolute Präzision, schmale Schweißnähte und geringer Verzug.
In den meisten Fällen kommt Laserschweißen ohne das Zuführen von Zusatzmaterial aus.
Auch beim Laserschweißen wird die Im Laser erzeugte Strahlung mit eine Optik fokussiert.
Die zu verschweißenden Stoßkanten des Werkstückes, werden nah an den Fokus der Optik geführt den sogenannten Brennfleck. Je nach Anforderung liegt dieser Brennfleck oberhalb oder unterhalb der Metalloberfläche. Ein Schweißlaser hat eine Leistung von einigen Kilowatt so steigt die Temperatur am Schweißpunkt sehr schnell über den Schmelzpunkt des Metalls an.
Die Schmelze verbindet sich. Um eine Oxidation zu verhindern wird Der Schweißvorgang mit reinem Argon begast. Argon ist schwerer als Luft und verdrängt so den Sauerstoff, der eine Oxidation verursachen würde.
Vorteil
Der Laserstrahl kann bei entsprechender Leistung und Verfahrgeschwindigkeit dünneres Material viel tiefer verflüssigen und so wesentlich bessere Schweißergebnisse erzeugen als das klassische Elektroschweißverfahren. Über Optische Einrichtungen lässt sich die Schweißqualität online, live beurteilen.
Um Verzug noch weiter zu verringern wird heut oft im Widerstandspunktschweißen gearbeitet. Es werden in Abständen kleine Schweißraupen wie Klammern gesetzt.
Um noch bessere Schweißergebnisse zu erzielen wird das Laserschweißen mit dem Schutzgasschweißverfahren kombiniert.
Das Lasergravieren oder auch Anlassbeschriften.
Wir bei TYPEMYKNIFE gravieren Küchen und speziell Kochmesser mit unserem eigens entwickelten 3D Laser-Gravur Verfahren. Dazu mehr in Teil 3 Lasergravur
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