Lasersnijden
Maximale bereik van het lasersnijden
| 20.000 | x | 3.000 | x | 15mm | Staal |
| 6.000 | x | 2.000 | x | 20mm | Staal |
| 6.000 | x | 2.000 | x | 15mm | RVS |
| 6.000 | x | 2.000 | x | 12mm | Aluminium |
Markering
Wij kunnen doormiddel van graveren tijdens het lasersnijden de herkenbaarheid van uw product garanderen.
Normering
Lasersnijden volgens EN-ISO 9013-221.
Gegevens van machines die wij gebruiken voor lasersnijden
Esab laser:
Portaal snijmachine
Snijbereik van 19000 mm X 3100 mm
Lasersnijden tot 15 mm dikte
Vermogen 3000 Watt
CO2 laser
Trumpf TI 6030
Snijbereik van 6000 mm X 2000 mm
Lasersnijden tot 25 mm dikte
Vermogen 4000 Watt
CO2 laser
Trumpf TI 6050
Snijbereik van 6000 mm X 2000 mm
Lasersnijden tot 25 mm dikte
Vermogen 5000 Watt
Insteek censor Pcs
Cateye meetsysteem
Lasersnijden - uitgebreid
Het proces Het lasersnijden is een proces waarbij een energiebundel opgewekt wordt door een laserbron. Via spiegels en optische kabels wordt deze bundel naar de snijkop gebracht. Daar wordt de bundel met een lens gefocussed. De energie wordt op één punt gebracht, waar het materiaal smelt/verbrand. Doormiddel van gas wordt het materiaal vervolgens door de plaat heen geblazen. Het lasersnijden onderscheidt twee verschillende manieren van snijden; brandsnijden en smeltsnijden.
Lasersnijden: Brandsnijden
Brandsnijden is lasersnijden met zuurstof. Het gesmolten materiaal verbrandt door de zuurstof die toegevoegd wordt. Hierdoor gaat het lasersnijden sneller. Deze manier van lasersnijden werkt alleen bij staalproducten.
Brandsnijden is lasersnijden met zuurstof. Het gesmolten materiaal verbrandt door de zuurstof die toegevoegd wordt. Hierdoor gaat het lasersnijden sneller. Deze manier van lasersnijden werkt alleen bij staalproducten.
Lasersnijden: Smeltsnijden
Smeltsnijden is lasersnijden met stikstof. Hier maakt het gas géén deel uit van de verbranding. Stikstof dient om de ontstane slak uit de snede te blazen. De gasdruk, bij deze vorm van lasersnijden is veel hoger dan bij brandsnijden. Bij dunne staalplaat levert smeltsnijden een kleine tijdwinst op. Een belangrijk voordeel van smeltsnijden is dat er géén oxidehuid ontstaat. Een nadeel van het lasersnijden met stikstof is het hoge gasverbruik. Dit proces wordt normaliter gebruikt voor non-ferro en RVS.
Smeltsnijden is lasersnijden met stikstof. Hier maakt het gas géén deel uit van de verbranding. Stikstof dient om de ontstane slak uit de snede te blazen. De gasdruk, bij deze vorm van lasersnijden is veel hoger dan bij brandsnijden. Bij dunne staalplaat levert smeltsnijden een kleine tijdwinst op. Een belangrijk voordeel van smeltsnijden is dat er géén oxidehuid ontstaat. Een nadeel van het lasersnijden met stikstof is het hoge gasverbruik. Dit proces wordt normaliter gebruikt voor non-ferro en RVS.
De opbouw van de machine
Machines voor lasersnijden zijn er in twee uitvoeringen. Machines met vast - en machines met een wisselbed. Machines met een vast bed zijn zo opgebouwd dat de gehele laser over het bed beweegt. Hier beweegt de bron mee met de snijkop, als één vast geheel. Voordeel van deze machines is het feit dat het bed heel erg lang kan zijn. Aan de ene kant van de machine kan het bed beladen worden, terwijl tegelijkertijd aan de andere kant gesneden wordt.
Machines voor lasersnijden zijn er in twee uitvoeringen. Machines met vast - en machines met een wisselbed. Machines met een vast bed zijn zo opgebouwd dat de gehele laser over het bed beweegt. Hier beweegt de bron mee met de snijkop, als één vast geheel. Voordeel van deze machines is het feit dat het bed heel erg lang kan zijn. Aan de ene kant van de machine kan het bed beladen worden, terwijl tegelijkertijd aan de andere kant gesneden wordt.
Nadeel is dat de gehele machine meegaat tijdens het lasersnijden, wat zich (vooral) uit in een langzamere ijlgang.
De variant hierop is de machine met wisselbed. Deze machines hebben een veel lichtere portaal omdat de bron vast zit (vliegende optiek). De ijlgang is veel sneller.
Nadeel is dat de omvang van het bed beperkter is. Het tweede bed kan echter beladen/afgeladen worden terwijl de machine snijdt.
Maximale afmetingen bij het lasersnijden
Tosec heeft de beschikking over drie machines voor lasersnijden. De grootst mogelijke te bewerken afmeting is 3 x 20 meter tot een dikte van 15 mm. Voor kleinere platen (tot 2 x 6 meter) kunnen wij staal tot 25 mm, RVS tot 15 mm, en aluminium tot 12mm dikte lasersnijden.
Tosec heeft de beschikking over drie machines voor lasersnijden. De grootst mogelijke te bewerken afmeting is 3 x 20 meter tot een dikte van 15 mm. Voor kleinere platen (tot 2 x 6 meter) kunnen wij staal tot 25 mm, RVS tot 15 mm, en aluminium tot 12mm dikte lasersnijden.
Graveren
Graveren wordt bij lasersnijden gebruikt om verschillende redenen. Om aan te geven waar gaten geboord moeten worden, om kantlijnen aan te geven, of om aftekenen te voorkomen ten opzichte van de plaatdikte (zie tabel) die geboord moeten worden, of het aangeven van kantlijnen. Ook chargenummers of tekeningnummer gegraveerd worden. Een handig hulpmiddel in veel van de gevallen.
Graveren wordt bij lasersnijden gebruikt om verschillende redenen. Om aan te geven waar gaten geboord moeten worden, om kantlijnen aan te geven, of om aftekenen te voorkomen ten opzichte van de plaatdikte (zie tabel) die geboord moeten worden, of het aangeven van kantlijnen. Ook chargenummers of tekeningnummer gegraveerd worden. Een handig hulpmiddel in veel van de gevallen.
Grootte van gaten die met lasersnijden gemaakt kunnen worden
|
Plaatdikte (mm)
|
Min. gatdiameter (mm)
|
|
1
|
0.50
|
|
1.5
|
0.75
|
|
2
|
1.00
|
|
2.5
|
1.25
|
|
3
|
1.50
|
|
4
|
2.00
|
|
5
|
2.00
|
|
6
|
2.00
|
|
7
|
2.00
|
|
8
|
2.50
|
|
10
|
2.50
|
|
12
|
4.50
|
|
15
|
8.00
|
Gatdiameters kleiner dan hiernaast aangegeven zullen geboord moeten worden!
Microjoint
Een microjoint is een manier om kleine producten tijdens het lasersnijden in de plaat vast te laten zitten. Door slechts een heel klein stuk van het buitencontour te laten staan kan de gehele plaat in één keer van de tafel gehaald worden. Dit kan handelingsvoordelen tijdens het lasersnijden met zich meebrengen.
Een microjoint is een manier om kleine producten tijdens het lasersnijden in de plaat vast te laten zitten. Door slechts een heel klein stuk van het buitencontour te laten staan kan de gehele plaat in één keer van de tafel gehaald worden. Dit kan handelingsvoordelen tijdens het lasersnijden met zich meebrengen.
Roest
Roest op de plaat geeft bij lasersnijden problemen. Dit moet eerst zogenoemd afgedampt worden. Een extra stap tijdens het lasersnijden. Wordt dit niet gedaan, dan ontstaat er een slecht snijbeeld. Dit afdampen is vergelijkbaar met graveren. De gehele contour moet dus eerst rondgegaan worden, om zo het roest te verwijderen.
Kwaliteit snijrand
In vergelijk met andere scheidende principes geeft lasersnijden een vrij gladde snijrand, zeker tot aan 12 mm dikte. Toch heeft lasersnijden enkele nadelige eigenschappen. Dit betreft de warmtebeïnvloede zone, oxidatie, ruwheid van de snede, haaksheid van de snijrand, snijvoeg. De invloed van deze nadelen is voor een groot deel op te vangen door het vakmanschap van de mensen.
In vergelijk met andere scheidende principes geeft lasersnijden een vrij gladde snijrand, zeker tot aan 12 mm dikte. Toch heeft lasersnijden enkele nadelige eigenschappen. Dit betreft de warmtebeïnvloede zone, oxidatie, ruwheid van de snede, haaksheid van de snijrand, snijvoeg. De invloed van deze nadelen is voor een groot deel op te vangen door het vakmanschap van de mensen.
De warmtebeïnvloede zone
Lasersnijden is een thermisch proces. Dit betekent dus dat er een warmtebeïnvloede zone ontstaat die in sommige gevallen problematisch is. Bij lasersnijden is de warmtebeïnvloede zone zeer beperkt in verhouding tot het autogeen- en plasmasnijdenl, maar desondanks noemenswaardig. De structuur op deze rand is anders dan die in de rest van de plaat. Bij materiaal met hoegere koolstofwaarden ontstaan hardingsverschijnselen en ontstaat een harde, brosse structuur. Dit geeft moeilijkheden bij het bewerken van voorgesneden boor- en tapgaten en freeswerk.
Lasersnijden is een thermisch proces. Dit betekent dus dat er een warmtebeïnvloede zone ontstaat die in sommige gevallen problematisch is. Bij lasersnijden is de warmtebeïnvloede zone zeer beperkt in verhouding tot het autogeen- en plasmasnijdenl, maar desondanks noemenswaardig. De structuur op deze rand is anders dan die in de rest van de plaat. Bij materiaal met hoegere koolstofwaarden ontstaan hardingsverschijnselen en ontstaat een harde, brosse structuur. Dit geeft moeilijkheden bij het bewerken van voorgesneden boor- en tapgaten en freeswerk.
Oxidatie tijdens lasersnijden
Oxidatie ontstaat alleen bij brandsnijden. Dit is het gevolg van een chemische reactie tussen staal en de toegevoerde zuurstof. Als gevolg ontstaat er een oxidehuid die het lasproces verstoort. Deze rand zit er veelal los op en kan op verschillende manieren verwijderd worden. Tosec gebruikt hiervoor een trommel om de producten te trommelen of een halfautomatische schuur- en borstelmachine. Door met stikstof te snijden kan oxidatie voorkomen worden. Deze manier van lasersnijden is echter beperkt.
Oxidatie ontstaat alleen bij brandsnijden. Dit is het gevolg van een chemische reactie tussen staal en de toegevoerde zuurstof. Als gevolg ontstaat er een oxidehuid die het lasproces verstoort. Deze rand zit er veelal los op en kan op verschillende manieren verwijderd worden. Tosec gebruikt hiervoor een trommel om de producten te trommelen of een halfautomatische schuur- en borstelmachine. Door met stikstof te snijden kan oxidatie voorkomen worden. Deze manier van lasersnijden is echter beperkt.
Ruwheid van de snede bij lasersnijdenLasersnijden geeft over het algemeen een gladde snede, maar de ruwheid kan een belangrijke factor zijn. In de norm EN-ISO 9013:2002 wordt de ruwheid gespecificeerd.
Haaksheid van de snede
De haaksheid van de snede kan het beste uitgelegd worden doormiddel van de tekening hiernaast. De afwijking 'U' is de afstand tussen twee parallelle, haaks op het oppervlak staande lijnen. Zie ook EN-ISO 9013:2002.
De haaksheid van de snede kan het beste uitgelegd worden doormiddel van de tekening hiernaast. De afwijking 'U' is de afstand tussen twee parallelle, haaks op het oppervlak staande lijnen. Zie ook EN-ISO 9013:2002.Snijvoeg
Bij het lasersnijden ontstaat er een snijvoeg, die normaal gezien van de snijbovenkant naar de snijonderkant smaller wordt, zie de afbeelding hiernaast. Dit heeft te maken met de vorm van de laserstraal en het fixatiepunt van de laser.
Bij het lasersnijden ontstaat er een snijvoeg, die normaal gezien van de snijbovenkant naar de snijonderkant smaller wordt, zie de afbeelding hiernaast. Dit heeft te maken met de vorm van de laserstraal en het fixatiepunt van de laser.
Kosten beïnvloedende factoren
Plaatdikte
Aangezien de snijsnelheid bij lasersnijden een functie is van de plaatdikte, zal een dik onderdeel langer duren dan een dun onderdeel en dus duurder zijn.
Aangezien de snijsnelheid bij lasersnijden een functie is van de plaatdikte, zal een dik onderdeel langer duren dan een dun onderdeel en dus duurder zijn.
Insteken
Het insteken tijdens het lasersnijden is tijdsintensiever dan het daadwerkelijke snijden. Onderdelen die veel gaten en uitsparingen hebben zullen daardoor evenredig meer tijd kosten. Bovendien zal de snijsnelheid lager liggen als de gaten klein zijn ten opzichte van de plaatdikte. Dit is nodig om een goede snedekwaliteit te krijgen. Er zijn mogelijkheden om het aantal instekingen te beperken. Voor gaten dicht bij de rand kan gekozen worden om er een sleufgat van te maken die aansluit op de buitencontour. Hierdoor kan het aantal keer insteken beperkt worden, wat grote kostenbesparing oplevert!
Het insteken tijdens het lasersnijden is tijdsintensiever dan het daadwerkelijke snijden. Onderdelen die veel gaten en uitsparingen hebben zullen daardoor evenredig meer tijd kosten. Bovendien zal de snijsnelheid lager liggen als de gaten klein zijn ten opzichte van de plaatdikte. Dit is nodig om een goede snedekwaliteit te krijgen. Er zijn mogelijkheden om het aantal instekingen te beperken. Voor gaten dicht bij de rand kan gekozen worden om er een sleufgat van te maken die aansluit op de buitencontour. Hierdoor kan het aantal keer insteken beperkt worden, wat grote kostenbesparing oplevert!
Snijgas
Wanneer tijdens het lasersnijden stikstof gebruikt moet worden, dan heeft dit een kostenverhogend effect. Omdat de druk bij stikstof vele malen hoger is dan bij zuurstof (±20 bar tegen 1 bar) kost dit veel meer gas, en is het dus duurder.
Contour
Een voor de hand liggende invloed op de prijs is de te snijden lengte. Als eerste komt dit omdat een langer contour meer tijd in beslag neemt, ten tweede gaat een lang contour vaak gepaard met grote onderdelen, waardoor veel sneller van plaat gewisseld moet worden.
Een voor de hand liggende invloed op de prijs is de te snijden lengte. Als eerste komt dit omdat een langer contour meer tijd in beslag neemt, ten tweede gaat een lang contour vaak gepaard met grote onderdelen, waardoor veel sneller van plaat gewisseld moet worden.
Naast de lengte van het contour is de geometrie ook van belang. Vanwege de massatraagheid van de lasersnijder is het niet mogelijk een haakse bocht op volle snelheid te maken. Hierdoor moet de snijsnelheid omlaag en kost de klein-contourbewerking extra tijd. Wordt het model zo geconstrueerd dat de omschakeling groot naar klein-contour niet gemaakt hoeft te worden, bijvoorbeeld door afgeronde hoeken etc., dan is hier een kostenbesparing te halen.
Bij het lasersnijden wordt zoals hierboven al genoemd verschil gemaakt tussen klein-contour en grootcontour. Het verschil zit in de snijsnelheid. Bij veel korte bochten en snijvoegen is grootcontour niet mogelijk. Kleincontour wordt hier dan ingezet, wat weer een kostenverhoging met zich meebrengt.
EN-ISO 9013:2002 ( lasersnijden )
Bij lasersnijden hoort de norm EN-ISO 9013:2002. Tosec produceert volgens deze norm. De opbouw van de norm is als volgt.
Bij lasersnijden hoort de norm EN-ISO 9013:2002. Tosec produceert volgens deze norm. De opbouw van de norm is als volgt.
Tosec produceert volgens EN-ISO 9013-221. De bijbehorende uitleg staat hieronder vermeld.
De haaksheid van de snede, zoals hierboven uitgelegd is van belang voor de norm. Deze valt via een bepaalde formule in een klasse. Tosec valt in klasse 2. Dit valt binnen het grijze gedeelte in onderstaande linker grafiek. Tevens is de ruwheid Rz van belang. Deze is vergelijkbaar opgebouwd als die van de haaksheid van de snede. De rechter grafiek laat zien wat met lasersnijden mogelijk is.
Hierboven zijn de begrippen haaksheid en ruwheid al behandeld. Om de EN-ISO 9013:2002
te completeren hoort hier de afwijking over een bepaalde lengte nog bij. Tosec houdt voor het lasersnijden de volgende toleranties aan:
te completeren hoort hier de afwijking over een bepaalde lengte nog bij. Tosec houdt voor het lasersnijden de volgende toleranties aan:
Een zeer belangrijke kanttekening hier is dat het profiel zeer belangrijk is. Smalle strips met gatenpatronen, zoals in de afbeelding hieronder aangegeven, kunnen niet met zekerheid op de gestelde tolerantie gesneden worden. De uitzetting, en vooral de krimp die ontstaat na het lasersnijden is zeer moeilijk onder controle te krijgen.
