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Laser Cut / Laserschneiden

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 Laser Cuts / Laserschneiden

Laserschneiden, auch Laserstrahlschneiden ist ein thermisches Trennverfahren für plattenförmiges Material (meist Metallbleche, aber auch Holzplatten und organische Materialien) und 3-dimensionale Körper (z. B. Rohre oder Profile) mittels eines Lasers.

 

   Laserschneiden an einer Stahlplatte

Das Verfahren wird dort eingesetzt, wo komplexe Umrisse (zwei- oder auch dreidimensional), eine präzise, schnelle Verarbeitung (typisch 10 m/min, aber auch bis über 100 m/min, die Herstellung dreidimensionaler Durchbrüche (auch an schlecht zugänglichen Stellen) oder/und eine berührungslose, nahezu kraftfreie Bearbeitung gefordert sind. Gegenüber alternativen Verfahren wie etwa dem Stanzenn ist das Laserschneiden bereits bei sehr niedrigen Losgrößenn wirtschaftlich einsetzbar.

Um die Vorteile des Laserschneidens mit denen des Nibbelns und Stanzens zu kombinieren, bieten die Hersteller auch kombinierte Maschinen an, die sowohl Operationen mit dem Stanzkopf als auch das Auslasern beliebiger Konturen ermöglichen.

Zum Einsatz kommen fokussierte Hochleistungslaser, meist der CO2-Laser (ein Gaslaser) oder auch zunehmend Nd:YAG-Laser (Festkörperlaserr) sowie die effizienteren, gut fokussierbaren Faserlaser.

Komponenten & Aufbau

Wichtige Elemente einer Laserschneidmaschine sind die Laserstrahlquellee, die Laserstrahlführung und der Bearbeitungskopf (Fokussieroptik) inkl. Schneiddüse. Der die Laserstrahlquelle verlassende Strahl kann im Nahinfrarot (Nd:YAG-Laser, Faserlaser, Scheibenlaser) über Lichtleitkabel, beim CO2-Laser über Umlenkspiegel zur Fokussieroptik an der Bearbeitungsstelle geführt werden. Die Fokussieroptik bündelt den Laserstrahl in einem Fokus und erzeugt so die zum Schneiden erforderliche Intensität.

 

  Schneidlaser bei der Arbeit

Anlagen mit CO2-Lasern bestehen meist aus einer feststehenden Laserstrahlquelle und einer sogenannten fliegenden Optik. Ein Spiegelteleskop gewährleistet über den gesamten Bearbeitungsraum einen konstanten Rohstrahldurchmesser auf der Fokussierlinse. Dies ist notwendig, da der aus dem Laser austretende Strahl eine feste Divergenz besitzt. Unterschiedliche Lauflängen der Strahlung für unterschiedliche Bearbeitungspositionen würde ohne Kompensation durch Spiegelteleskop den Rohstrahldurchmesser auf der Linse ändern. Unterschiedliche F-Zahlen und Intensitäten wären die Folge.

Die Strahlführung zwischen Resonator (Laserstrahlquelle) und Fokussieroptik wird durch gegebenenfalls wassergekühlte Spiegel realisiert. Die Spiegel sind gold- oder molybdänbeschichtet und bestehen aus monokristallinemSilizium oder reinem Kupfer.
Laserstrahlung in einem Wellenlängenbereich von ca. 1 µm (Nd:YAG-Laser, Faserlaser, Scheibenlaser) kann dagegen auch über große Entfernungen mit Lichtleitkabel geführt werden.

Für eine richtungsunabhängige Schnittqualität werden bei linear polarisierten Laserstrahlen zwischen Resonator und Teleskop phasendrehende Spiegel angeordnet. Aus einem linear polarisierten Strahl wird meist ein zirkular polarisierter Strahl erzeugt. Der eingesetzten Spiegel besitzen eine Multilayerbeschichtung deren Funktion einer Lambda/4 Platte gleichkommt. Der häufig gefaltete Resonatoraufbau von CO2-Lasern bewirkt eine lineare Polarisation und macht den Einsatz eines Phasenschiebers notwendig. Die polarisationsabhängige Absorption von Laserstrahlung im Schnittspalt würde zu einer richtungsabhängigen Kantenqualität und Schneideffizienz führen.

Die Fokussieroptik, auch Bearbeitungskopf genannt, besteht bei Nd:YAG-Lasern und anderen Lasern im Nahinfrarotbereich aus einem speziellen Glas, bei Kohlendioxidlasern aus einkristallinem Zinkselenid oder einem off-axis-Parabolspiegel aus Kupfer.
Der Strahl tritt fokussiert durch die sogenannte Schneiddüse, die meist aus Kupfer besteht und auch das Blas- bzw.Prozessgas auf die Bearbeitungsstelle lenkt....

Original Quelle Wikipedia weiterlesen > Laserschneiden