Wat betreft lasersnijden brengen vezel-, CO2- en diodelasers elk iets anders aan de hand, afhankelijk van wat er gesneden moet worden en hoe precies de taak moet zijn. Vezelmers werken rond 1,06 micrometer en presteren erg goed met metalen, met name roestvrij staal, waarbij ze een nauwkeurigheid van ongeveer 0,05 mm kunnen bereiken, omdat het metaal de laserenergie zeer effectief absorbeert. Voor niet-metalen materialen zoals acrylplaten zijn CO2-lasers met een golflengte van 10,6 micrometer geschikt, omdat ze schoonere snijkanten opleveren en materiaal met een dikte onder 10 mm ongeveer 20% sneller kunnen snijden in vergelijking met andere opties. Diodelasers zijn niet zo krachtig als de andere typen, maar ze maken wel zeer nauwe sneden, soms zelfs minder dan 0,1 mm breed, waardoor ze ideaal zijn voor het bewerken van delicate materialen zoals dunne folies en diverse kunststoffen die vaak worden gebruikt in de productie van elektronische componenten.
Als we kijken naar lasersystemen, dan presteren die met een smallere straaldiameter van ongeveer 0,1 mm aanzienlijk beter wanneer ze worden gecombineerd met optische lenzen van goede kwaliteit. Deze opstellingen kunnen het warmtebeïnvloede gebied ongeveer 40 procent reduceren in vergelijking met wat we zien bij bredere stralen van 0,3 mm. Fiberalasers werken ook anders, omdat ze kortere golflengten hebben die ongeveer dertig keer meer energiedichtheid bevatten dan traditionele CO2-lasers. Dat maakt ze uitstekend geschikt voor gedetailleerd werk op dunne messingplaten met een dikte van minder dan een millimeter. Er is echter één addertje onder het gras. Diodenlasers lopen namelijk tegen problemen aan bij bepaalde materialen die het licht terugkaatsen. Daarom blijven de meeste toepassingen onder de 300 watt vermogen, waarbij de warmte het materiaal niet te veel vervormt, waardoor de afwijkingen binnen ongeveer vijf micrometer per meter blijven.
Lasers die tussen 500 en 1.000 keer per seconde pulseren, verminderen de vorming van slak bij aluminium met ongeveer 60%, terwijl de toleranties binnen plus of min 0,08 mm blijven. Wanneer fabrikanten de duty cycle aanpassen van 30% naar 70%, zien zij ook significante verbeteringen in het oppervlak. De randruwheid daalt van ongeveer 3,2 micrometer naar slechts 1,6 micrometer in titaanlegeringen, zoals recent onderzoek in precisiebewerking heeft aangetoond. En voor koolstofstaalonderdelen dunner dan 6 mm, levert het gebruik van burst-modus met pulsen van 1 milliseconde bijna perfecte rechte hoeken op, met een haaksheid van 99%. Dit soort precisie is erg belangrijk bij het maken van onderdelen waar zelfs kleine afwijkingen problemen kunnen veroorzaken in industriële toepassingen.
Belangrijke factoren voor precisie per lasertype
| Parameter | Fiber Laser | CO₂ Laser | Diodelaser |
|---|---|---|---|
| Optimaal materiaal | Reflectieve metalen | Niet-metalen | Dunne polymeren |
| Snelheid (1 mm staal) | 12 m/min | 8 m/min | 3 m/min |
| Kantelhoekafwijking | ±0.3° | ±0.5° | ±1.2° |
| Energie-efficiëntie | 35% | 15% | 22% |
De keuze van materiaal speelt een grote rol in welk niveau van precisie daadwerkelijk kan worden behaald. Bij dikker materiaal tussen 5 en 25 mm zien we doorgaans snijbreedte-afwijkingen die ongeveer 15 tot 30 procent breder zijn in vergelijking met dunne platen onder de 3 mm. Dit komt voornamelijk door verstrooiing van de straal en ongelijkmatige warmteverspreiding door het materiaal. Metalen behouden hun vorm over het algemeen beter, met nauwere toleranties variërend van plus of min 0,002 inch tot 0,006 inch. Polymeren daarentegen vertonen vaak vervorming tijdens de verwerking. Recente in 2023 gepubliceerde onderzoeken toonden aan dat 304 roestvrijstaal onderdelen dunner dan 3 mm positionele nauwkeurigheid behielden van ongeveer ±0,0035 inch. Acrylmaterialen met vergelijkbare dikte vertoonden echter veel grotere variaties van ongeveer ±0,007 inch, voornamelijk veroorzaakt door thermische uitzettingsverschijnselen.
Metalen die veel licht reflecteren, met name aluminium, kaatsen ongeveer 60 tot 85 procent van de laserenergie terug. Dit betekent dat operators de vermogensinstellingen met ongeveer 20 tot 40 procent omhoog moeten draaien om slechts behoorlijke resultaten te verkrijgen, wat helaas het risico vergroot dat er te veel materiaal wordt weggesneden. Neem bijvoorbeeld koper, waarvan de thermische geleidbaarheid boven de 400 W/mK ligt, waardoor temperatuurregeling tijdens het bewerken behoorlijk uitdagend wordt voor technici die met deze materialen werken. Wat betreft polymeren zoals polycarbonaat komt er een volledig ander probleem om de hoek kijken. Deze materialen absorberen infraroodlicht ongelijkmatig over hun oppervlak, wat leidt tot die vervelende aflopende randen wanneer sneden dieper dan acht millimeter worden gemaakt. Gelukkig hebben recente ontwikkelingen geleid tot antireflectiecoatings voor aluminiumoppervlakken. Fabrikanten melden dat deze coatings de verstrooiing van de laserbundel in precisieproductieomgevingen waar elke micrometer telt, ongeveer 40 procent verminderen.
| Materiaal | Dikte (mm) | Dimensionele nauwkeurigheid (±inches) | Kwaliteit van de snijrand (Ra µin) | Gemeenschappelijke toepassingen |
|---|---|---|---|---|
| van de soort gebruikt voor de vervaardiging van elektrische apparaten | 2 | 0.002–0.005 | 32–45 | Medische instrumenten |
| 6061 Aluminium | 2 | 0.003–0.006 | 55–75 | Luchtvaartcomponenten |
Bij identieke instellingen met een 4 kW vezellaser behield roestvrij staal een dimensionele consistentie van 98% over 100 sneden, vergeleken met 91% bij aluminium. Het lagere smeltpunt van aluminium zorgde voor een gemiddelde randverstoring van 0,0008" tijdens snelsnijden (>80 m/min).
De precisie die we zien in lasersnijmachines komt door hun bewegingscomponenten. Neem bijvoorbeeld servomotoren – moderne versies kunnen gereedschappen positioneren binnen ongeveer plus of min 5 micrometer. En die premium lineaire leidingen? Die verminderen wrijvingsproblemen met tussen de 40% en 60% vergeleken met reguliere rails. Ook het frame zelf is belangrijk. Een goede stijve constructie kan afbuigingskrachten weerstaan van ongeveer 12 kilonewton per meter wanneer de machine versnelt. Een recente studie uit het vakgebied Robotics Automation in 2024 heeft iets interessants gevonden: hoeveel industriële robots uit hun positie bewegen heeft direct invloed op de kwaliteit van de onderdelen die geproduceerd worden bij deze hoge precisiewerkzaamheden. Dat is logisch als je kijkt naar wat fabrikanten tegenwoordig van hun machines verwachten.
Geavanceerde trillingsdempende systemen in high-end machines beperken harmonische oscillaties tot <0,8 μm amplitude, waarbij een herhaalbaarheid van ±0,01 mm behouden blijft. Granietcomposiet bases en actieve massadempers absorberen 85–92% van de omgevingsvibratie-energie, waardoor resonantie wordt voorkomen die de snijbreedte met 15–30% kan vergroten bij dunne materialen.
Stralersystemen die een focale puntverplaatsing van <0,03 mm behouden, bereiken snijbreedtes van minder dan 0,1 mm in roestvrij staal, met een randruwheid (Ra) van minder dan 1,6 μm. Hoge-druk assistentgas (tot 25 bar) stabiliseert de plasmavorming en vermindert randconischheid met 70%. Stralingsbewaking in real time corrigeert vermogensfluctuaties binnen 50 ms, waardoor een consistentie van energiedichtheid van ±2% wordt gegarandeerd.
Nauwkeurige resultaten behalen betekent dat de instellingen goed moeten worden ingesteld voor het laservermogen, dat varieert van ongeveer 200 tot 6.000 watt, het aanpassen van de voedingssnelheden tussen een half meter per minuut en 20 meter per minuut, en rekening houden met de daadwerkelijke dikte van het materiaal. Enkele recente onderzoeken uit 2025 ontdekten iets interessants over verschillende metalen. Bij het snijden van 1 mm dik roestvast staal, kunnen operatoren het stroomverbruik met ongeveer 25 procent verlagen in vergelijking met het werken met aluminium bij vergelijkbare snelheden, mits ze binnen het nauwe tolerantiebereik van plus of min 0,05 mm willen blijven. Voor dunner materiaal met een dikte onder drie millimeter helpt het sneller werken tussen 10 en 15 meter per minuut terwijl het vermogenniveau laag blijft, om die vervelende door warmte beïnvloede gebieden te verminderen. Maar bij het werken met dikker plaatmateriaal van 10 tot 25 mm verandert alles volledig. Dan is het noodzakelijk om af te remmen tot slechts 0,5 tot 3 meter per minuut, gecombineerd met zorgvuldig gecontroleerde vermogensaanpassingen gedurende het hele proces, om een juiste doordringing over de gehele dikte te garanderen.
Moderne systemen gebruiken capacitieve hoogtesensoren om de focuspositie dynamisch aan te passen en compensatie toe te passen voor materiaalvervorming tijdens het snijden.
Machine learning-algoritmen analyseren realtime gegevens van meer dan 15 sensoren (thermisch, optisch, positioneel) om parameters tijdens het proces aan te passen. Een 2024 procesoptimalisatiestudie gevonden adaptieve systemen verbeterden de loodrechte snijkant met 22% bij koolstofstaal met variabele dikte. Deze systemen verminderen ook de insteltijd met 65% door koppeling met materiaaldatabases en voorspellende vermogensmodulatie.
Geavanceerde controllers maken tot 10.000 aanpassingen per seconde met behulp van PID-regelingen en interferometrische verificatie. Correcties in de lichtstraalbaan vinden plaats binnen 4 µs na het detecteren van afwijkingen, waardoor een positioneringsnauwkeurigheid van ±5 µm wordt behouden, zelfs bij snijsnelheden van 25 m/min.
Lasersnijmachines raken gemakkelijk uit koers als ze niet regelmatig worden geijkt. Onderzoeken van het Precision Engineering Institute tonen aan dat deze machines jaarlijks ongeveer een halve millimeter precisie kunnen verliezen door zaken als temperatuurschommelingen en slijtage van onderdelen. Regelmatige controle helpt dure fouten te voorkomen door veelvoorkomende problemen aan te pakken, zoals vuile lenzen, spiegels die uit positie zijn geraakt en lagers die beginnen te verouderen na langdurig gebruik. Alleen al het schoonhouden van de optische componenten maakt een groot verschil. Sommige tests wijzen uit dat deze eenvoudige maatregel de stabiliteit van de laserbundel met bijna 18 procent kan verbeteren, wat leidt tot schone sneden, met name bij dunne metalen waar precisie het belangrijkst is.
Geautomatiseerde kalibratie vermindert menselijke fouten met 90% en voert de uitlijning vijf keer sneller uit dan handmatige methoden. Echter, handmatige kalibratie blijft noodzakelijk voor oudere systemen die iteratieve afstelling vereisen. Productieomgevingen met hoge variantencombinaties combineren vaak beide methoden: automatisering garandeert reproduceerbaarheid, terwijl ervaren technici toezicht houden op kritieke maatwerkprojecten.
Thermische schommelingen boven ±3°C kunnen de golflengte van vezellasers verstoren, terwijl vochtigheid boven 60% de oxidatie van lenzen versnelt. Goede operatoropleiding vermindert nauwkeurigheidsverlies met 32%, aangezien ervaren technici snel problemen zoals onjuiste gasuitlijning herkennen. Aanbevolen praktijken zijn:
Het volgen van ISO 9013:2022-standaarden helpt om de maattoleranties binnen ±0,1 mm te houden, ondanks veranderlijke werkvloeromstandigheden.
Fiberlasers zijn zeer effectief voor het snijden van metaal, met name reflecterende metalen zoals roestvrij staal.
CO2-lasers leveren schonkere snijkanten en snellere snedes voor niet-metalen materialen zoals acrylplaten.
Diodelasers maken zeer nauwe sneden en zijn ideaal voor delicaat materiaal zoals dunne folies en diverse kunststoffen die in de elektronica worden gebruikt.
Dikkere materialen veroorzaken vaak bredere snijkantafwijkingen, terwijl dunne materialen nauwere toleranties kunnen behouden.
Servomotoren helpen gereedschappen met een precisie van enkele micrometers te positioneren, waardoor de algehele nauwkeurigheid van het snijproces wordt verbeterd.
Hot News
RT Laser is een nationaal erkende hightechonderneming die gespecialiseerd is in onderzoek, ontwikkeling, productie en verkoop van laserapparatuur. Onze kernproducten omvatten fiberlasersnijmachines, draagbare laserlasmachines en buigmachines.
Nr. 6-8, Binhe industrieel park, Jiyang district, Jinan stad, Shandong provincie, China.
Copyright © 2025 by RAYTU LASER Technology Co.,Ltd. Privacybeleid
EN
