Was sind die verschiedenen Arten von Laserschneidanlagen?
Verschiedene Arten von Laserschneidgeräten unterscheiden sich in der Art des verwendeten Lasers und in der Art und Weise, wie sich der Laser während des Betriebs bewegt. Die primären Lasertypen, die zum Schneiden verwendet werden, sind Kohlendioxid- (CO 2 ) -Laser und Festkörperlaser, die ein mit Neodym (Nd) dotiertes Glas- oder Kristallverstärkungsmedium verwenden. Die physische Konfiguration von Laserschneidmaschinen kann in drei Kategorien unterteilt werden, die als fliegende Optik, bewegliches Material und Hybridsysteme bezeichnet werden. Die Ausgabe von den Lasern kann entweder gepulst oder kontinuierlich sein. Einige Laserschneidanlagen, sogenannte Lasermikrojets, enthalten einen Wasserstrahl, der den Schneidprozess unterstützt.
CO 2 -Laser sind eine Art Gaslaser, der ein Verstärkungsmedium aus Kohlendioxid, Stickstoff und Helium verwendet und auch Wasserstoff, Xenon oder Wasserdampf enthalten kann. Das Verstärkungsmedium wird durch Elektrizität angeregt oder gepumpt, um einen Infrarotlichtstrahl zu erzeugen. Sie können eine sehr hohe Leistung haben, wobei einige industrielle CO 2 -Laser Leistungen von mehreren Kilowatt erbringen. Laserschneidanlagen mit CO 2 -Lasern werden für Metalle wie Stahl und Aluminium sowie für andere Materialien wie Kunststoff, Stoff und Holz verwendet.
Neodym-dotierte Laser sind Laser, die ein festes Verstärkungsmedium verwenden, das mit dem Seltenerdmetall Neodym dotiert ist und mit Licht von einem Diodenlaser oder einer Blitzlampe gepumpt wird. Das gebräuchlichste Medium ist mit Neodym dotiertes Yttrium-Aluminium-Granat (Y 3 A 15 O 12 ) oder Nd: YAG. Andere in Lasern verwendete mit Neodym dotierte Materialien sind Yttriumorthovanadat (YVO 4 ), Yttriumlithiumfluorid (LiYF 4 ) und Glas, das hauptsächlich aus Siliziumdioxid (SiO 2 ) besteht. Diese Laser können auch sehr leistungsstark sein und werden hauptsächlich zum Schneiden von Metallen und Keramiken verwendet.
Die meisten Laserschneidgeräte können auf drei Arten konfiguriert werden. In einem sich bewegenden Materiallaser ist das bearbeitete Material beweglich. Bei einem fliegenden Optiklaser steht das zu bearbeitende Material still, während sich der Laser auf beiden horizontalen Achsen darüber bewegt. Bei einem Hybridlaser wird das Werkstück entlang einer horizontalen Achse bewegt, normalerweise der längeren der beiden, während der Laser auf der anderen horizontalen Achse beweglich ist. In ähnlicher Weise variieren Laserschneidgeräte, die auf einer größeren Anzahl von Achsen schneiden können, sogenannte Mehrachsen-Laserschneider, in ihrer Konstruktion abhängig davon, ob das Werkstück oder der Schneidkopf auf jeder seiner Achsen bewegt wird.
Jede Konfiguration hat unterschiedliche Vorteile. Flugoptikmaschinen sind schneller als die anderen Typen. Sich bewegende Materiallaser sind die langsamsten, haben jedoch einfachere optische Systeme. Hybridlaser sind schneller als sich bewegende Materiallaser, haben jedoch eine bessere Leistungseffizienz und eine weniger komplexe Optik als eine fliegende Optikmaschine.
Der Strahl eines Schneidlasers kann gepulst werden und eine Reihe kurzer, aber schneller Lichtimpulse abgeben. Gepulste Laser eignen sich für Anwendungen, bei denen eine hohe Energieleistung nur für kurze Zeit erforderlich ist. Sie werden auch für wärmeempfindliche Materialien verwendet, bei denen die Gefahr des Schmelzens besteht, wenn sie einem kontinuierlichen Strahl ausgesetzt werden. Gepulste Strahlen werden auch in Lasermikrojets verwendet, bei denen der Wasserstrahl den Strahl lenkt und das bearbeitete Material abkühlt.