Blech ist eines der vielseitigsten Industriematerialien in der Fertigung. Seine Verarbeitung war schon immer eine Herausforderung. Das manuelle Be- und Entladen von Blech ist mühsam und zeitaufwändig. Spulengespeister Laser Schneiden hat sich in jüngster Zeit als effizienteste Technik in der Metallverarbeitung etabliert, vor allem aufgrund der schnellen und automatischen Blechzufuhr.
In diesem Artikel werden die Grundlagen des Coil-Laserschneidens erörtert und seine Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten in modernen Fertigungsprozessen aufgezeigt.
Was ist Coil-Fed-Laserschneiden?
Spulengespeist Laserschneiden ist ein Blech Stanztechnik. Dabei wird ein CNC-Laserstrahl (computergesteuert) verwendet, um Formen präzise und genau aus einer großen Blechspule auszuschneiden. Ein herausragendes Merkmal des Coil-Laserschneidens ist der Abwickler, der die große Blechspule automatisch abwickelt und kontinuierlich dem Laserkopf.
Unter Stanzen versteht man den Vorgang des Ausschneidens von Formen aus flachen Metallblechen.
Technische Daten für Coil-gespeiste Laserschneidmaschine
Laserschneidmaschinen sind leistungsstarke Werkzeuge, die beeindruckende Leistungen erbringen können. Die folgenden technischen Daten zeigen die oberen Grenzen dieser Technologie.
- Spulenbreite – bis zu 80 Zoll.
- Spulenlänge – bis zu 6500 Fuß (2000 m)
- Spulengewicht – bis zu 55,000 Pfund (25 Tonnen)
- Spulendicke – 0.01 Zoll bis 0.24 Zoll (0.3 mm – 6 mm)
- Schnittgeschwindigkeit – 4 Zoll/min (100 mm/min)
- Laserleistung – bis zu 10 kW
Coil-Laserschneiden im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen
Eine große Herausforderung bei der Blechbearbeitung ist die Handhabung von Blechrollen. Das manuelle Einlegen von Blech in eine Schneidemaschine (Laser oder andere) ist eine schwierige Aufgabe. Die Rollen sind sehr schwer und müssen vor dem Schneiden gerade ausgerichtet werden.
Vollautomatischer Zuführmechanismus
Der vollautomatische Betrieb von Laserschneidmaschinen mit Coil-Zuführung macht manuelles Be- und Entladen überflüssig. Sie verwenden eine Abwickelhaspel und einen Richtsatz, um das Blechzufuhrsystem zu handhaben.
Nach dem Schneiden müssen die meisten Blechteile einem Formprozess unterzogen werden, bei dem die Rohform gebogen, gepresst und zu einem verwendbaren Endprodukt geformt wird. Da die Formgebung ein Kernelement der meisten Fertigungsprozesse ist, führen Verzögerungen im Schneidprozess zu Produktionsverzögerungen auf ganzer Linie.
Durch die automatische Blechzufuhr werden die Schneidzeiten deutlich verkürzt und eine schnellere und kostengünstigere Produktion gewährleistet.
8 Vorteile des Coil-Fed-Laserschneidens
Das Laserschneiden mit Coils bietet gegenüber herkömmlichen mechanischen Stanzwerkzeugen mehrere Vorteile. Hier sind einige der größten Vorteile dieses Verfahrens für Ihr Unternehmen.
1. Energieeffizienz
Die Laserschneidtechnologie ist sehr energieeffizient, insbesondere mit ihrer leistungsstarken Faserlaser Quelle. Die Energiekosten für Industrieunternehmen sind kein Witz und jeder kleine Beitrag hilft, den Gesamtstromverbrauch niedrig zu halten.
Die Kosteneinsparungen durch die Umstellung auf Laserschneidverfahren kann in andere Bereiche Ihres Unternehmens investiert werden.
2. Schnellere Schnittgeschwindigkeit
Auch das Laserschneiden mit Coil-Zuführung ist bei der Blechbearbeitung unglaublich schnell. Der Prozess ist automatisiert und die Stanzlinien (das Förderband) laufen kontinuierlich, bis die Blechspule aufgebraucht ist. Manuelle Schneidtechniken erfordern häufiges Be- und Entladen des Materials, was die Produktion verlangsamt.
Auch das Schneiden ohne Matrizen trägt dazu bei, dass der Prozess effizient abläuft. Stanz- und Stanzlinien halten die Produktion während des Matrizenwechsels an. Laser sorgen für Produktionsflexibilität, da keine Matrizenwechsel mehr erforderlich sind.
3. Verbesserte Flexibilität und Vielseitigkeit
Laser können problemlos durch verschiedene Spulenmaterialien schneiden, darunter Stahl, Aluminium und hochfesten Stahl. Auch dickere Materialien lassen sich mit dem Laser problemlos schneiden. Sie können entweder die Laserleistung erhöhen oder die Schnittgeschwindigkeit verringern, um die Dicke des Spulenmaterials auszugleichen.
4. Weniger Materialabfall
Das Coil-Laserschneiden zeichnet sich durch hervorragende Raummanagementfunktionen aus, die den Materialabfall auf ein Minimum reduzieren. Designs und Muster werden so angepasst, dass beim Schneidvorgang die maximale Blechoberfläche genutzt wird.
Das Laserschneidsystem ist präziser und genauer, sodass keine Schneidfehler auftreten und weiterer Materialverlust vermieden wird.
5. Erhöhte Produktionskapazität
Unternehmen, die auf ein Coil-Laserschneidsystem umsteigen möchten, können mit niedrigeren Produktionskosten und höherer Produktionskapazität rechnen. Dank ihres berührungslosen Schneidprozesses gewährleisten Laser ein kontinuierliches Schneiden ohne Unterbrechung.
6. Vollautomatischer Betrieb
Automatisierung spielt eine große Rolle bei der Optimierung Ihrer Fabrikabläufe. Coil-gespeistes Laserschneiden ist ein unglaublicher Prozess, da es vollständig automatisiert ist und nur minimale Eingaben vom Bediener erfordert.
Bei einem typischen Laserschneidvorgang belädt der Bediener die Abwickelhaspel mit Blech und gibt den Schnittentwurf in das CNC-System ein. Die Maschine schneidet dann automatisch und ohne menschliches Eingreifen die gewünschten Formen.
7. Hochwertigere Verarbeitung
Ein großer Vorteil von Laserschneidvorgängen ist die sauberere Kantenbearbeitung. Laser schneiden durch Metalle, ohne Wärme an die Umgebung abzugeben, wodurch verbrannte und geschmolzene Kanten vermieden werden.
Darüber hinaus ist das Laserschneiden eine gratfreie Technik, die den Bedarf an Nachbearbeitung begrenzt.
8. Einsparmaßnahmen
Alle Vorteile des Coil-Laserschneidens führen zu erheblichen Kosteneinsparungen für Ihr Unternehmen.
- Energieeffiziente Laser verbrauchen weniger Strom, was zu niedrigeren Stromrechnungen führt.
- Minimaler Materialabfall bedeutet, dass Sie mehr Teile aus dem gleichen Material herstellen können.
- Schließlich können durch eine höhere Produktionsgeschwindigkeit täglich mehr Teile hergestellt werden, was wiederum die Kosten pro Teil senkt.
Anwendungsbereiche des Coil-Laserschneidens
Das Coil-Laserschneiden ist ideal für alle Branchen, die auf die Produktion von flachen Metallteilen in großen Mengen angewiesen sind. Nachfolgend finden Sie eine Liste der Branchen und ihrer Nutzung des Coil-Laserschneidens.
1. Automobilindustrie
Die Automobilindustrie produziert Tausende Blechteile, die durch Pressenlinien gehen, um zu Karosserieteilen gebogen und geformt zu werden. Unternehmen dieser Größenordnung suchen immer nach Werkzeugen, um Materialabfälle zu reduzieren.
Fortschritte in der Laserschneidtechnologie haben die Coil-Förderung Laserschneider ein wichtiger Teil der Automobilindustrie.
2. Elektronik-Industrie
Moderne Elektronikgehäuse werden ausschließlich mit Laserschneidsystemen hergestellt. Schaltkästen, Computergehäuse, Server-Racks und viele andere elektronische Komponenten werden mit Coil-Laserschnitten hergestellt.
3. Möbelindustrie
Zunächst mag die Möbelindustrie für das Laserschneiden von Blechen eher ungewöhnlich erscheinen. Metallteile sind jedoch in unseren modernen Möbeln weit verbreitet. Von vollmetallischen Schränken bis hin zu Stützstrukturen für Holzmöbel – Laser-Metall schneiden ist überall rund um unsere Häuser vorhanden.
4. Küchengeschirrproduktion
Moderne Küchengeräte wie Messer, Löffel, Gabeln und mehr werden als Rohlinge mit einem Laser geschnitten und später in ihre endgültige Form gebracht und poliert.
5. Haushaltsgeräte
Die meisten Haushaltsgeräte bestehen aus Blechskeletten mit einer Kunststoffhülle. Für die Großserienproduktion von Mixern, Entsaftern, Kaffeemaschinen usw. sind schnell und kostengünstig herzustellende Metallteile durch Laserschneiden erforderlich.
6. Hausbauarbeiten
Halterungen und Scharniere werden ausschließlich mithilfe von Metallstanzverfahren hergestellt. Das Laserschneiden bietet der Bauindustrie eine größere Materialauswahl und ermöglicht die Verwendung von Weichstahl, Messing und anderen Legierungen für die Scharnierproduktion.
7. Kundenspezifische Lösungen
Das Laserschneiden hat dem Fertigungssektor viele Vorteile gebracht. Der größte und wirkungsvollste Vorteil dürfte jedoch die kundenspezifische Teilekonstruktion sein. Das Laserschneiden hat es mehr Unternehmen ermöglicht, in den Bereich der Rapid-Prototyping-Dienstleistungen einzusteigen.
Das Schneiden kleinerer Losgrößen war schon immer eine Herausforderung, aber mit dem Laserschneiden können Kunden schnell und kostengünstig individuelle Designs schneiden lassen. Unternehmen verwenden heute spulengespeiste Laserschneider, um Aufzüge, Smartphones, Fitness-/Sportgeräte und andere Teile herzustellen.
| Branche | Anwendungs- |
| Automobilindustrie | KarosserieteileKleine, sonstige Teile |
| Elektronik | Elektronikgehäuse |
| Möbel | MetallrahmenSchränke |
| Geschirr | Besteck |
| Haushaltsgeräte | Ofen-, Mikrowellen- und HerdgehäuseKleine, sonstige Teile |
| Hausbau | Halterungen & Scharniere |
| Maßgeschneiderte digitale Lösungen | Aufzüge, Sportgeräte, Rapid Prototyping usw. |
Schlüsselkomponenten des Coil-Fed-Laserschneidsystems
Ein standardmäßiges Laserschneidsystem mit Coil-Zuführung besteht aus vier Hauptkomponenten und zwei optionalen Zusatzkomponenten, die bei der Abfallbewirtschaftung helfen.
1. Abwickelstation
Der Abwickler ist ein größeres rotierendes Gerät, das die Blechspule abwickelt und sie dem Laserschneidsystem zuführt. Es handelt sich um eine robuste Konstruktion, die das enorme Gewicht der Metallspulen tragen kann.
Das tatsächliche Gewicht des Blechs wird durch das Coilmaterial (Stahl, Kupfer, Zink, Aluminium etc.) bestimmt, die Gesamtlänge hängt von der Materialstärke ab.
2. Papierabfallrolle (Optional)
Blechrollen sind oft mit einer Lage Altpapier umwickelt. Das Papier dient als Abstandshalter und verhindert unerwünschte Kratzer auf der Oberfläche. Eine Papierabfallrolle arbeitet parallel zur Abwickelhaspel. Während die Abwickelhaspel die Rolle abwickelt, gelangt das Blech zum Zuführer und das Papier zu einer separaten Rolle (auch Aufwickelhaspel genannt).
Die meisten Metallspulen haben keine Papierschicht. Ein Papierabstandshalter kann jedoch dazu beitragen, die Oberfläche und Politur von Materialien wie Edelstahl und vernickelten/verchromten Metallen zu erhalten.
3. Blechricht- und Zuführvorrichtung
Der Zuführer presst das Blech zwischen zwei großen Walzen, um es zu glätten, bevor es an den Laserschneidmaschine. Dieses Teil wird oft als Metallrichtmaschine oder Blechrichter verkauft.
Wenn das Blech dem Laser zugeführt wird, ohne es zu glätten, kommt es zu verheerenden Schnittfehlern.
4. Rollenförderer
Ein Rollenförderer ist ein einfacher Fördermechanismus, der als Unterlage für das Blech während des Laserschneidens dient und es nach dem Schneidvorgang weiterbewegt. Ein guter Rollenförderer sorgt für einen gleichmäßigen Materialfluss und verringert mögliche Schnittfehler.
Dieses Teil wird oft als Förderband oder Laserschneidlinie bezeichnet.
5. Laserschneidsystem
Der Zuführer befördert das Blech in eine große Box, in der sich ein komplettes Laserschneidsystem befindet, einschließlich Laserquelle, Laserschneidkopf und CNC-Steuerbox.
Laserquelle
Die meisten Laserschneidmaschinen sind mit einer von zwei Laserquellen ausgestattet: einem Faserlaser oder einem CO2-Laser. Faserlaser sind teuer, aber energieeffizient und präzise, während CO2-Laser zwar erschwinglich, aber weniger präzise und weniger energieeffizient sind.
Laserkopf
Der Laserkopf ist der Austrittspunkt des Laserstrahls. Er bestimmt die Laserdicke (Punktdurchmesser) und die Schneidgeschwindigkeit. Einige Coil-gespeiste Laserschneider verwenden mehrere Schneidköpfe für eine schnellere Produktion. Diese Laserköpfe Schneiden Sie das dicke Material von den gegenüberliegenden Enden (vorne und hinten) durch.
CNC-Steuerungssysteme
CNC-Systeme sorgen für einen reibungslosen Ablauf des gesamten Schneidprozesses. Sie steuern den Materialvorschub, die Schneidgeschwindigkeit der Laserköpfe und die präzise Bewegung.
Die Präzision, Genauigkeit und Produktivität des Laserschneidens sind eine direkte Folge des CNC-Systems.
6. Abfallsammler (optional)
Nachdem die lasergeschnittenen Teile die Produktionslinie verlassen haben, trennt ein menschlicher Bediener (oder eine Maschine) das verarbeitete Material vom Abfall. Obwohl das Laserschneiden sehr effizient ist, entsteht dennoch etwas Materialabfall.
Ein weiterer Haspel am Ende der Rollenbahn rollt die Blechreste für das Recycling auf. Dieses Bauteil wird vor allem bei Großserienproduktionen benötigt.
Fazit
Das Coil-Laserschneiden ist aufgrund seiner hohen Genauigkeit, schnellen Schnittgeschwindigkeit und Kosteneffizienz eine beliebte Metallverarbeitungstechnik. Nahezu jede moderne Blechbearbeitungsindustrie verwendet Laserschneiden. Metall war aufgrund seines guten Kosten-Festigkeits-Verhältnisses schon immer ein beliebtes Material. Trotz seiner Beliebtheit ist die Metallverarbeitung immer noch sehr schwierig und erfordert teure Ausrüstung und jahrelange Ausbildung. Laserstanzen von der Spule durchbricht diese hohe Eintrittsbarriere und macht die Blechverarbeitung für kleine Unternehmen zugänglicher und für größere Unternehmen profitabler.
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