In der sich ständig weiterentwickelnden Welt der Fertigung und Metallverarbeitung hat sich das Rohrlaserschneiden als revolutionäre Technologie herausgestellt, die beispiellose Präzision und Effizienz bietet. Egal, ob Sie ein erfahrener Profi oder ein Neuling sind, das Verständnis der Feinheiten des Rohrlaserschneidens ist für die Optimierung von Produktionsprozessen und das Wachstum Ihres Unternehmens unerlässlich.
In diesem Leitfaden untersuchen wir die Grundlagen des Laserschneidens, seine Vorteile und seinen Beitrag zur modernen Fertigungsindustrie.
Was ist Laser-Rohrschneiden?
Das Laserschneiden von Rohren ist eine Rohrbearbeitungstechnik, bei der ein Hochleistungslaserstrahl zum präzisen Schneiden von Materialien verwendet wird. Ein computergesteuertes CNC-System bewegt den Laserkopf über die Materialoberfläche.
Obwohl das Rohrlaserschneiden hauptsächlich zur Bearbeitung von Metallrohren verwendet wird, kann es auch zum Schneiden von Kunststoff eingesetzt werden.
Wie funktioniert das Rohrlaserschneiden?
Bei Rohrlaserschneidmaschinen gelten die gleichen grundlegenden Betriebsabläufe wie bei anderen CNC-Laser Schneider.
Das Rohr wird senkrecht zum Laserkopf positioniert und das Schneidende in einem rotierenden Spannfutter festgeklemmt.
Ein Spannfutter ist eine drehbare Klammer, die das Rohrende festhält und bei Bedarf dreht. Das Drehen des Rohrs ist viel einfacher, als den Laserkopf kreisförmig um das Rohr herum zu bewegen.
Anschließend berührt der Laser die Rohroberfläche und schneidet das Material entlang eines festgelegten Pfads.
Das Futter dreht das Rohr und ein Motor an der Rückseite schiebt es bei Bedarf nach vorne. Die meisten Rohrlaserschneider haben drei Bewegungsachsen. Der Laser bleibt größtenteils stationär und bewegt sich nur auf und ab, während sich das Rohr drehen und hin und her bewegen kann.
Vorteile des Laser-Rohrschneidens
Die Vorteile von Laserschneidmaschinen können nicht unterschätzt werden. Hier sind einige der größten Vorteile, die das Rohrlaserschneiden Ihrem Unternehmen bringt.
1. Präzision und Genauigkeit
Das Laserschneiden von Rohren ist dank der CNC-Systeme, die die Position des Laserkopfes steuern, präziser und genauer.
Genauigkeit schneidet Teile so nah wie möglich an den gewünschten Abmessungen. Beim Rohrlaserschneiden wird ein Hochleistungslaser auf einen kleinen Punkt (gemessen als Punktdurchmesser) auf der Materialoberfläche konzentriert. Der kleinere Punktdurchmesser und die Stabilität von CNC-Systemen ermöglichen es Rohrlaserschneidern, enge Toleranzen einzuhalten.
Präzision ist die Fähigkeit, bei allen Schnitten die gleiche Genauigkeit zu reproduzieren. CNC-Systeme können die gleiche Bewegung mit äußerster Präzision wiederholen, was sie zu einem wichtigen Bestandteil des Laserschneidens macht.
2. Vielseitigkeit und Flexibilität
Beim herkömmlichen Rohrschneiden gibt es Einschränkungen und es fehlt oft die Feinsteuerung, die bei komplexen Designs erforderlich ist. Beim Laserrohrschneiden lassen sich kleine, präzise Schnitte in das Material machen, was es vielseitiger macht als Lösungen der Konkurrenz.
Laser schneiden außerdem hervorragend durch Wandstärken von 1 Zoll (25.4 mm) oder mehr, ohne das Material zu verziehen oder zu verformen. Durchgangslöcher sind eine der größten Herausforderungen für jede Schneidtechnologie, da die Kanten des Lochs leicht schmelzen und sich verformen können. Laser können problemlos Durchgangslöcher in dicke Metalle schneiden, ohne dass übermäßige Wärme an die Kanten abgestrahlt wird.
3. Schnellere Schnittgeschwindigkeit
Herkömmliche oder manuelle Rohrschneidetechniken sind aufgrund der menschlichen Beteiligung von Natur aus langsam. Eine Person muss sich konzentrieren, um die Schnitte präzise auszuführen, und nach der Bedienung schwerer Schneidemaschinen eine Ruhepause einlegen.
Menschliche Bediener müssen ein Attribut priorisieren: Genauigkeit oder Geschwindigkeit. Im Vergleich dazu können Laser Geschwindigkeit und Genauigkeit stundenlang ohne Pause. Eine Laserschneidmaschine kann unbegrenzt betrieben werden, wenn ihre Kühlanforderungen eingehalten werden.
4. Keine Materialverschwendung
Unfälle oder kleine Fehler beim Schneiden können das gesamte Rohrdesign ruinieren und zu Materialverschwendung führen. Das Laserrohrschneiden reduziert den Materialabfall, da beim Schneidvorgang seltener Fehler passieren.
Minimaler Materialabfall und hohe Schnittgeschwindigkeit können Unternehmen dabei helfen, maximale Produktivität zu erreichen.
5. Kein Werkzeugverschleiß
Mechanische Rohrschneidetechnik wie Schleifmaschinen, elektrische Sägen und hydraulische Klingen verschleißen durch wiederholtes Reiben an Metallwerkstücken. Das Laser-Rohrschneiden ist ein berührungsloser Prozess, bei dem Werkzeugverschleiß kein Problem darstellt.
6. Glatteres Finish
Die Glätte eines Schnitts hängt von der Schärfe des Werkzeugs und der während der Bearbeitung erzeugten Wärme ab. Übermäßige Hitze führt dazu, dass die Kanten schmelzen und sich verformen, was zu einem schlechteren Ergebnis führt.
Der kleinere Fleck Durchmesser des Laserstrahls sorgt für minimale Wärmezufuhr in das Material. Darüber hinaus gibt es bei Lasern keinen Werkzeugverschleiß, sodass die Schärfe kein Faktor ist.
Laserstrahlen zum Rohrschneiden
Rohre Laser-Rohrschneidedienste werden hauptsächlich in zwei Kategorien unterteilt.
Faserlaser
Faserlaser Die Technologie verwendet kompakte Dioden, um Licht in optische Fasern zur Lichtverstärkung zu pumpen. Dadurch sind Faserlaser um ein Vielfaches kleiner als ihre CO2-Gegenstücke. Faserlasersysteme haben außerdem eine hohe Energieeffizienz und wandeln den größten Teil des Stroms aus der Steckdose in Laserwärme Ausgabe.
Faserlaserschneider verfügen über einen kleineren Punkt- (Strahl-)Durchmesser, was eine höhere Präzision und Tiefeneindringung bei gleichzeitig guter Genauigkeit ermöglicht.
CO2-Laserstrahlen
CO2-Laser werden in einer großen, gasgefüllten Glaskammer mit hohem elektrischem Strom erzeugt. Das einfachere Design von Gaslaser Systeme ermöglichen die Erzeugung von Laserstrahlen hoher Leistung unter hohem Stromverbrauch.
Gaslaser haben geringere Anschaffungskosten und sind daher für die meisten Kleinbetriebe eine attraktive Option. Allerdings hat die Glaskammer eine kürzere Lebensdauer, was die Ersatz- und Wartungskosten erhöht.
| Situation | Faserlaser | CO2 Laser |
|---|---|---|
| Schneiden von Blech | Höhere Kompatibilität | Geringere Kompatibilität |
| Gravieren von Metallen | Höhere Kompatibilität | Geringere Kompatibilität |
| Schneiden von Nichtmetallen | Gute Kompatibilität | Gute Kompatibilität |
| Schneiden von rauen Oberflächen | Unvereinbar | Höhere Kompatibilität |
| Schneidgeschwindigkeit | Schneller für dünnere (<8 mm) Materialien | Schneller für dickere Materialien |
| Energy Consumption | Senken | Höher |
| Energieeffizienz | 40% | 10-15 % |
| Operations Kosten | Senken | Höher |
| Anschaffungskosten | Höher | Senken |
| Wartungskosten | Senken | Höher |
| Raumeffizienz | Höher | Senken |
| Erlange eine mittlere Lebensdauer | GlasfasernÜber 100,000 Stunden | Gaskammer 2,000 bis 10,000 Stunden |
Zum Laser-Rohrschneiden geeignete Materialien
Laserschneidmaschinen können eine breite Palette von Materialien. Unter der Kraft eines Lasers schmilzt alles, von hartem Wolfram bis zu weichem Acryl.
Beim Laser-Rohrschneiden steht eine große Bandbreite an zu bearbeitenden Materialien zur Verfügung. Rohre aus Metallen, Kunststoffen, Holz und sogar Papier können mit der Lasertechnik präzise geschnitten und geformt werden.
Kompatibilität von Metallen und Legierungen
Aluminium
Messing
Kupfer
Edelstahl
Titan
Vernickelte und verchromte Metalle
Legierungen aus Al, Cu, Fe, Ti usw.
Nichtmetallkompatibilität
Kunststoffe werden häufig bei der Rohrherstellung und in der Sanitärindustrie verwendet.
Holzrohre sind ein weniger verbreitetes Material, das hauptsächlich im Möbelbau verwendet wird.
Pappröhren sind eine kostengünstige Trägerstruktur für Toilettenpapier und Küchentücher.
Dicke- und Größenbeschränkungen
Die Möglichkeiten des Laserschneidens von Rohren werden in erster Linie durch die Maschinengröße und die Laserkonfiguration bestimmt. Im Folgenden sind die allgemeinen Dicken- und Größenbeschränkungen der Technologie aufgeführt.
Maximale Schnittlänge – 60 Zoll (18 m)
Maximaler Rohrdurchmesser – 24 Zoll (610 mm)
Maximale Wandstärke – 1 Zoll (25.4 mm)
Die meisten im Handel erhältlichen Rohrlaserschneidmaschinen verfügen nur über die Hälfte der oben genannten Fähigkeiten.
Rohrlaseranwendungen und Branchen
Laser-Rohrschneidedienste sind in vielen Branchen zum Standard geworden. Die Präzision und Genauigkeit lasergeschnittener Teile wird bei Hochleistungsanwendungen hoch geschätzt.
1. Luft-und Raumfahrtindustrie
Die Luft- und Raumfahrtindustrie benötigt präzisionsgeschnittene Rohre für Kraftstoff- und Sauerstoffversorgungssysteme.
2. Möbelbau
Holzrohre werden häufig (aber nicht ausschließlich) für Möbelkanten verwendet, und Metallrohre kommen oft für Möbelbeine zum Einsatz.
3. Sportausrüstung
Bei allen Sportgeräten werden Metallrohre und -leitungen zur strukturellen Unterstützung verwendet. Laser-Rohrschneidedienste werden zur Herstellung von Fahrradrahmen, Golfausrüstung, Hockeyschlägern und mehr eingesetzt.
4. Baugewerbe
Rohrlaserschneidmaschinen werden hauptsächlich zum Bearbeiten von runden und quadratischen Metallrohren verwendet. In der Bauindustrie werden diese Maschinen jedoch auch zum Schneiden von Strukturformen wie I-Trägern, Winkelstäben und U-Profilen verwendet.
5. Elektronische Geräte
Mithilfe der Rohrlaserschneidtechnologie werden Kühllösungen aus Kupfer und Aluminium für die Elektronik verarbeitet. Kühlkörper in Computersystemen erfordern präzise geschnittene Rohre mit Löchern für eine effiziente Wärmeübertragung.
6. Medizinische Ausrüstung
Die Medizinbranche erfordert Präzision-Metall schneiden Schläuche und Leitungen für verschiedene Instrumente wie Beatmungsgeräte, Dialysegeräte und Sauerstoffleitungen.
| Branche | Antragsprozess | Gewünschtes Attribut |
|---|---|---|
| Luft- und Raumfahrt | Kraftstoff, Sauerstoff und andere Liefersysteme. | Enge Toleranzen |
| Möbel | Kanten und Tischbeine. | schnelle Produktion |
| Sports | Sportspezifische Rahmen. | Verbesserte Transparenz und Nachvollziehbarkeit von Compliance-Prozessen |
| Hoch- und Tiefbau | Schneiden von Rohren und Strukturprofilen. | Verbesserte Transparenz und Nachvollziehbarkeit von Compliance-Prozessen |
| Elektronik | Rohre für Kühlkörper und Kühlsysteme. | Präzisionsgenauigkeit |
| Medizintechnik | Empfindliche medizinische Instrumente, einschließlich Beatmungsgeräte und Dialysegeräte. | Präzisionsgenauigkeit |
5 Schritte zur Auswahl der richtigen Laser-Rohrschneidemaschine für Ihre Anforderungen
Bei der Auswahl des richtigen Rohrlaserschneiders geht es darum, Ihre Bedürfnisse zu kennen und eine passende Maschine zu kaufen. Beachten Sie beim Kauf von Laser-Rohrschneidemaschinen immer diese fünf Schritte.
Materialwahl – Die von Ihnen gewünschte Materialauswahl bestimmt Ihren Lasertyp (Faser/CO2).
Rohrdimensionen – Die Größe des Maschinenbetts und des Spannfutters bestimmen die maximal unterstützte Rohrlänge und den Rohrdurchmesser.
Laserleistung – Die Laserleistung bestimmt die Schnittgeschwindigkeit und die Eindringtiefe.
Maschinentoleranz – Die Toleranz bzw. Schnittgenauigkeit bestimmt die Größendifferenz zwischen dem lasergeschnittenen Teil und den Eingabemaßen.
Freiheitsgrad (DOF) – Die Maschinen-DOF (Anzahl der Bewegungsachsen) bestimmt die Bewegung und Vielseitigkeit eines Laserschneiders. Maschinen mit mehr Achsen kosten deutlich mehr.
3 wertvolle Tipps für den Einstieg ins Laser-Rohrschneiden
Hier sind einige wichtige Lektionen für Anfänger, die in die komplexe Welt des Rohrlaserschneidens eintauchen.
Fokus auf die Produktion von Fertigteilen
Unternehmen, die von herkömmlichen mechanischen Werkzeugen auf Laserschneider umsteigen, sollten sich darauf konzentrieren, Fertigteile direkt auf der Maschine herzustellen. Bei herkömmlichen Schneidwerkzeugen sind Nachbearbeitungstechniken wie Entgraten, Polieren und Schleifen erforderlich.
Beim Laserschneiden von Rohren können jedoch fertige Teile hergestellt werden, die kaum oder gar keine Nachbearbeitung erfordern. Sie sollten die höhere Produktionsrate berücksichtigen, wenn Sie auf Laserschneiden umsteigen.
Erhöhen Sie die Kapazität Ihres Shops mit hauseigenen Rohrlasern
Bei der Investition in ein Rohrlaserschneidsystem geht es weniger um Kosteneffizienz als vielmehr um Produktionskapazität. Das automatisierte Laserrohrschneiden ist ideal für die Produktion großer Stückzahlen.
Laserschneider bieten mehr Vielseitigkeit in der Produktion und ermöglichen Ihnen, komplexere Schnitte mit unübertroffener Geschwindigkeit und Präzision durchzuführen.
Erwarten Sie eine etwas längere Amortisationszeit
Der Return on Investment (ROI) liegt vor, wenn ein Unternehmen seine Anfangsinvestition in neue Geräte zurückerhält. Im Allgemeinen sollte der ROI etwa 1-2 Jahre betragen. Unter bestimmten Bedingungen kann er auch viel länger dauern.
Die folgenden Faktoren wirken sich auf Ihren ROI aus.
Anzahl der gekauften Laserschneider.
Versteckte Kosten wie Installations- und Versandkosten.
Die Schulungszeit der Mitarbeiter wird bei der ROI-Berechnung nicht berücksichtigt.
Industrielle Konkurrenz durch andere Unternehmen.
Schlussfolgerung
Das Laserschneiden von Rohren ist ein hochpräziser Prozess mit umfangreichen Vorteilen in Hochleistungs-Industrieanwendungen. Fortschritte in der Lasertechnologie haben die Produktivität von Rohrlaserschneidern deutlich erhöht und den Einstiegspreis gesenkt. Unternehmen können heute viel gewinnen, wenn sie auf laserbasiertes Rohrschneiden umsteigen. Vorteile wie eine höhere Produktionsgeschwindigkeit und eine glattere Oberfläche sind bei der Produktion großer Stückzahlen von großem Wert. Laserrohrschneidemaschine ist ein Teil und eine Investition in das zukünftige Wachstum Ihres Geschäfts oder Ihrer Einrichtung.
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