Aber das Schneiden von hartem, transparentem Material wie Glas bringt seine eigenen Herausforderungen mit sich. Es kann bei plötzlichem Aufprall zerspringen und zu großen und gefährlichen Scherben führen.
Dieser Artikel listet die zehn wichtigsten Dinge auf, die Sie über das Laserschneiden von Glas und seine Maschinen wissen müssen, um maximale Gewinne zu erzielen.
Die Grundlagen des Laserglasschneidens
Beim Laserschneiden von Glas wird das Glas mithilfe eines konzentrierten und fokussierten Laserstrahls selektiv geschmolzen. Der Laserstrahl berührt die Glasoberfläche weniger als eine Sekunde lang.
In dieser kurzen Zeit überträgt der Laser seine gesamte Energie auf das Glas, ohne dass es sich verzieht oder bricht. Abgesehen von einigen Handgeräten verwenden alle Laserschneider CNC-Steuerungen zur Steuerung des Schneidkopfes. Gewährleistung präziser und präziser Schnitte jedes Mal.
Glas ist schwer zu schneiden, da es sehr spröde ist und bei plötzlichen Stößen Risse bekommt. Bei herkömmlichen Methoden zum Schneiden von Glas wird ein extrem scharfes Material (Diamant, Wolframkarbid oder gehärteter Stahl) in die Glasoberfläche eingeschnitten und mit einem gezielten Stoß zur Seite versetzt.
Obwohl die traditionellen Methoden ein bewährtes Verfahren sind, mangelt es ihnen an Vielseitigkeit und sie können keine komplexen Formen erzeugen. Das Laserschneiden von Glas ist schneller, sicherer, vielseitiger und erfordert kaum oder gar keine Schulung des Personals.
Die Forschung zeigt, dass Bearbeitung von Glasmaterialien mit Laserschneidmaschinen hat keinen Einfluss auf die Materialstärke oder thermische Stabilität. Das Laserschneiden von Glas bietet mehrere Vorteile des mechanischen Schneidverfahrens.
Arten von Laser-Glasschneidemaschinen
Laserschneidmaschinen werden hauptsächlich nach der Art der Laserquellen kategorisiert. Im Folgenden sind die vier gängigsten Arten von Lasermaschinen aufgeführt, die zum Glasschneiden verfügbar sind.
- CO2-Laserschneider
CO2-Laser verwenden eine Glaskammer, die mit einer Gasmischung gefüllt ist, die durch elektrischen Hochspannungsstrom angeregt wird. Die Gasmoleküle strahlen Lichtenergie ab, die zu einem Laserstrahl verstärkt wird.
- Faser-Laser-Cutter
Faserlaser sind moderne Laserschneidmaschinen, die optische Fasern als Verstärkungsmedium nutzen. Sie nehmen vorhandenes Licht und reflektieren es in einem Glasfaserkabel, bis es sich in einen Laser verwandelt.
- Kristall-Laserschneider
Kristalllaser verwenden einen Nd:YAG-Kristall (Neodym-dotierter Yttrium-Aluminium-Granat) als Verstärkungsmedium. Diese Laser werden hauptsächlich in medizinischen Geräten eingesetzt.
- Diodenlaserschneider
Diodenlaserschneider funktionieren, indem sie eine Halbleiterdiode erregen, bis sie Licht freisetzt, das dann zu einem Laser verstärkt wird. Dioden sind Elektronikgeräte mit geringem Stromverbrauch und können daher keine hohe Laserleistung erzeugen.
Die 10 wichtigsten Dinge, die Sie über das Laserschneiden von Glas und seine Maschinen wissen sollten
Das Laserschneiden von Glas ist ein komplexer Prozess, bei dem der Maschinenbediener im Vorfeld einige wichtige Dinge wissen muss.
Wir haben eine detaillierte Liste der zehn wichtigsten Dinge zusammengestellt, die Sie über das Laserschneiden und seine Maschinen wissen sollten.
1 – Natronkalkglas lässt sich leichter schneiden
Das Glas gibt es in mehreren Varianten, und jede soll ihre natürlichen Materialeigenschaften verstärken.
Glasmalerei verändert den Brechungsindex und die Farbe von Glas durch Einbringen von Metallzusätzen.
Borosilikatglas verfügt durch den Zusatz von Boroxid über eine außergewöhnlich hohe thermische und chemische Beständigkeit.
Limonadenglas ist weniger belastbar als Borosilikat, aber wesentlich günstiger und einfacher zu verarbeiten. Für eine bessere thermische Beständigkeit kann es nach der Verarbeitung auch getempert werden.
Aufgrund der Beständigkeit von Borosilikat gegenüber thermischer Energie kann es mit den meisten Laserschneidmaschinen nicht geschnitten werden. Währenddessen schmilzt Natronkalkglas unter dem Laserstrahl, widersteht aber dennoch Rissen und unerwünschtem Schmelzen.
2 – Laserschneider sind schneller als herkömmliche Glasschneidemethoden
Ein geschickter Handwerker kann Glas schnell und präzise schneiden. Dank jahrelanger Erfahrung konnten sie ihre Fähigkeiten perfektionieren.
Aber selbst der erfahrenste Mensch kann mit der außergewöhnlichen Schnittgeschwindigkeit eines Laserschneiders nicht mithalten. Komplexe Formen und Designs stellen immer noch eine Herausforderung für erfahrene Glasschneider dar. Die Gefahr der Rissbildung hindert sie daran, Glas mit hoher Geschwindigkeit zu schneiden.
Glücklicherweise gibt es bei Laserschneidmaschinen keine derartigen Einschränkungen. Das einzige bewegliche Teil beim Laserschneiden ist der Schneidkopf. Dadurch erfährt das Glaswerkstück keine Vibrationen, Erschütterungen oder unbeabsichtigten Stöße, wodurch die Gefahr von Rissen verringert wird.
Ohne dass das Risiko besteht, dass das Glas bricht, kann der Laserstrahl Formen schneller schneiden als jeder Mensch.
3 – Lasergeschnittenes Glas muss nicht geschliffen werden
Traditionelles Glasschneiden erfordert ein scharfes Werkzeug zum Ritzen und einen gezielten leichten Schlag, um einen Riss zu erzeugen. Diese Methode führt zu rauen Kanten rund um das geschnittene Glas, was sehr gefährlich ist.
Daher müssen alle mechanisch geschnittenen Glasformen einen Schleifprozess durchlaufen, um die Kanten zu glätten.
Da der Laserstrahl die Kanten schmilzt, entsteht eine viel sauberere und glattere Außenkante, sodass kein Schleifen nach dem Schneiden erforderlich ist.
4 – Ein leistungsstarker Laserstrahl führt zu Brandflecken
Hochleistungslaser sind beim Schneiden von Metallen nützlich, beim Glasschneiden sind sie jedoch überflüssig geworden. Wenn Sie eine Glasscheibe nicht mit einem Laser unter 1 kW schneiden können, ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass Sie mit einer Erhöhung der Laserleistung keinen weiteren Erfolg haben werden.
Das Glas reflektiert den größten Teil der sichtbaren Laserenergie. Daher wird überschüssige Energie an die Seiten abgegeben, was dazu führt, dass die Glasscheibe verbrennt statt zu schneiden.
Beim Glasschneiden spielt die Laserwellenlänge eine größere Rolle. Ultraviolettes (UV) intensives Licht (Laser) bei niedrigerer Wattzahl ist weitaus leistungsfähiger als ein Laser mit sichtbarem Licht bei höherer Wattzahl.
5 – Vermeiden Sie handgeführte Laserschneider
Handlaser sind eine hervorragende Lösung zum schnellen Schneiden großer und vereinfachter Formen. Aber bei Glasscheiben können handgehaltene Lasermaschinen unbekannte Variablen und menschliches Versagen verursachen.
Für kleine Unternehmen bietet ein Handgerät mit der Zeit weniger Wert. Schließlich können kleine Unternehmen nicht in vollem Umfang von der Portabilität und hohen Wattleistung handgehaltener Faserlasersysteme profitieren.
Die Präzision und Genauigkeit eines CNC-Glaslaserschneiders sind wertvoller als die Tragbarkeit einer handgeführten Lasermaschine.
6 – Verwenden Sie beim Laserschneiden von Glas kurze Impulse
Glasscheiben sind für eine längere Laserbelichtung nicht gut geeignet. Die überschüssige Energie dringt nicht in die Glasschicht ein. Stattdessen strahlt es zu den Seiten ab.
Kurze Impulse eines Laserstrahls geben gerade genug Energie ab, um dünne Materialien zu schmelzen, und wiederholte Durchgänge ermöglichen es sogar Lasern mit geringer Leistung, dicke Glasplatten zu durchschneiden.
Studien haben gezeigt, dass Laser für präzise Schnitte nur eine Femtosekunde Kontakt mit dem Glas haben müssen. Eine Femtosekunde ist ein Billiardstel einer Sekunde, also 14 Nullen nach dem Komma.
7 – Die Laserleistung ist nicht so wichtig
Die gängigsten Arten von Glaslaserschneidmaschinen verwenden nur einen 30-40 W CO2-Laser. Noch mehr Leistung, und Sie geben mehr Geld für null Zusatznutzen aus. Schließlich werden im industriellen Umfeld zumeist Glasscheiben mit einer Dicke von weniger als 0.2 mm (6 Zoll) geschnitten.
Die meisten Unternehmen schneiden keine 12 mm dicken Glasmaterialien, und selbst wenn dies der Fall wäre, wäre ein schwacher Laser mit mehreren Durchgängen mehr als ausreichend.
Ein Laserschneider maximiert die Leistung des Laserlichts und minimiert seine Kontaktzeit. Gepulste Laser wurden genau für diesen Zweck entwickelt.
8 – Sie können Glas mit CO2-, Dioden- und Faserlasern schneiden
Die Art der Laserschneidmaschine ist beim Glasschneiden kein entscheidender Faktor. Da die Laserleistung keine große Rolle spielt, sind sogar diodenbasierte Laserschneider eine akzeptable Lösung.
Lasertypen sind für die eigentliche Schneidfunktion der Maschine weniger wichtig. Aber die Wahl des richtigen Lasertyps hilft Ihnen, Wartungs- und Energiekosten zu sparen.
CO2-Laser haben die geringste Lebensdauer der Gruppe, und Diodenlaser haben die höchste elektrische Leistung. Faserlaser bieten jedoch das Beste aus beiden Welten hinsichtlich Effizienz, Langlebigkeit und Leistung.
9 – Hochwertige Servomotoren sorgen für präzise Schnitte
Laserpunktdurchmesser, Linsenqualität und Laserquelle sind nicht die einzigen Messgrößen für die Präzisionsmessung. Letztendlich wird das Laserlicht durch Servomotoren und Zahnriemen gesteuert.
Auch die XYZ-Bewegung des Lasers muss präzise sein. Andernfalls würde die Präzision des Laserstrahls beeinträchtigt.
Während sich der Laserschneider über die Glasoberfläche bewegt, verhindert die Kraft des Laserkopfes, dass er plötzlich anhält. Daher werden Sie oft sehen, dass eine Laserschneidmaschine ihre X/Y-Positionsgenauigkeit anpreist.
Ein kleiner Laserpunktdurchmesser und eine höhere Positionsgenauigkeit sind für präzises Laserschneiden unerlässlich.
10 – Die Kosten einer Lasermaschine sind variabel
Die Kosten für einen Laserschneider sind nicht immer einfach abzuschätzen. Der Lasertyp, der Arbeitsbereich der Maschine, die Laserleistung, die Präzision und der Kundendienst wirken sich alle auf den Endpreis aus.
Da der Preis einer Lasermaschine sehr unterschiedlich ist, profitieren Sie nicht immer vom teuersten Modell. Wählen Sie immer einen Laserschneider, der Ihren Anforderungen beim Glasschneiden am besten entspricht.
Anwendungen des Laserglasschneidens
Lasergeschnittenes Glas rückt langsam in den Mittelpunkt der Technologiebranche. Glas ist ein hochwertiges transparentes Material mit mehreren entscheidenden Vorteilen gegenüber anderen Materialien.
Da die Nachfrage nach Glas so hoch wie eh und je ist, sind Laserschneidmaschinen eingetreten, um hochwertige Schneid- und Bearbeitungsdienstleistungen sicherzustellen.
Im Folgenden sind nur einige der vielen Anwendungsfälle des Laserschneidens von Glas aufgeführt.
Intelligente Geräteanzeigen
Die größte Innovation der letzten zwei Jahrzehnte waren hochwertige Glasdisplays. Premium-Smartphones und -Tablets verwenden die neuesten und besten Glasdisplays, deren Zuschnitt millimetergenau ist.
Durch das Laserschneiden können Hersteller schnell hochwertige Glasdisplays herstellen, was zu geringeren Kosten und noch geringeren Fehlerraten führt.
Mit dem explosionsartigen Wachstum von Smart Wearables wie AR-Headsets, Smartwatches und mehr sehen wir eine größere Nachfrage nach präzisionsgeschnittenen Glasdisplays mit einem Laserschneider.
Mikroelektronische Geräte
Auch in mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) ist Glas ein begehrtes Material. Die Nichtleitfähigkeit, das durchsichtige Aussehen und die Korrosionsbeständigkeit von Glas werden bei der Konstruktion empfindlicher elektrischer Geräte sehr geschätzt.
Als Substrat (Rückplatte) für MEMS-Geräte werden dünne Glasscheiben verwendet. Mit Laserschneidmaschinen können Hersteller eine gleichbleibende mikroskopische Genauigkeit aller empfindlichen Elektronikgeräte gewährleisten.
Medizinische Ausrüstung
Die medizinische Industrie liebt Glas auch wegen seiner Inertheit, Hitzebeständigkeit und einfachen Sterilisierbarkeit. Das Laserschneiden hat maßgeblich dazu beigetragen, den medizinischen Fortschritt auf die nächste Stufe zu heben.
Lasergeschnittenes Glas wird häufig in Objektträgern, Deckgläsern und Deckgläsern verwendet.
Optische Geräte
Optische Geräte sind mittlerweile in jeder Branche vorhanden. Von Kameras über Laser-Cutter-Fokuslinsen bis hin zu empfindlichen elektronischen Sensoren.
Laserschneidmaschinen ermöglichen es dem Bediener, auch dickere Materialien präzise zu schneiden. Das heißt, unabhängig von der Linsengröße oder -stärke sollte das Laserschneiden von Glas ein einfacher Vorgang sein.
Lasergravur und -ätzung
Glaslaserschneider verfügen außerdem über zusätzliche Funktionen wie Gravieren und Ätzen. Das Markieren von Oberflächen ist in vielen Leistungsanwendungen eine Notwendigkeit. Wichtige Details zum Produkt oder seiner Umgebung sollten deutlich dargestellt werden.
Lösungen wie Farben oder gedruckte Aufkleber haben keine lange Lebensdauer. Regen, Staub oder Abrieb können mit der Zeit Markierungen von Glasoberflächen entfernen.
Durch Ätzen und Gravieren können Hersteller ihre Produkte dauerhaft kennzeichnen, ohne Angst vor Abnutzung haben zu müssen. Das Ätzen ist ein großer Vorteil für empfindliche Laborgeräte, die nur minimale Störungen durch äußere Elemente erfordern.
3 Faktoren, die Sie bei der Auswahl einer Laser-Glasschneidemaschine berücksichtigen sollten
Für die meisten Unternehmen sollte ein Glaslaserschneider einer renommierten Marke ausreichen.
Aber für Verbraucher, die den Wert ihrer Laserschneidmaschine maximieren möchten, sind hier einige Faktoren zu berücksichtigen.
- Glasart
Mit dem Laserschneiden können alle Arten von Glasmaterialien bearbeitet werden, von gehärtetem Glas über Borosilikatglas bis hin zu Natronkalk. Wählen Sie eine Laserschneidmaschine, die für Ihre spezifischen Glasschneidanforderungen am besten geeignet ist.
Borosilikatglas und gehärtetes Glas erfordern spezielle Laserbetriebsmodi.
- Schneiden Präzision
Achten Sie besonders auf die Qualität der Motoren. Eine hochwertige Laserschneidmaschine mit hochwertigen rotierenden Teilen bietet eine höhere Schnittpräzision.
- Kosten und Wartung
Für Laserschneider fallen direkte und indirekte Kosten an. Direkte Kosten sind die einmaligen Investitions- und Versandkosten.
Wartung, elektrische Effizienz und Teileaustausch machen den Großteil der indirekten Kosten aus.
Schlussfolgerung
Lasergeschnittenes Glas ist aus mehreren Gründen erstaunlich. Es ist schneller, genauer und bequemer. Der Prozess unterscheidet sich jedoch stark vom Laserschneiden anderer Materialien wie Metalle, Stoffe, Kunststoffe und Holz. Die gleichen Eigenschaften von Glas, die es zu einem attraktiven Material machen, tragen auch zu Herausforderungen beim Schneiden bei.
Das Erlernen der Grundlagen des Laserschneidens wird Unternehmen dabei helfen, fundiertere Kaufentscheidungen zu treffen, die direkt zu höheren Gewinnen und Produktivität führen.
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