Laserschneiden von Edelstahlblechen und -rohren

Dieser Artikel behandelt Edelstahl und wie man ihn mit Lasermaschinen schneidet. Wir werden andere besprechen Methoden von Schneiden rostfreier Stahl und sehen Sie, wie sie sich vom Laserschneiden unterscheiden und wie das Laserschneiden jede andere Methode übertrifft. Wir werden die Vorteile des Laserschneidens von Edelstahlblechen und -rohren, die verschiedenen Arten von Lasern, die in diesem Prozess verwendet werden, und die Optimierung des Schneidprozesses untersuchen, um die besten Ergebnisse zu erzielen.

Was ist Edelstahl?

Edelstahlbleche und -rohre haben ein breites Anwendungsspektrum, von der Architektur über die Automobilindustrie, die Medizin bis hin zu Lebensmitteln und Getränken; Nicht in jeder Branche werden Edelstahlbleche und -rohre in einem gewissen Umfang geschnitten. Das Schneiden von Edelstahl ist im Allgemeinen im Vergleich zu anderen Materialien wie Aluminium oder Kupfer schwierig. Das liegt an mehreren Faktoren, einschließlich Edelstahlsorten.

Edelstahl ist eine Legierung aus Eisen, Kohlenstoff und anderen Elementen, einschließlich Chrom, was ihm seine charakteristische Korrosionsbeständigkeit verleiht. Der Zusatz von Chrom macht das Material viel härter und schwieriger zu schneiden als andere Metalle wie Aluminium oder Kupfer.

Rostfreie Stähle können je nach Zusammensetzung und Eigenschaften in verschiedene Sorten eingeteilt werden. Die am häufigsten verwendeten Güten sind 304 und 316, die häufig in Anwendungen eingesetzt werden, die Korrosionsbeständigkeit erfordern, wie z. B. in der Lebensmittelindustrie, chemischen Anlagen und medizinischen Geräten.

Wie funktioniert eine Laserschneidmaschine?

Laserschneiden ist die hervorragendste Maschine, die in kleinen und großen Industrien zum präzisen Schneiden von Edelstahl und anderen Materialien verwendet wird. 

Eine Laserschneidmaschine verwendet a Hochleistungs-Laserstrahl zum Schmelzen, Verbrennen oder Verdampfen des Schneidmaterials. Ein Laserresonator erzeugt den Laserstrahl, der ein Verstärkungsmedium enthält, das von einer Energiequelle wie einem Lichtbogen, einer Blitzlampe oder einer Diode angeregt wird.

Wenn der Laserstrahl auf die Oberfläche des Edelstahlblechs fokussiert wird, erhitzt er das Material bis zum Schmelz- oder Verdampfungspunkt, wodurch eine schmale Kerbe oder ein schmaler Schnitt entsteht. Spiegel und Linsen führen den fokussierten Laserstrahl, um ein präzises Schneiden zu gewährleisten, und die Intensität und Dauer des Strahls können gesteuert werden, um unterschiedliche Schnitttiefen und -breiten zu erreichen.

In einigen Fällen kann eine Laserschneidmaschine auch ein Gas wie Sauerstoff oder Stickstoff verwenden, um das Schneiden zu unterstützen. Das Gas hilft, das geschmolzene Material wegzublasen und kann die Geschwindigkeit und Qualität des Schnitts erhöhen.

Laserschneiden ist eine präzise und effiziente Methode zum Schneiden von Edelstahlblechen und bietet eine hohe Genauigkeit und Flexibilität für verschiedene Anwendungen.

CO2 vs. Faserlaser-Schneidemaschinen

Hier sind zwei Arten von Laserschneidmaschinen für Edelstahl.

CO2-Laserschneidmaschinen

Diese Maschinen Verwenden Sie einen Gaslaser, um Edelstahl zu schneiden. Der Laser wird erzeugt, indem eine Mischung aus Kohlendioxid-, Stickstoff- und Heliumgasen mit elektrischem Strom angeregt wird. CO2-Laserschneidmaschinen sind vielseitig und können eine Vielzahl von Materialien schneiden, einschließlich Edelstahl. Sie sind in der Regel günstiger als andere Laserschneidmaschinen, was sie für industrielle Anwendungen beliebt macht.

Faserlaserschneidemaschinen

Diese Maschinen Verwenden Sie einen Festkörperlaser, um Edelstahl zu schneiden. Der Laser wird erzeugt, indem ein hochintensiver Lichtstrahl durch ein Glasfaserkabel geleitet wird. Faserlaserschneidmaschinen sind teurer als CO2-Laserschneidmaschinen, bieten aber mehrere Vorteile.

Sie sind schneller und präziser und zudem energieeffizienter. Faserlaser-Schneidmaschinen sind ideal zum Schneiden dünner Edelstahlbleche und werden häufig in der Automobil- und Elektronikindustrie eingesetzt. 

Vergleich von CO2- und Faserschneidemaschinen

Laserquelle: CO2-Laser verwenden ein Gasgemisch, um den Laserstrahl aus dem Laserkopf zu erzeugen, während Faserlaser eine Diode und ein Glasfaserkabel verwenden. Faserlaser haben eine höhere Umwandlungseffizienz und erzeugen bei gleicher Eingangsenergie mehr Laserleistung. Dies kann zu höheren Schnittgeschwindigkeiten und niedrigeren Betriebskosten für Faserlasermaschinen führen.

Schneidgeschwindigkeit: Faserlasermaschinen sind im Allgemeinen schneller als CO2-Lasermaschinen zum Schneiden von Edelstahl, insbesondere von dünnen Blechen. Denn Faserlaser haben eine höhere Leistungsdichte und können das Material schnell durchtrennen.

Schnittqualität: CO2- und Faserlaser können Edelstahl mit hoher Qualität schneiden, aber Faserlaser sind im Allgemeinen besser geeignet, um Präzision zu erreichen. Die Schnittqualität ist auch ordentlich mit minimalen Wärmeeinflusszonen (HAZ). Faserlaser haben eine kleinere Punktgröße und können den Laserstrahl enger fokussieren.

Instandhaltung: CO2-Laser erfordern mehr Wartung als Faserlaser, weil sie mehr Komponenten haben, die sich mit der Zeit abnutzen oder angepasst werden müssen. Faserlaser sind jedoch empfindlicher gegenüber Staub und anderen Verunreinigungen, die ihre Leistung beeinträchtigen können, wenn sie nicht ordnungsgemäß gewartet werden. Sie können diesen Leitfaden lesen, um zu lernen wie man Laserschneider wartet.

Kosten: Faserlasermaschinen sind im Allgemeinen teurer als CO2-Laser Maschinen, bieten aber im Laufe der Zeit schnellere Schnittgeschwindigkeiten und niedrigere Betriebskosten. Die spezifischen Kosten für jeden Maschinentyp können jedoch je nach Hersteller, Modell und Ausstattung stark variieren.

Andere Methoden zum Schneiden von Edelstahl

Obwohl schwer zu schneiden, kann rostfreier Stahl mit verschiedenen Werkzeugen, hartmetallbestückten oder diamantbeschichteten Klingen, geschmierter Schnittfläche und Anwendung geeigneter Schnittgeschwindigkeiten und Vorschübe geschnitten werden.

Im industriellen Maßstab ist die Verwendung von Handwerkzeugen jedoch obsolet geworden. Maschinen sind darauf ausgelegt, Edelstahl präzise zu schneiden, was dem Endprodukt mehr Finesse verleiht. 

Hier sind verschiedene Methoden zum Schneiden von Edelstahlblechen und -rohren.

Plasmaschneiden

Plasmaschneiden ist ein Metallschneideverfahren, bei dem ein Hochtemperatur-Plasmalichtbogen verwendet wird, um verschiedene Arten von Metallen zu schmelzen und zu durchtrennen. Dieser Prozess wird üblicherweise verwendet, um Edelstahl und andere Metalle wie Aluminium, Kupfer und Kohlenstoffstahl zu durchtrennen. Weitere Einzelheiten zum Unterschied zwischen Plasma- und Faserlaserschneiden finden Sie in unserem zuvor verfassten Blog: „Laserschneiden vs. Plasmaschneiden: Welches Verfahren ist besser für Sie?"

Sogar das Plasmaschneiden hat zwei Arten von Systemen. Der Unterschied liegt in der Gasart des Plasmabrenners. 

Ein kostengünstigeres Plasma-CNC-System verwendet nur Luft. Es schneidet nur 25 mm dicke Edelstahlbleche. Es verwendet 78 % Stickstoff und 20 % Sauerstoff, was nach dem Schnitt zu einem schwarzen Finish führen kann. Die Oberflächenqualität von den Kanten ist ebenfalls rau. 

Es gibt Plasmasysteme im industriellen Maßstab, die eine Vielzahl von Gasen und Kombinationen verwenden, um ein glattes und glänzendes Finish zu erzielen. Das Gas wird durch eine kleine Düse geleitet, die den Lichtbogen fokussiert und seine Temperatur erhöht und bis zu 30,000 Grad Fahrenheit erreicht. Die Wahl des Gases hängt von der Dicke des Materials und der Anwendung ab. Die Wahl der Gase hängt davon ab, ob Sie ein Mehrgas-, mechanisiertes Plasma- oder Zweigassystem haben. Die üblichen Gase, die in einem Plasmasystem verwendet werden, sind:

• Stickstoff: Dieses Gas wird häufig beim Plasmaschneiden von Edelstahl verwendet, da es einen qualitativ hochwertigen Schnitt mit minimaler Oxidbildung erzeugt.
• Argon: Argon ist ein weiteres Gas, das häufig beim Plasmaschneiden von Edelstahl verwendet wird, da es einen glatten, sauberen Schnitt erzeugt.
• Wasserstoff: Wasserstoff wird manchmal beim Plasmaschneiden von rostfreiem Stahl verwendet, da er ein Plasma mit sehr hoher Temperatur erzeugt, das zum Schneiden dickerer Materialien nützlich sein kann.
• Sauerstoff: Sauerstoff kann zum Plasmaschneiden von rostfreiem Stahl verwendet werden, erzeugt jedoch tendenziell einen gröberen Schnitt mit mehr Oxidansammlungen als Stickstoff oder Argon. Reiner Sauerstoff wird nicht empfohlen, da er zu einer oxidierten Oberfläche führen kann. 

Vorteile 

• Plasmastrahlen können Temperaturen von bis zu zehntausend Grad Celsius erzeugen, was sie für verschiedene industrielle Prozesse wie Schneiden, Schweißen und Oberflächenbehandlung geeignet macht.
• Der Plasmastrahl hat eine hohe Energiedichte, die es ihm ermöglicht, verschiedene unmögliche chemische Reaktionen mit herkömmlichen Methoden durchzuführen.
• Plasmajets können für verschiedene Anwendungen wie Materialbearbeitung, Oberflächenmodifikation und biomedizinische Anwendungen eingesetzt werden.
• Ein Plasmastrahl benötigt keinen direkten Kontakt mit dem Material, was ihn ideal für die Bearbeitung empfindlicher Materialien macht.
• Plasmadüsen können je nach Anwendungsanforderungen einfach vergrößert oder verkleinert werden.

Nachteile des Plasmastrahls:

• Es erzeugt hohe Temperaturen und kann bei unsachgemäßer Handhabung schwere Verbrennungen oder Verletzungen verursachen.
• Es kann teuer in der Anschaffung und Wartung sein, was es für kleine Anwendungen weniger zugänglich macht.
• Erfordert eine kontinuierliche Gasversorgung, um den Plasmazustand aufrechtzuerhalten, was kostspielig sein kann.
• Aufgrund seiner begrenzten Eindringtiefe ist es für die Verarbeitung dicker Materialien ungeeignet.
• Aufgrund der hohen Energiedichte des Plasmas kann es zu Schäden am zu bearbeitenden Material kommen.

Water Jet Cutting

Wasserstrahlschneiden ist ein Präzisionsschneideverfahren, bei dem ein Hochdruckwasserstrahl mit abrasiven Materialien gemischt wird, um Materialien wie Edelstahl zu durchtrennen. Der Prozess beinhaltet das Drücken von Wasser auf extrem hohe Werte (normalerweise zwischen 30,000 und 90,000 psi), das dann durch eine kleine Düse gedrückt wird.

Der Wasserstrahl wird mit abrasiven Materialien wie Granat vermischt, was dazu beiträgt, das zu schneidende Material zu erodieren. Der Strahl aus Wasser und abrasiven Materialien wird auf das zu schneidende Material gerichtet, und die Kombination aus Hochdruckwasser und abrasiven Materialien ermöglicht ein präzises Schneiden. Um den Unterschied zwischen Wasserstrahl- und Faserlaserschneiden zu kennen, können Sie den Blog lesen, den wir zuvor geschrieben haben: „Laserschneiden vs. Wasserstrahl: Welches soll man wählen?"

Vorteile

• Präzise Schnitte mit hoher Genauigkeit machen es zur idealen Wahl für das Schneiden komplizierter Designs oder Formen. Im Gegensatz zu anderen Schneidverfahren wie Plasma- oder Laserschneiden entsteht beim Wasserstrahlschneiden keine Wärmeeinflusszone (WEZ) im zu schneidenden Material
• Wasserstrahlen können neben Edelstahl viele andere Materialien schneiden, darunter Metalle, Kunststoffe, Keramik und Verbundwerkstoffe. 
• Das Wasserstrahl-Schneidverfahren erzeugt keine schädlichen Dämpfe oder Staub und ist somit eine umweltfreundliche Option.

Nachteile

• Aufgrund der langsamen Schnittgeschwindigkeit ist es weniger geeignet für Produktionsumgebungen mit hohen Stückzahlen.
• Aufgrund der für den Schneidprozess erforderlichen Hochdruckpumpen und abrasiven Materialien kann es teurer werden. 
• Wasserstrahlschneiden kann eine breitere Schnittfuge (die Breite des Schnitts) erzeugen als andere Schneidverfahren.
• Das Wasserstrahlschneiden ist in der Dicke des zu schneidenden Materials begrenzt und möglicherweise nicht die beste Option für Materialien mit einer Dicke von mehr als 6 Zoll.

Laserschneiden im Vergleich zu anderen Schneidmethoden

Hier sind mehrere Gründe, warum das Laserschneiden ein ideales Verfahren zum Schneiden von Edelstahlblechen und -rohren im industriellen Maßstab ist:

Präzision: Laserschneiden bietet hohe Präzision, Genauigkeit und das Wesentliche beim Schneiden von Edelstahlblechen und -rohren. Sie können selbst die dünnsten Materialien mit hoher Genauigkeit durchschneiden, was zu einem sauberen und präzisen Schnitt führt.

Geschwindigkeit:  Laserschneiden ist ein schnelles Verfahren, mit dem Edelstahlbleche und -rohre schnell durchtrennt werden können, was es ideal für industrielle Anwendungen macht.

Vielseitigkeit: Laserschneidmaschinen können so programmiert werden, dass sie verschiedene Formen und Designs schneiden, was sie zu einem vielseitigen Verfahren macht, das an verschiedene Branchen und Anwendungen angepasst werden kann.

Weniger Abfall: Präzises Schneiden erzeugt weniger Abfallmaterial, da Material nur dort entfernt wird, wo es notwendig ist.

Kosteneffizient: Obwohl die Anfangsinvestition in eine Laserschneidmaschine hoch sein kann, sind die Betriebs- und Wartungskosten der Maschine relativ niedrig.

Faktoren, die das Laserschneiden von Edelstahl beeinflussen

Materialstärke: Die Dicke des Edelstahlblechs beeinflusst den Laserschneidprozess, da dickere Bleche mehr Leistung und längere Bearbeitungszeiten zum Schneiden benötigen.

Laserleistung: Die beim Schneidprozess verwendete Laserleistung beeinflusst die Geschwindigkeit und Qualität des Schnitts. Laser mit höherer Leistung können dickere Bleche schneiden.

Strahlqualität: Auch die Qualität des Laserstrahls beeinflusst den Schneidprozess. Ein hochwertiger Strahl erzeugt einen saubereren, präziseren Schnitt.

Fokusposition: Die Position des Laserfokus beeinflusst den Schneidprozess. Die richtige Fokusposition ist entscheidend für einen präzisen und sauberen Schnitt.

Gasart und Druck: Die Art und der Druck des beim Schneidvorgang verwendeten Gases beeinflussen die Schnittqualität. Sauerstoff, Stickstoff und Luft sind häufig verwendete Gase beim Laserschneiden, und ihre Druckniveaus können angepasst werden, um den Schneidprozess zu optimieren.

Schneidgeschwindigkeit: Die Geschwindigkeit, mit der sich der Laser über das Material bewegt, beeinflusst die Qualität und Präzision des Schnitts. Eine langsamere Schnittgeschwindigkeit führt im Allgemeinen zu einem saubereren und präziseren Schnitt.

Schneidhilfsgas: Das beim Laserschneiden verwendete Schneidhilfsgas trägt dazu bei, das geschmolzene Material aus dem Schnitt zu entfernen. Dieses Gas kann die Qualität und Präzision des Schnitts sowie die Geschwindigkeit des Schneidvorgangs beeinträchtigen.

Was sind Nachbearbeitungsschritte nach dem Schneiden von Edelstahl?

Nach dem Schneiden von Laserblechen und -rohren von einer Laserschneidmaschine sind mehrere Nachbearbeitungsschritte erforderlich, darunter:

• Reinigung: Der erste Schritt bei der Nachbearbeitung von lasergeschnittenen Teilen ist die Reinigung. Es beinhaltet das Entfernen von Schlacke, Schmutz oder Rückständen, die nach dem Schneiden auf den Teilen zurückgeblieben sind. Die Reinigung kann manuell oder mit Hilfe automatisierter Systeme wie einer Drahtbürste oder eines Luftkompressors erfolgen.
• Entgraten: Beim Laserschneiden können scharfe Kanten und Grate an den geschnittenen Teilen entstehen. Beim Entgraten werden diese Grate entfernt, um eine glatte Schnittkante zu erzeugen. Das Entgraten kann manuell oder mit Hilfe automatisierter Systeme, wie z. B. einer Vibrationsentgratmaschine, erfolgen.
• Schleifen: Schleifen kann erforderlich sein, wenn die Schnittkanten eine spezielle Oberflächenbehandlung erfordern oder wenn die Teile an spezielle Anforderungen angepasst werden müssen. Das Schleifen kann manuell oder mit Hilfe automatisierter Systeme wie Bandschleifer oder Tellerschleifer erfolgen.
• Oberflächenbehandlung: Je nach Verwendungszweck der Teile kann eine Oberflächenbehandlung erforderlich sein, um ihre Haltbarkeit, Korrosionsbeständigkeit oder ihr Aussehen zu verbessern. Einige gängige Oberflächenbehandlungsoptionen umfassen Sandstrahlen, Lackieren, Pulverbeschichten oder Eloxieren.
• Inspektion: Nachdem die Teile gereinigt, entgratet und behandelt wurden, sollten sie zur Qualitätssicherung inspiziert werden. Die Prüfung kann visuell oder mit Hilfe automatisierter Systeme, wie z. B. einer Koordinatenmessmaschine, erfolgen.

Sicherheitsmessungen für Laserschneidmaschinen

• Tragen Sie geeignete persönliche Schutzausrüstung (PSA) wie Schutzbrille, Gesichtsschutz, Handschuhe und Kleidung, die Ihren ganzen Körper bedeckt.
• Stellen Sie sicher, dass die Laserschneidmaschine in gutem Betriebszustand ist und verfügt über alle erforderlichen Sicherheitsfunktionen wie Not-Aus-Tasten, Verriegelungen und Barrieren.
• Stellen Sie sicher, dass die Laserstrahlweg frei ist und dass der Laserstrahl nicht von einer Oberfläche reflektiert werden und eine Gefahr für Bediener oder Umstehende darstellen kann.
• Lassen Sie die Laserschneidmaschine niemals unbeaufsichtigt während es läuft. Bleiben Sie stets wachsam und aufmerksam, um ungewöhnliches Verhalten der Maschine zu beobachten.
• Halten Sie den Arbeitsbereich sauber und frei von Unordnung. Es verhindert Stolperfallen und sorgt für einen effizienten Betrieb der Laserschneidmaschine.
• Stellen Sie sicher, dass die Werkstück richtig befestigt und eingespannt ist bevor Sie mit dem Schneidevorgang beginnen.
• Nur geschultes und autorisiertes Personal sollte tätig sein die Laserschneidmaschine.
• Befolgen Sie die Anweisungen des Herstellers für Betrieb, Wartung und Reparatur der Laserschneidmaschine.

Baison Laserschneidemaschinen für Edelstahlbleche und -rohre

Baison ist ein weltweit vertrauenswürdiger Hersteller von Laserschneidmaschinen. Unsere Maschinen bieten eine superschnelle Produktion, ein benutzerfreundliches Design und flexible Fasenoperationen für unterschiedliche Aufgaben.

Unsere Blechschneidemaschinen gibt es in folgenden Ausführungen:

• Blechlaserschneidemaschine der Einstiegsklasse
• Überlegene Laserschneidmaschine für Bleche
• Leistungsstarke Laserschneidmaschinen für Blech

Zusammenfassung

Edelstahl-Laserschneidmaschinen sind genau, präzise und schnell und reduzieren die gesamten Wartungs- und Nachbearbeitungskosten der Produktion. Die Produktionsmenge kann das Geschäft ankurbeln und sie zur idealen Wahl zum Schneiden von Edelstahlblechen und -rohren unterschiedlicher Dicke in jeder Branche machen. Kontaktieren Sie uns für weitere Informationen zu unseren Lasermaschinen und zum Laserschneiden. 

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