Was sind die Anwendungsbranchen von CO2-Laserschneidmaschinen?

Laserschneiden ist eine beliebte Technik, die in verschiedenen Branchen weit verbreitet ist. Seit den 1970er Jahren hat die Entwicklung von CO2-Lasergeneratoren und numerischer Steuerungstechnologie CO2-Laserschneidmaschinen zu einem sehr fortschrittlichen Schneidwerkzeug gemacht. Diese Maschinen werden für gerade Schnitte, Kurvenschnitte und zum Bohren von Löchern in Holz, Acryl, Kunststoff und sogar Metallmaterialien verwendet. Im Vergleich zu anderen Schneidgeräten bietet die CO2-Laserschneidmaschine viele Vorteile wie hohe Schnittpräzision, schnelle Verarbeitungsgeschwindigkeit und gute Qualität der fertigen Produkte, sodass sie nach und nach andere Schneidwerkzeuge ersetzt und zum am häufigsten verwendeten Schneidgerät im industriellen Bereich wird. Dieser Artikel stellt einige Branchen vor, in denen CO2-Laserschneidmaschinen am häufigsten verwendet werden. Wenn Sie in diesem Bereich tätig sind und die Produktionseffizienz verbessern möchten, ist die Wahl des CO2-Laserschneidens eine gute Lösung.

So funktioniert die CO2-Laserschneidmaschine

Das CO2-Laserschneiden ist ein unkonventionelles Bearbeitungsverfahren, bei dem ein Hochleistungs-CO2-Laser zur Herstellung der gewünschten Schnitte eingesetzt wird. Das CO2-Laserschneiden ist ein berührungsloses Bearbeitungsverfahren, das normalerweise zum Schneiden und Gravieren nichtmetallischer Materialien verwendet wird. Hochleistungs-CO2-Lasergeneratoren können jedoch auch zum Schneiden metallischer Materialien verwendet werden.

Funktionsprinzip der CO2-Laserschneidmaschine

Das Funktionsprinzip einer CO2-Laserschneidmaschine besteht darin, ein Kohlendioxid-(CO2)-Gasgemisch als aktives Medium zu verwenden, um einen Hochleistungslaserstrahl zu erzeugen, der verschiedene Materialien schneiden kann. Der Laserstrahl wird dann fokussiert und auf das Werkstück gerichtet, um verschiedene Materialien zu schneiden oder zu gravieren. Das Funktionsprinzip der CO2-Laserschneidmaschine umfasst mehrere wichtige Schritte:

Lasermedium: Das Herzstück der CO2-Laserschneidmaschine ist das Lasermedium, eine Mischung aus Kohlendioxid (CO2), Stickstoff (N2) und Helium (He). Dieses Gasgemisch ist in einer Laserröhre eingeschlossen, normalerweise einer langen Glasröhre mit Spiegeln an jedem Ende.
Energieeintrag: Das Gasgemisch wird durch Anlegen einer Hochspannungsentladung an das Gas im Inneren der Laserröhre angeregt. Diese Entladung ionisiert die Gasatome und erzeugt eine Besetzungsinversion. Kurz gesagt, es regt das Gas an, um es in einen höheren Energiezustand zu versetzen.
Grobe Inversion: Wenn Gasatome angeregt werden, werden einige Elektronen auf ein höheres Energieniveau gehoben. Diese angeregten Elektronen befinden sich in einem instabilen Zustand und neigen dazu, auf ihr ursprüngliches niedrigeres Energieniveau zurückzukehren und dabei Photonen (Lichtteilchen) freizusetzen. Diese Photonenemission führt zu einer Populationsinversion, bei der sich mehr Moleküle in Zuständen höherer Energie befinden als in Zuständen niedrigerer Energie.
Photonenemission: Wenn angeregte Elektronen auf ein niedrigeres Energieniveau zurückkehren, emittieren sie Photonen. Diese Photonen liegen in Form von Laserlicht mit einer bestimmten Wellenlänge vor (typischerweise im fernen bis mittleren Infrarotbereich, etwa 10,6 Mikrometer für CO2-Laser).
Optischer Resonator: Die Laserröhre ist als optischer Resonator mit zwei Spiegeln an jedem Ende konzipiert. Ein Spiegel ist vollständig reflektierend, während der andere teilweise reflektierend ist. Teilspiegel lassen einen Teil des erzeugten Laserlichts als Laserstrahl austreten.
Vergrößert: Photonen, die bei der Populationsinversion freigesetzt werden, springen zwischen den Spiegeln hin und her und stimulieren kontinuierlich mehr angeregte Gasmoleküle, mehr Photonen freizusetzen. Dies führt zu einer Verstärkung der Lichtenergie und erzeugt einen kohärenten und intensiven Laserstrahl.
Laserstrahlformung: Teilweise reflektierende Spiegel ermöglichen, dass das verstärkte Laserlicht in Form eines konzentrierten Hochleistungslaserstrahls aus der Laserröhre austritt. Die Eigenschaften des CO2-Gasgemischs bestimmen die Wellenlänge des Lasers, die im Infrarotspektrum typischerweise bei etwa 10,6 Mikrometern liegt.
Fokussierungsoptik: Der Laserstrahl wird durch eine Reihe von Fokussierungsoptiken, einschließlich Linsen oder Spiegeln, geleitet, um die Energie auf eine sehr kleine Punktgröße zu konzentrieren. Dieser fokussierte Strahl ermöglicht das präzise Schneiden von Materialien.
Wechselwirkung mit Materie: Wenn ein fokussierter Laserstrahl auf eine Materialoberfläche trifft, verursacht die intensive Energie eine lokale Erwärmung. Diese Wärme führt dazu, dass das Material verdampft, schmilzt oder durch Ablation entfernt wird, je nach den Eigenschaften des Materials und den verwendeten Laserparametern.
Schneidprozess: Der Laserstrahl kann das Material effektiv schneiden, indem er das Material oder den Laserstrahl entlang einer programmierten Bahn bewegt. Das Material absorbiert die Laserenergie, wodurch es sich schnell erwärmt und Schicht für Schicht abgetragen wird.
Computersteuerung: Die CO2-Laserschneidmaschine wird von einem Computer gesteuert, der die Bewegung des Laserkopfes präzise steuert und Leistung, Geschwindigkeit und andere Parameter des Lasers einstellt. Diese Computersteuerung ermöglicht komplexe und präzise Schnitte oder Gravuren auf einer Vielzahl von Materialien.

Arbeitsschritte der CO2-Laserschneidmaschine

Moderne CO2-Laserschneidmaschinen sind CNC-Maschinen, die mehrere grundlegende Schritte zum Schneiden erfordern.

Bereit zum Entwurf. Der Entwurf besteht aus einer digitalen Datei, die den gewünschten Schnitt grafisch darstellt. Dies ist einer der kritischsten Schritte im CO2-Laserschneidprozess, da sich hier auftretende Fehler in der endgültigen Schnittform widerspiegeln. Sie können eine Vielzahl kostenloser und kostenpflichtiger Laserschneidsoftware verwenden, um Entwürfe vorzubereiten (CAD), Entwürfe in G-Code umzuwandeln (CAM) und mit dem Laserschneider zu interagieren.
Parameter einstellen. Mit CO2-Laserschneidmaschinen können verschiedene Materialien wie Holz, Papier, Kunststoff, Acryl, Metall usw. geschnitten werden. Der Schlüssel zur erfolgreichen Durchführung jeder Schneidaufgabe liegt in der Einstellung der optimalen Laserparameter je nach Materialart. Schneidversuche mit einem Teil des Materials können helfen, die optimalen Laserparameter zu finden, um die besten Ergebnisse für die gewünschte Anwendung zu erzielen.
Bereiten Sie das Werkstück vor. Sobald Tests durchgeführt und die optimalen Parameter für das gewünschte Material ermittelt wurden, ist das Werkstück bereit für das Laserschneiden.
Führen Sie den Schnitt aus. Sobald das Werkstück vorbereitet ist, können Sie es auf den Tisch legen und den Schnitt durchführen. Obwohl es sich beim CO2-Laserschneiden um einen automatisierten Schneidprozess handelt, wird dringend empfohlen, den Schneidprozess zu überwachen, um Unfälle zu vermeiden.

Vorteile der CO2-Laserschneidmaschine

CO2-Laserschneidmaschinen bieten mehrere Vorteile, die sie zu einer beliebten Wahl für eine Vielzahl von Schneid- und Gravuranwendungen machen. Hier sind einige wesentliche Vorteile der Verwendung einer CO2-Laserschneidmaschine:

Vielseitigkeit: Die CO2-Laserschneidmaschine kann eine Vielzahl von Materialien schneiden, darunter Metalle (Eisen und Nichteisenmetalle), Kunststoffe, Acryl, Holz, Textilien, Leder, Papier, Glas und mehr. Diese Vielseitigkeit ermöglicht vielfältige Schneidanwendungen in verschiedenen Branchen.
PRÄZISION UND GENAUIGKEIT: CO2-Lasergeneratoren können einen extrem fokussierten, schmalen Strahl erzeugen, was zu einem hohen Maß an Schnittpräzision und -genauigkeit führt. Diese Präzision macht sie ideal für komplizierte und detaillierte Designs, feine Schnitzereien und filigrane Arbeiten.
Geringe Schnittbreite: Der Durchmesser des fokussierten Laserstrahls ist sehr klein, was zu einer schmalen Schnittbreite (Schnittbreite) führt. Dies minimiert den Materialverlust und erhöht die Materialausnutzung, wodurch effektiv Material gespart wird, insbesondere beim Schneiden teurer oder wertvoller Materialien.
Berührungsloses Schneiden: Das CO2-Laserschneiden ist ein berührungsloses Verfahren. Der Laserstrahl berührt das zu schneidende Material nicht physisch, wodurch das Risiko von Beschädigungen und Verunreinigungen verringert wird. Dies ist besonders bei empfindlichen Materialien oder solchen mit empfindlichen Oberflächen von Vorteil.
Kein Werkzeugverschleiß: Im Gegensatz zu herkömmlichen mechanischen Schneidmethoden verfügen CO2-Laserschneidmaschinen über keine physischen Werkzeuge, die sich mit der Zeit abnutzen. Dadurch werden Wartungskosten und Ausfallzeiten im Zusammenhang mit Werkzeugwechseln reduziert.
Geschwindigkeit und Effizienz: Das CO2-Laserschneiden ist ein schneller Prozess und die Geschwindigkeit kann angepasst werden, um Schnittqualität und Produktivität in Einklang zu bringen. Es können hohe Schnittgeschwindigkeiten bei gleichzeitig guter Kantenqualität erreicht werden, was besonders bei Fertigungsprozessen mit hohen Stückzahlen von Vorteil ist.
Minimale Wärmeeinflusszone (WEZ): CO2-Lasergeneratoren erzeugen eine fokussierte und kontrollierte Wärmequelle mit minimaler Wärmeübertragung auf die Umgebung. Dies führt zu einer kleineren Wärmeeinflusszone (WEZ) im zu schneidenden Material und verringert das Risiko einer Verformung oder Beschädigung benachbarter Bereiche.
Saubere Schnitte und Kanten: CO2-Laserschneiden erzeugt typischerweise saubere, glatte Kanten, die nur minimale oder keine zusätzliche Nachbearbeitung erfordern. Dies spart im Vergleich zu herkömmlichen Schneidmethoden Zeit und Ressourcen bei Nachbearbeitungsschritten wie Entgraten oder Schleifen.
Komplexe Formen und Designs: CO2-Laserschneider können komplexe Formen schneiden, die mit herkömmlichen Schneidmethoden möglicherweise schwierig oder unmöglich sind. Dies ist besonders nützlich für künstlerische und dekorative Anwendungen.
Designflexibilität: Die Präzision und Vielseitigkeit des CO2-Laserschneidens ermöglichen komplexe Designs und ermöglichen schnelle Anpassungen und Designänderungen ohne Werkzeugwechsel. Dadurch sind sie ideal für individuelle Anpassungen und die Produktion in kleinem Maßstab.
Umweltfreundlich: CO2-Laserschneidmaschinen erzeugen minimalen Abfall, da das geschnittene Material verdunstet oder schmilzt. Dies reduziert im Vergleich zu anderen Schneidmethoden den Abfall und die Umweltbelastung.
Automatisierung und präzise Steuerung: CO2-Laserschneidmaschinen lassen sich problemlos in automatisierte Fertigungsprozesse integrieren. Computersteuerungen ermöglichen eine schnelle, konsistente Produktion und ermöglichen gleichzeitig einfache Designanpassungen.

In welchen Branchen können CO2-Laserschneidmaschinen eingesetzt werden?

CO2-Laserschneidmaschinen werden in den meisten modernen Industriezweigen eingesetzt, da sie eine kostengünstige, schnelle und hochpräzise Schneidmethode bieten. Nachfolgend sind einige gängige Branchen aufgeführt, in denen CO2-Laserschneidmaschinen zum Einsatz kommen.

Musikinstrumentenindustrie. Instrumente müssen mit hoher Präzision hergestellt werden, um die von Profis geforderte hohe Klangqualität zu erreichen. CO2-Laserschneiden ist eine ideale Methode für die präzise Maßbearbeitung. Holz ist ein häufig verwendetes Material für Musikinstrumente. Mit CO2-Laserschneidmaschinen können die Grundplatten von Musikinstrumenten wie Gitarren und Geigen geschnitten und künstlerische Muster in die Oberfläche fertiger Musikinstrumente graviert werden, um die Ästhetik und verschiedene Stilelemente des Musikinstruments zu verbessern.
Möbelindustrie. Mit einer CO2-Laserschneidmaschine können Sie Holzbretter zum Zusammenbau von Möbeln effizient schneiden. Mit einem CO2-Laserschneider können Sie auch Möbelstücke wie Türen, Tische und Stühle herstellen.
Bekleidungsindustrie. Die CO2-Laserschneidmaschine kann den Stoff mit hoher Präzision schneiden, ohne ihn zu berühren, und stellt sicher, dass der Stoff während der Verarbeitung keine Grate oder Abschürfungen aufweist. Dies ist ein großer Vorteil beim Schneiden von Stoff. Die CO2-Laserschneidmaschine kann ein- oder mehrlagige Stoffmaterialien effektiv schneiden, und Ihre Arbeit wird schneller erledigt.
Werbebranche. Die Anwendung von CO2-Laserschneidmaschinen ist in der Werbebranche weit verbreitet. In der Werbebranche ist Acryl einer der am häufigsten verwendeten Rohstoffe. Mit einem CO2-Laserstrahl geschnittene Acrylabschnitte sind glatt und poliert, sodass keine weitere Bearbeitung erforderlich ist. Wenn Sie Text oder Grafiken in Acryl gravieren, können Sie sowohl matte als auch mattierte Oberflächen erzielen. Dadurch sehen sie sehr unverwechselbar aus.
Modellbauindustrie. CO2-Laserschneidmaschinen werden häufig in Unternehmen eingesetzt, die Architekturmodelle herstellen. Sie müssen häufig komplexe Formen in dünne Blechmaterialien schneiden. Bei den meisten Modellen werden Acrylplatten verwendet, die mit CO2-Laserschneidgeräten sehr gut geschnitten werden können.
Lederverarbeitungsindustrie. Ein CO2-Laserschneider kann Muster in Leder schneiden und gravieren, aus dem Taschen, Gürtel, Schuhe und mehr hergestellt werden. Die Technologie der Laserschneidmaschine minimiert die Möglichkeit einer Materialverformung während der Lederverarbeitung, was zu perfekten Schnittkanten führt.
Kunstindustrie. Anfänger und sogar Profis verwenden häufig einen CO2-Laserschneider, um Holz für den Zusammenbau zu schneiden, Geschenke zu gravieren und komplizierte Muster in ein Stück Holz zu schnitzen. Oder verwenden Sie einen CO2-Laserschneider, um Acryl zu schneiden und atemberaubende Kunstwerke zu schaffen.

Neben den oben genannten Branchen werden CO2-Laserschneidmaschinen auch in der Druck- und Verpackungsindustrie, der Kinderspielzeugherstellungsindustrie, der Gepäckherstellungsindustrie, der Vorhangherstellungsindustrie und anderen Anwendungsbereichen eingesetzt.

Was ist beim Einsatz einer CO2-Laserschneidmaschine zu beachten?

Es ist sehr wichtig, die Sicherheit und den guten Betrieb der Maschine während des Einsatzes der CO2-Laserschneidmaschine zu gewährleisten. Darüber hinaus kann eine ordnungsgemäße Wartung die Laufgenauigkeit der Maschine sicherstellen und ihre Lebensdauer verlängern. Hier sind einige Betriebsrichtlinien, die Ihnen helfen sollen, die Maschine besser zu nutzen.

Sicherheitsbestimmungen für CO2-Laserschneidmaschinen

Vor der Verwendung der CO2-Laserschneidmaschine sollte der Bediener zunächst die Bedienungsanleitung lesen, um zu verstehen, wie die Maschine sicher bedient wird.
Stellen Sie sicher, dass beim Schneiden und Schnitzen jemand zusieht. Sicherheit ist sehr wichtig. CO2-Laserschneidmaschinen werden häufig zum Schneiden von Holz und Acryl verwendet, diese Materialien sind sehr entflammbar. Daher muss beim Schneiden und Gravieren der CO2-Laserschneidmaschine sichergestellt werden, dass Mitarbeiter die Maschine beaufsichtigen. Wenn während des Betriebs der Maschine eine unerwartete Situation auftritt, muss die Stromversorgung sofort abgeschaltet werden, damit Sie Verluste vermeiden können.
Bevor die Laserschneidmaschine arbeitet, muss das Laserrohr mit zirkulierendem Wasser gefüllt werden. Qualität und Temperatur des zirkulierenden Wassers wirken sich direkt auf die Lebensdauer der Laserröhre aus. Es wird empfohlen, reines Wasser zu verwenden und die Wassertemperatur unter 35° zu halten
Beim Betrieb einer CO2-Laserschneidmaschine sollte eine Laserschutzbrille getragen werden. Diese Linsen sind getönt, um Laserlicht zu absorbieren und zu verhindern, dass es die Augen des Bedieners schädigt.

Routinemäßige Wartung der CO2-Laser-Reinigungsmaschine

Reinigung der Laserlinse. Nachdem die Lasermaschine 8 Stunden am Tag geschnitten hat, muss die Linse überprüft und bei Bedarf gereinigt werden. Die Optik befindet sich direkt über dem Laserstrahl, was bedeutet, dass sie viel Staub, Rauch und Schmutz ausgesetzt ist. Wenn die Linse verschmutzt ist, verringert sich die Schnittgeschwindigkeit der Lasermaschine, und sogar der Schnitt wird ungleichmäßig oder das gravierte Bild wird unscharf. Wenn sie längere Zeit nicht gereinigt wird, kann der Schmutz die Linse dauerhaft beschädigen. Daher ist die Reinigung der Linse sehr wichtig.
Reinigen Sie den Lüfter des Laserschneiders. Wenn Maschinen Acryl, MDF und Holz schneiden und gravieren, ist es unvermeidlich, dass Dämpfe, Staub und Schmutz entstehen. Daher ist eine regelmäßige Wartung der Ventilatoreinheit unerlässlich, da Ablagerungen ihre Funktion beeinträchtigen (es sei denn, es ist ein Rauchfilter eingebaut). Dazu: Trennen Sie den Ventilator vom Stromnetz, entfernen Sie den Saugschlauch und reinigen Sie das Laufrad und den Kanal mit einer weichen Bürste.
Achten Sie auf die Kühlung der Laserröhre. Wenn Ihre Laserschneidmaschine einen Wassertank zur Kühlung verwendet, achten Sie bitte darauf, den Wassertank regelmäßig zu reinigen. Spezifische Methode: Schalten Sie zuerst den Strom aus, entfernen Sie das Wassereinlassrohr, lassen Sie die Laserröhre automatisch in den Wassertank eintreten, öffnen Sie den Wassertank und pumpen Sie Wasser, um den Schmutz auf der Wasserpumpe zu entfernen. Reinigen Sie den Wassertank, ersetzen Sie das Umlaufwasser, setzen Sie die Wasserpumpe wieder in den Wassertank ein, stecken Sie das Verbindungsrohr in den Wassereinlass der Wasserpumpe und ordnen Sie die Verbindungen an. Nutzen Sie die Pumpleistung allein und lassen Sie sie 2 bis 3 Minuten lang laufen (die Laserröhre ist mit zirkulierendem Wasser gefüllt). Wenn Sie zum Kühlen der Laserröhre einen Kühler verwenden, müssen Sie die Leistung des Kühlers im Auge behalten und die Temperaturanzeige auf dem Display des Kühlers überwachen. Suchen Sie alle paar Wochen den Filter im Kühler und entfernen Sie alle angesammelten Abfälle. Überprüfen Sie, ob Wasser verunreinigt ist, und ersetzen Sie es bei Bedarf.

Zusammenfassen

CO2-Laserschneidmaschinen haben sich in mehreren industriellen Anwendungen bewährt und sind ein kostengünstiges und einfach zu bedienendes Werkzeug. Egal, ob Sie Amateur oder Produkthersteller sind, Sie können CO2-Laserschneidmaschinen zum Schneiden und Gravieren verschiedener Materialien verwenden, um fertige Werkstücke zu verarbeiten, die Ihren Anforderungen entsprechen. Sie müssen Ihr Design nur in einem CAD-Programm zeichnen und der Laser schneidet es mit höchster Präzision und Detailgenauigkeit. Kontaktieren Sie uns und ein AccTek-Laser Unser Vertriebsmitarbeiter empfiehlt Ihnen basierend auf Ihrer Anwendung eine geeignete CO2-Laserschneidmaschine, die Ihnen hilft, die Produktivität Ihrer Werkstatt zu steigern.

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