Bei der Blechbearbeitung mit Faserlaserschneidmaschinen, insbesondere bei Werkstücken mit vielen scharfen Kanten, kann es leicht zu scharfkantigen Abtragungen kommen. Wie entsteht dieses Problem? Und wie lässt es sich lösen?
1. Ursachen für Ablationen mit scharfem Winkel:
Beim Schneiden der scharfen Ecken einer Schablone mit einem Faserlaser sinkt die Bewegungsgeschwindigkeit des Laserstrahls beim Übergang von einer Seite der bearbeiteten Ecke auf null und beschleunigt anschließend wieder auf die normale Geschwindigkeit. Dadurch verbleibt der Laserstrahl relativ lange im Bereich der scharfen Ecke, ohne dass seine Energie während des Geschwindigkeitswechsels abnimmt. Der Laserstrahl befindet sich somit stets im aktiven Zustand. Die Wärme der bearbeiteten Schablone konzentriert sich daher stark in diesem Bereich, und die Schnittlinien überlappen sich, was die Temperatur an den scharfen Ecken weiter erhöht. Obwohl die Wärmeeinflusszone einer CNC-Laserschneidmaschine klein ist, ist die Wärmeabfuhrfläche an der scharfen Ecke gering, wodurch die Wärmeübertragung ineffektiv ist. Die überlappende Wärmeeinflusszone beidseitig der scharfen Ecke führt zum Schmelzen des Materials bei hohen Temperaturen. Die Erosion durch das heiße Hilfsgas bewirkt die Abtragung der scharfen Ecke der Schablone, was zu Fehlstellen führt.
2. Lösung:
Die Ablation bei scharfen Winkeln wird hauptsächlich durch die Änderung der Schnittgeschwindigkeit bei scharfen Winkeln verursacht. Theoretisch kann sie verhindert werden, indem der Schnittweg der Faserlaserschneidmaschine so angepasst wird, dass die Änderung der Schnittgeschwindigkeit reduziert wird.
Beim Schneidprozess kann der Lichtbogen umgangen werden, um eine konstante Schnittgeschwindigkeit zu gewährleisten. Der Leerlauf des Lichtbogens kann die Temperatur der Arbeitskante auf der Schneideseite kühlen, sodass die Wärme auf der anderen Seite der Bearbeitung an der scharfen Ecke nicht zu stark konzentriert wird, wodurch die Integrität und Glätte des scharfen Eckenschnitts sichergestellt wird.
Obwohl sich das Problem des Abtragens scharfer Kanten durch Anpassen des Schnittpfads vermeiden lässt, erfordert dies manuelle Justierungen durch das Bearbeitungspersonal, was viel Arbeitskraft und Zeit in Anspruch nimmt und sich daher nicht für die Massenproduktion eignet. Um das Problem vieler scharfer Kanten und einer großen Anzahl von Schnitten zu lösen, können Verstärkungen angebracht werden. Dabei wird an jeder scharfen Kante ein kleines Verstärkungsstück angebracht. Diese Methode verhindert effektiv das Abtragen der scharfen Kanten und sorgt dafür, dass sich deren Größe nicht verändert. Bei Schablonen mit scharfen Außenkanten schützt das Anbringen einer Verstärkung nicht nur vor Verletzungen des Benutzers, sondern gewährleistet auch, dass die Schablone während des Gebrauchs nicht beschädigt wird.
Veröffentlichungsdatum: 28. September 2022
