Auswahl des positiven/negativen Fokus beim Laserschneiden

Beim Laserschneiden hängt die Wahl zwischen positiver (positiver) und negativer (negativer) Defokussierung primär von der Materialart, der Blechdicke und den Prozessanforderungen ab. Nachfolgend finden Sie eine übersichtliche Entscheidungshilfe.

Grundprinzipien

Im Fokus (keine Unschärfe):Die Energie ist am stärksten konzentriert, was zu einer minimalen Schnittfuge führt. Es eignet sich zum Schneiden dünner Bleche mit hoher Präzision und bei hohen Geschwindigkeiten und legt Wert auf höchste Präzision.

Negativer Fokus (negativer Defokus):Die Energie wird besser verteilt, was zu einer breiteren Schnittfuge führt. Das Verfahren eignet sich für dicke Bleche, verbessert die Schlackenentfernung und schützt die Linse, wobei der Fokus auf „Eindringvermögen und Qualität“ liegt.

Wann sollte man die Schärfentiefe (Null-Unschärfe) beim Freistellen nutzen?

Anwendungsszenarien: Schneiden dünner Bleche (typischerweise weniger als 3 mm), insbesondere bei Anwendungen, die hohe Anforderungen an Präzision und Geschwindigkeit stellen.

1. Präzisionsschneiden dünner Bleche:

• Materialbeispiele: dünnes Kohlenstoffstahlblech, Edelstahlblech, Messing, Aluminiumblech usw.
• Grund: Dünne Bleche erzeugen weniger flüssige Schlacke, daher ist keine breite Schnittfuge zum Abtragen erforderlich. Durch die Verwendung eines positiven Fokus lassen sich der kleinste Strahlpunkt und die höchste Energiedichte erzielen, wodurch extrem hohe Schnittgeschwindigkeiten und ein glatter, vertikaler Querschnitt erreicht werden.

2. Hohe Präzision und schmaler Spalt:

• Anwendungsbeispiele: Präzisionsteile, elektronische Bauteile, Schmuck, Hohlformen usw.
• Grund: Die durch den positiven Fokus erzeugte Schnittfuge ist am schmalsten, der Materialverlust ist geringer, und es können sehr feine Konturen und scharfe Ecken geschnitten werden, um übermäßiges Schmelzen zu vermeiden.

3. Das Streben nach Schnittgeschwindigkeit:

• Beim Schneiden dünner Bleche ermöglicht die hohe Energiedichte im positiven Fokusmodus höhere Vorschubgeschwindigkeiten und verbessert so die Produktionseffizienz.

Zusammenfassung:Beim Schneiden dünner Materialien, wenn Geschwindigkeit, Genauigkeit und eine geringe Schnittfuge im Vordergrund stehen, ist die richtige Fokussierung entscheidend.

Wann sollte man mit negativem Fokus (negativer Defokus) schneiden?

Anwendungsszenario: Schneiden von mittelstarken und dicken Blechen (in der Regel ≥ 3 mm), insbesondere wenn ein guter Schlackenabfluss und eine hohe Schnittqualität erforderlich sind.

1. Plattenzuschnitt:

• Beispiele für Werkstoffe: Kohlenstoffstahl, Edelstahl, Aluminiumblech usw. ab 3 mm.
• Grund: Dicke Platten erzeugen große Mengen an flüssigem Metall (Schlacke). Der negative Koks sorgt für einen breiteren Spalt, wodurch das Hilfsgas (z. B. Sauerstoff oder Stickstoff) die Schlacke effektiver vom Boden wegblasen kann. So wird verhindert, dass sich Schlacke am Boden absetzt und durchschneidet.

2. Hochwertiger Abschnitt erforderlich:

• Begründung: Bei dicken Platten konzentriert sich die Energie bei positiver Fokussierung auf die Oberseite, wodurch diese glatt und die Unterseite rau wird. Die negative Fokussierung sorgt für eine gleichmäßigere Energieverteilung in Dickenrichtung der Platte und damit für eine gleichmäßigere und glattere Schnittfläche von oben bis unten.

3. Schützen Sie den Fokussierspiegel:

• Grund: Beim Schneiden dicker Bleche, insbesondere von Stahlblechen mit Rostbeschichtung oder Materialien, die zu starken Metallspritzern neigen, verlagert die negative Fokussierungseinstellung den Fokuspunkt ins Innere des Werkstücks. Dadurch vergrößert sich der Abstand zwischen Werkstückoberfläche und Fokussierspiegel, wodurch die Gefahr von Metallspritzern und damit verbundener Beschädigung des teuren Fokussierspiegels verringert wird.

4. Spezielles Verfahren (z. B. Stickstoffschneiden von Aluminiumlegierungen):

• Grund: Stickstoff wird beim Schneiden von Aluminiumlegierungen üblicherweise als Hilfsgas verwendet. Ein Hochdruckluftstrom ist erforderlich, um das geschmolzene Aluminium abzuführen. Die durch den negativen Koks entstehende breite Schnittfuge ist für den Stickstofffluss und den Schlackenabtransport unter Hochdruck von großer Bedeutung und entscheidend für einen gratfreien Schnitt und eine glatte Oberfläche.

Zusammenfassung:Beim Schneiden dickerer Materialien, wenn das Hauptziel darin besteht, einen Durchschnitt zu gewährleisten, die Schlacke zu reduzieren, einen gleichmäßigen Querschnitt zu erzielen und die Ausrüstung zu schützen, ist negativer Koks vorzuziehen.

Schnellentscheidungs-Flussdiagramm

Tipps in der Praxis

1. Der optimale Grad an Unschärfe wird getestet:Die oben genannten Regeln sind allgemeine Richtlinien. Der optimale Defokus für eine bestimmte Werkzeugmaschine und ein bestimmtes Material muss durch Prozessversuche ermittelt werden. Der Bediener führt einen „Spaltversuch“ durch, um die optimalen Parameter zu finden, indem er die Qualität des Schnitts und die anhaftende Schlacke beobachtet.

2. Festlegung eines negativen Fokus:Der negative Fokus ist üblicherweise kein fester Wert, sondern ein Bereich, der von der Blechdicke abhängt. Ein gängiger Ausgangspunkt liegt bei einem Viertel bis einem Drittel der Blechdicke. Beim Schneiden von beispielsweise 12 mm Kohlenstoffstahl kann der Test bei -2 mm bis -3 mm begonnen werden.

3. Das Material ist der Schlüssel:Unterschiedliche Materialien weisen eine unterschiedliche Brennempfindlichkeit auf. Beispielsweise reagiert Edelstahl empfindlicher auf Brennschärfe als Kohlenstoffstahl.