 | Newsletter – Nr 5
Fehler beim Laserstrahlschneiden
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Verwendung zu kleiner oder zu großer Fokusradien
Optimale Abstimmung des fokussierten Laserstrahls auf die Schneidanwendung verbessert Schneidergebnis. |
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Abb. 1 Laserstrahlung – Was ist "richtig"?
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"richtiger" Rohstrahl-Radius? - nicht immer möglich
"richtige" Linsengeometrie ? - immer möglich
"richtige" Brennweite ? - fast immer möglich
Faustregeln: Je dicker der zu schneidende Werkstoff, desto größer darf der Fokus sein. Bei konstanter Werkstoffdicke sollte der Fokus mit steigender Schneidgeschwindigkeit kleiner werden. Der kleinere Fokus erzeugt den kleineren Schnittspalt, erfordert aber einen höhren Schneidgasdruck.
Die Fokusgröße wird von 3 Faktoren bestimmt: die dimensionslose Strahlkennzahl k (M2 = 1/k), durch die Rohstrahlabmessungen am Ort der Fokussierung sowie durch die Brennweite der verwendeten Fokussieroptik.
Die Strahlkennzahl ist gegeben, und durch den Bediener nicht veränderbar. Den Rohstrahl kann man aufweiten oder zumindest darauf achten, dass er konstant bleibt. Dies erfordert aber auch Eingriffe in die Strahlführung des Lasersystems. Kontaktieren Sie Ihren Lieferanten oder nutzen Sie anderweitig vorhandene Erfahrungen. Neuere Lasersysteme erlauben die Einstellung der Rohstrahlabmessungen mittels adaptiver Spiegel.
Bleiben unterschiedliche Linsengeometrien und Brennweiten. Einige Bearbeitungsköpfe schränken die Wahl der Brennweite ein. |
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Abb. 2 Drei Brennweiten und zwei Linsengeometrien
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| Durch Variation von Geometrie und Brennweite der Fokussieroptik lassen sich die Abmessungen des Laserstrahles in der Fokusebene unter Umständen halbieren oder verdoppeln. Sie werden dadurch nicht gleich doppelt so schnell schneiden können, aber wie wär’s mit 30%? II-VI LOT liefert Ihnen Fokussieroptiken in unterschiedlichen Varianten aber in gleichbleibender Top-Qualität. Nutzen Sie die Erfahrungen des Marktführers. |
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Ist die Fokuslage zu hoch oder zu niedrig?
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Zur Ermittlung der Fokuslage gibt es viele Möglichkeiten, jeder hat seinen Trick. – Schneiden von Nichtmetallen unter Schutzgas zum Prüfen der Schnittflächen – Probeschnitte in unterschiedlichen Abständen ohne kapazitive Höhenabtastung – Messen mit speziellen Fokusanalysegeräten. Der Schneidbetrieb liefert immer etwas andere Fokuslagen als dies beim Pulsen, z.B. in Tesa zur Düsenkontrolle, zu sein scheint.
Die ideale Fokuslage hängt von den Anforderungen an das fertige Bauteil ab. Einmal steht die Gratfreiheit im Vordergrund, ein anderes Mal ist es die parallele Schnittfuge. Eine große Hilfe zur einfachen Fokuslagen-Anpassung sind adaptive Optiken in neuen Schneidsystemen. Sie können durch Veränderung der Divergenz des Rohstrahles die Fokusebene verschieben. Durch Verstellung der Schneidgasdüse und/oder der Fokussieroptik ist die Fokusebene an fast allen Lasersystemen um mehrere Millimeter in + oder – veränderbar. |
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Abb. 3 Kontrolle der Schnittflächen
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Oft werden Oberflächenstrukturen an den Schnittflächen fehlerhaft gedeutet. Es wird der "Fokus gesehen". Die Riefen werden primär durch das ausströmende Schneidgas, die Maschinendynamik, die Schneidgeschwindigkeit und die Eigenschaften des zu schneidenden Werkstoffes bestimmt. Selten ist "der Fokus in den Riefen zu finden", oft bilden sich jedoch die Strömungsknoten ab. Eine Düse guter Qualität zeigt ideales Ausströmverhalten jeweils nur für einen Gasdruck und eine Gasart.
wird fortgesetzt |
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| Ihr Ansprechpartner: |
| Klaus Hänsel (Tel.: 06151-8806-42, E-mail: haensel@ii-vi.de) |
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