Top 10 materialen voor lasersnijden: compatibiliteit en diktelimieten

Demonstratie van lasersnijden

Lasersnijden omvat alle materialen die met behulp van gefocusseerde laserstralen kunnen worden gesneden. Het proces bestaat uit het verbranden, smelten en verdampen van dunne lagen van het materiaal. Hout is een van de meest voorkomende materialen die geschikt zijn voor lasersnijden, maar er zijn ook andere materialen mogelijk, zoals leer en textiel. Ook kunnen materialen als staal, aluminium en composieten nauwkeurig worden gesneden. 

Prolean Tech beschikt over geavanceerde lasertechnologie waarmee schone, braamvrije sneden en randen voor plaatmetalen onderdelen kunnen worden geproduceerd. We hebben een breed scala aan fiber-, CO2- en plasmasnijmachines die geschikt zijn voor de productie van grote volumes lasergesneden onderdelen.

Wat zijn lasergesneden materialen?

De term lasersnijmaterialen beschrijft materialen die geschikt zijn voor lasersnijden en die door middel van nauwkeurige snij- of vormbewerkingen kunnen worden verwerkt. Lasersnijmaterialen omvatten onder andere: lasersnijden acryl, lasersnijden PEEKen metalen materialen om te lasersnijden, waaronder roestvrij staal en aluminium. 

De keuze van het lasertype voor snijden hangt af van de thermische eigenschappen van het materiaal, omdat niet-metalen materialen CO2-lasers vereisen, terwijl metalen over het algemeen fiberlasers nodig hebben. Diodelasers zijn zelden geschikt om te snijden; ze worden voornamelijk gebruikt voor graveren met laag vermogen op bepaalde materialen. 

Het snijproces creëert strakke randen door verdamping of smelten van het materiaal, afhankelijk van het laservermogen en de snelheidsinstellingen. Het proces vereist goede ventilatie, omdat bepaalde materialen giftige dampen en chloorgas afgeven, wat gevaarlijk kan zijn voor werknemers. Verschillende materialen hebben verschillende toepassingen in productie- en doe-het-zelfprojecten vanwege hun unieke eigenschappen.

Welke materialen zijn geschikt voor lasersnijden?

Bij de materiaalkeuze voor lasersnijden is het belangrijk om de dikte en samenstelling te evalueren, evenals het beoogde gebruik, om nauwkeurige resultaten met optimale efficiëntie te bereiken. Verschillende materialen reageren uniek op verschillende lasertypes, omdat organische materialen, kunststoffen, composieten en metalen elk hun eigen voordelen en beperkingen hebben.

Organische materialen

Organische materialen uit natuurlijke bronnen werken goed samen met Laser snijden Omdat ze een laag smeltpunt hebben en gladde snijkanten creëren. De massieve houtsoort linde is een uitstekende keuze voor lasersnijden omdat het een uniforme dichtheid behoudt, wat resulteert in consistente resultaten. De 3 mm dikte van linde multiplexplaten maakt ze ideaal voor gedetailleerde graveer- en snijbewerkingen, omdat ze niet kromtrekken bij gebruik van lage vermogensinstellingen. De donkere uitstraling van walnoot multiplexplaten maakt ze geschikt voor ontwerpprojecten, maar gebruikers moeten hun snelheidsinstellingen aanpassen om verbranding van de randen te voorkomen.

Het organische materiaal leer leent zich goed voor lasersnijden omdat het nauwkeurige ontwerpen produceert zonder dat de randen verslechteren. De combinatie van papier en karton maakt snelle prototyping mogelijk, omdat lasersnijden van karton complexe ontwerpen snel kan produceren. Het snijproces van schuim met een lage dichtheid is eenvoudig, maar vereist goede ventilatie om rookontwikkeling te beperken. De combinatie van massief hout, multiplex en textielmaterialen, waaronder katoen en zijde, maakt graveren en snijden mogelijk, maar men moet alert blijven op brandgevaar. De beste resultaten voor deze materialen worden behaald met CO2-lasers in plaats van diodelasers, omdat diodelasers niet voldoende vermogen genereren om door dikke materialen te snijden.

Kunststoffen en composietmaterialen voor lasersnijden

De schone smelt- en verdampingseigenschappen van kunststoffen en composieten maken ze geschikt voor lasersnijden, omdat ze gladde randen creëren. Het laservermogen dat nodig is voor PMMA of plexiglas is matig, omdat het perfect vlamgepolijste sneden produceert. De CO2-laser snijdt dunne platen tot een dikte van 6 mm met hoge precisie.

Het snijproces van nylon, HDPE en polypropyleen werkt goed, maar bij dikkere materialen zijn meerdere snijgangen nodig om vervorming te voorkomen. De structurele eigenschappen van MDF en acetalcomposieten zijn te danken aan hun uniforme dichtheid, waardoor nauwkeurig graveren mogelijk is. 

Het snijden van pvc-materialen produceert gevaarlijke chloorgasemissies die apparatuur beschadigen en giftige dampen creëren, wat een risico vormt voor de menselijke gezondheid. Pvc mag niet met lasersnijders worden gesneden. Het snijproces van polystyreenschuim produceert styreendampen die adequate ventilatiesystemen vereisen.

De snelheid en het vermogen van lasersnijders bepalen de materiaalbewerking: een laag vermogen beschermt warmtegevoelige composieten tegen smelten, terwijl een hoog vermogen zorgt voor volledige sneden door dichte materialen. Kunststoffen worden breed toegepast, van de productie van bewegwijzering tot de ontwikkeling van prototypes.

Metalen als materiaal voor lasersnijden

De hoge reflectiviteit en thermische geleidbaarheid van metalen, met name in lasersnijden van titanium) Lasersnijden maakt het lastig om bepaalde materialen te bewerken, waardoor fiberlasers noodzakelijk zijn voor de efficiënte verwerking van deze lasersnijbare materialen. De combinatie van stikstof als hulpgas met roestvrij staal maakt nauwkeurige sneden mogelijk in materialen tot 1 cm dikte, zelfs bij hoge vermogensniveaus.

Lasersnijden van aluminium Het lichte gewicht en de geleidende eigenschappen van messing en koper vereisen gerichte laserstralen om slakvorming te voorkomen. De reflectiviteit van messing en koper vereist specifieke snijparameters, waarbij fiberlasers worden gebruikt voor nauwkeurige bewerkingen. Het snijproces van koolstofstaal verloopt sneller bij gebruik van zuurstof als hulpgas.

Dunne metalen platen kunnen in hobbyomgevingen soms met minder krachtige fiber- of diodelasers worden gesneden, maar voor industriële toepassingen zijn vrijwel altijd fiberlasers nodig. Het proces vereist een veilige beheersing van de verhitte resten en de juiste installatie van afzuigsystemen om de vrijgekomen dampen af ​​te voeren.

Welke materialen zijn geschikt voor lasersnijden en welke laser moet je gebruiken?

Lijst met de 10 beste materialen die met een laser gesneden kunnen worden

1. Acryl (PMMA)

Acrylplaat snijden

Acrylmateriaal, ook bekend als PMMA, levert perfecte lasersnijresultaten op met transparante randen die geen verdere bewerking vereisen. Het snijden van acryl met CO2-lasers werkt met een snelheid van 4-8 mm/s en een hoog vermogen voor efficiënt snijden. Een diode met laag vermogen (40W) maakt gedetailleerd graveren van ontwerpen tot 15 mm dikte mogelijk. Het materiaal bereikt zijn smeltpunt bij 160 °C, waardoor gladde sneden mogelijk zijn door platen tot 1 cm dikte wanneer gegoten acryl wordt gebruikt in plaats van geëxtrudeerd acryl om scheuren te voorkomen. 

De verschillende varianten van plexiglas bieden ontwerpers talloze mogelijkheden voor het maken van borden, modellen en sieraden. Het snijden van dikke materialen vereist meerdere doorgangen met een vermogen van 75-100%, waarbij de focus behouden blijft en luchttoevoer wordt gebruikt om luchtbellen te voorkomen. Het materiaal vereist ventilatie voor de beheersing van dampen, wat ideale resultaten oplevert voor projecten die een nauwkeurige optische helderheid vereisen.

2. Multiplex

Lasergraveren van hout

Het lasersnijproces is voornamelijk gebaseerd op multiplex, omdat platen van lindenhoutmultiplex een glad oppervlak bieden voor gedetailleerde bewerkingen. De CO2-laser snijdt walnotenhoutmultiplex effectief met een diodevermogen van 10 W, een intensiteit van 75% en twee snijgangen voor een dikte van 3 mm. De snijsnelheid van multiplex met een lage dichtheid neemt toe, maar dit materiaal heeft de neiging om tijdens het snijden te verbranden; daarom helpt het weken in water op kamertemperatuur dit effect te minimaliseren. 

Het materiaal leent zich goed voor meubelprototypes en architectuurmodellen, omdat graveren met een snelheid van 1000 mm/s textuureffecten creëert. Het materiaal moet worden vastgeklemd om kromtrekken te voorkomen en tegelijkertijd een goede focusuitlijning te behouden voor een uniforme diepte tot 6 mm. Bij de materiaalkeuze moet multiplex met een hoog harsgehalte worden vermeden, omdat dit overmatige rook produceert, hoewel het wel flexibiliteit biedt voor het bouwen van complexe doe-het-zelfconstructies.

3. MDF (Medium Density Fiberboard)

Lasersnijder in actie

MDF biedt uitstekende omstandigheden voor lasergraveren, omdat de uniforme dichtheid zorgt voor uniforme tinten zonder interferentie van houtnerfpatronen. Het CO2-lasersysteem heeft minimaal 40W vermogen nodig om MDF-materiaal met een dikte van 3-6 mm in één bewerking te snijden. Het harsgehalte in het materiaal genereert echter rook, waardoor afzuigsystemen en acrylroosters nodig zijn.

Voor MDF-materialen is premium of dubbel geraffineerd MDF de beste keuze om blootstelling aan giftige stoffen tijdens gebruik te voorkomen. De diodelaser produceert gravures met een hoog contrast, maar heeft meerdere doorgangen nodig om dunne plaatmaterialen te snijden. Het materiaal vereist een hoge verwerkingssnelheid (twee doorgangen met een gemiddeld vermogen) om verkooling tijdens de productie van modellen en bewegwijzering te voorkomen. De machine heeft goede ventilatie nodig om formaldehyde dampen af ​​te voeren, en gebruikers dienen na elk gebruik regelmatig de machine te reinigen.

4. Roestvrij staal

Fiberlasersnijden van metaal

Het snijden van roestvrij staal vereist fiberlasers omdat deze nauwkeurige sneden leveren en de corrosiebestendigheid na de nabewerking behouden. Voor het snijden van materiaal van 4 mm dikte met stikstofondersteuning, wat slakvorming voorkomt en oxidatie tegengaat, is een vermogen van 1 kW of meer nodig. Het graveren van serienummers vereist snelheidsaanpassingen om de door warmte beïnvloede zones (HAZ) te minimaliseren, die in roestvrij staal van de 304-kwaliteit ongehard blijven.

Voor de materiaalselectie van industriële onderdelen is argongas nodig voor een goede randkwaliteit, maar CO2-lasers presteren beperkt. Het proces vereist het instellen van de focusafstand voor een penetratie van 80%, gevolgd door het verwijderen van het resterende materiaal.

5. Aluminium

Lasersnijden van aluminium

De verwerkingssnelheid van fiberlasers bereikt een dikte van 1/4 inch (ongeveer 6 mm) omdat aluminium een ​​laag smeltpunt heeft. Het graveerproces op geanodiseerde materialen wordt beter zichtbaar bij gebruik van hogedruk- en gasgestuurde systemen met stikstof of zuurstof om gesmolten materiaal te verwijderen en slakvorming te voorkomen. De materiaalkeuze voor ruimtevaartonderdelen vereist aanpassingen van vermogen en snelheid op basis van de materiaaldikte, beginnend met een snede van 80% en vervolgens breken. De korte golflengte helpt de reflectiviteit te verminderen, terwijl een inerte gasomgeving beschermt tegen oxidatie.

6. Leer

Lasersnijden van leer

CO2-lasers met een vermogen van meer dan 40 W vereisen 75% van het vermogen bij het snijden van natuurlijk plantaardig gelooid leer (2 mm dik). Ze snijden leer zonder rafelen en produceren gedetailleerde gravures in één bewerking. Diodelasers kunnen tot 6 mm diep snijden, maar produceren daarbij wel verbranding aan de randen.

Het materiaal voor de accessoires vereist een lage vermogensinstelling (3000 mm/s bij 90%) om verbranding te voorkomen, terwijl ventilatiesystemen zorgen voor de afvoer van olie en geuren. Het materiaal moet plat en stevig vastgehouden worden, omdat elke beweging de snede kan beschadigen. Het materiaal is het meest geschikt voor het maken van armbanden op maat.

7. Karton

Lasergesneden karton

CO2-lasersystemen kunnen gemakkelijk karton snijden voor het maken van prototypes tot een dikte van 3 mm. Het proces vereist een lage vermogensinstelling en actieve luchttoevoer om het brandrisico te minimaliseren. Karton mag nooit binnenshuis worden gesneden zonder een adequate afzuig- en brandblusinstallatie. Het materiaal is zeer geschikt voor verpakkingen en de conversie van STL naar SVG maakt het mogelijk om sculpturen te maken, terwijl meerdere lagen helpen bij het construeren van complexe structuren. Het snijproces met diodelasers duurt langer dan met CO2-lasers en rookafzuigsystemen blijven noodzakelijk voor de werking.

8. Textiles

Lasersnijden van stof

CO2-lasers snijden met precisie door katoen, polyester en zijde en verzegelen de randen om rafelen te voorkomen. Het graveerproces creëert motieven, terwijl de snelheidsinstellingen de mate van smelten bepalen. Dit vereist het testen van restmateriaal vóór gebruik en het uitschakelen van de luchttoevoer voor specifieke stofsoorten. Het materiaal is zeer geschikt voor mode-toepassingen wanneer het, na een goede reiniging en persing, met gewichten wordt vastgezet.

9. Acetaal

Het nauwkeurig snijden van acetaal (POM) met CO2-lasers is mogelijk omdat dit materiaal zijn vorm behoudt en lage wrijvingseigenschappen heeft. De geëxtrudeerde varianten van dit materiaal hebben de neiging om te vervormen tijdens de bewerking, maar zijn zeer geschikt voor het maken van mechanische onderdelen met gladde randen. De treksterkte van dit materiaal ligt tussen de 60 en 90 MPa, het is recyclebaar en vereist een thermoplastische mal. Het graveerproces vereist specifieke markeerinstellingen om met dit materiaal te werken, waardoor het geschikt is voor het maken van behuizingen.

10. glas

CNC-freesmachine voor het snijden van glas

Het graveren van glas met CO2-lasers gebeurt doorgaans met een laag vermogen en een natte papier- of maskeerlaag, waarbij de afbeelding in het ontwerpbestand vaak voor 70-100% zwart is. Het snijproces kent beperkingen, maar door het aanbrengen van verf kan er met diode-etsen, gevolgd door instellingen tussen 30 en 100 W, een mat oppervlak worden gecreëerd zonder dat het glas breekt. Tegelijkertijd kunnen er grijsschaalmatrixeffecten worden bereikt bij het reinigen met een oplossing. Voor gebogen objecten is het gebruik van roterende gereedschappen noodzakelijk, terwijl een veiligheidsbril gebruikers beschermt tegen glasscherven.

Onderhoudstips voor lasersnijders van verschillende materialen

• Het onderhoud van houten en multiplex laadbakken vereist wekelijkse reiniging met isopropylalcohol om hars te verwijderen, het stofzuigen van de laadbak na gebruik, maandelijkse smering van de rails en tweewekelijkse inspectie van het luchtfilter op koolstofafzetting.
• De uitlaatfilters moeten na elke sessie worden gecontroleerd op de afvoer van dampen, waarbij PVC-materialen moeten worden vermeden omdat deze corrosie veroorzaken. De koelsystemen moeten om de paar weken met gedestilleerd water worden gespoeld en de spiegels moeten maandelijks worden uitgelijnd.
• Het onderhoud van roestvrijstalen en aluminium metalen componenten vereist na het snijden het reinigen van de sproeiers om spatten te verwijderen, het gebruik van gedemineraliseerd water in koelinstallaties, regelmatige controles van de gassystemen op stikstof-/zuurstofzuiverheid en geplande kalibratie van focus en vermogen.
• Voor het onderhoud van leer- en textielmachines is het nodig om stofzuigen van het bed te verwijderen, regelmatig de luchtfilters te reinigen vanwege olieophoping, de bedieners te trainen en het bed nauwkeurig waterpas te stellen.
• De werkomgeving vereist adequate ventilatie om rook en giftige stoffen af ​​te voeren. Gebruikers dienen de filters maandelijks te vervangen, de werkplek schoon te houden en werkzaamheden binnenshuis zonder afzuiginstallatie te vermijden.
• Dagelijkse inspecties van elektrische onderdelen, samen met onderhoud aan het gassysteem en controles van het gedemineraliseerde water in koelinstallaties, en materiaalspecifieke training voor operators, moeten worden uitgevoerd om storingen aan apparatuur te minimaliseren.

Lasersnijden

Proleantech Wij bieden laser graveer- en lasersnijservices aan voor metalen, composieten en hoogwaardige kunststoffen. 

Belangrijkste voordelen van samenwerken met Proleantech:

• Kortere doorlooptijden
• Vraag 24/7 online offertes aan voor lasersnijden.
• Optionele DFM-ondersteuning
• Ondersteuning van prototype tot grootschalige productie

Verzoek om een gratis offerte bereiken van jouw doelen

Conclusie 

De selectie van geschikte lasersnijmaterialen in combinatie met de juiste laserinstellingen stelt ingenieurs in staat optimale resultaten te behalen bij het bewerken van materialen die geschikt zijn voor lasersnijden. De keuze van het juiste lasertype en de juiste instellingen, in combinatie met kennis van materiaalcompatibiliteit, leidt tot superieure resultaten in technische en ontwerpapplicaties. Het gebruik van veiligheidsprotocollen beschermt gebruikers tegen blootstelling aan giftige gassen tijdens lasersnijwerkzaamheden.

FAQ

Welke materialen kan een laser snijden?

Lasers kunnen snijbewerkingen uitvoeren op hout en acryl, maar ook op metalen, leer, papier, schuim en textiel, afhankelijk van het specifieke lasertype en vermogen.

Welke materialen kan een lasersnijder snijden?

Het lasersnijproces is geschikt voor massief hout en multiplex, maar ook voor acrylplastic en MDF-composieten, en bepaalde metalen materialen bij gebruik van geschikte lasers.

Welke materialen kunnen lasergesneden worden?

Materialen die zich goed lenen voor lasersnijden zijn onder andere acryl voor het verkrijgen van gladde randen, multiplex voor het bouwen van structurele elementen, leer voor het maken van flexibele ontwerpen en roestvrij staal voor het creëren van duurzame onderdelen.

Welke materialen kan een lasersnijder snijden?

De lasersnijder werkt met lindenhouten multiplexplaten, multiplex, pvc-vrije kunststoffen en metalen met behulp van fiberlasers, en textielmaterialen met afgedichte randen.

Welke materialen worden gebruikt voor lasersnijden?

De standaardmaterialen die voor lasersnijden worden gebruikt, zijn onder andere walnootmultiplexplaten voor een aantrekkelijk uiterlijk, karton voor testdoeleinden, glas voor graveren en aluminium voor lichte toepassingen.