Laserknipsel aluminium onderdelen: De complete gids voor schone en precieze sneden

Als u overweegt om aluminium onderdelen te snijden met een laser, bent u waarschijnlijk al gestuit op een frustrerend struikelblok. De hoge reflectiviteit en thermische geleidbaarheid van aluminium maken het notoir lastig te bewerken. Ik heb meer dan tien jaar ervaring in onze werkplaats, waar ik duizenden projecten heb begeleid, van dunne behuizingen voor elektronica tot dikke koellichamen. Het verschil tussen een onderdeel met randen vol slakken en een schoon, gebruiksklare component komt neer op een handvol cruciale, praktijkbewezen principes. Deze gids leidt u stap voor stap naar perfecte sneden.

Waarom vezellasers de snijtechniek van aluminium hebben geëvolueerd

Laten we duidelijk zijn: als u probeert aluminium te snijden met een traditionele CO2-laser, voert u een zware strijd. De 10,6-micron golflengte van een CO2-laser wordt grotendeels gereflecteerd door het oppervlak van aluminium, wat leidt tot overmatige warmteontwikkeling, brede sneden en slechte kwaliteit van de snijkanten.

De game-changer is de vezellaser met een golflengte van 1 micron. De kortere golflengte wordt veel efficiënter geabsorbeerd door aluminium. De overstap in onze werkplaats van een CO2-laser van 4 kW naar een vezellaser van 3 kW zorgde voor een 65% kortere snijtijd en vrijwel geen randdross meer op platen tot 8 mm dikte. Voor aluminium hebt u een vezellaser nodig.

De parameters onder de knie krijgen: een op de werkvloer geteste instelling

Succesvol laserknipsen van aluminium is een precieze wetenschap. Hieronder staat onze standaardprocedure voor vaak gesneden soorten zoals 5052 en 6061 aluminium.

De cruciale drie-eenheid: gas, nozzle en focus

Gebruik altijd stikstof met hoge zuiverheid (99,99% of hoger) als assistentgas, nooit zuurstof. Zuurstof zorgt voor een ruwe, geoxideerde snijkant, terwijl stikstof een schone, oxidevrije snede oplevert. Druk is cruciaal — voor een 3 kW-laser die 3 mm aluminium snijdt, gebruiken wij ongeveer 16-18 bar. Te lage druk laat hergesmolten materiaal achter aan de onderkant van de snede.

Ten tweede is het kiezen van de juiste nozzle belangrijk. Gebruik een hoogwaardige, eendelige nozzle met een diameter die geoptimaliseerd is voor de dikte van uw materiaal, zoals een 2,0 mm of 2,5 mm nozzle. Een versleten of slecht kwalitatieve nozzle veroorzaakt gastoestanden die de randkwaliteit verpesten.

Ten derde moet het brandpunt correct worden ingesteld. Voor aluminium stellen we dit doorgaans iets onder het oppervlak van het materiaal in—ongeveer -0,5 mm tot -1 mm voor een 3 mm plaat. Dit zorgt voor een smaller en energierijker laserbundel aan de onderkant van de snede, waardoor gesmolten materiaal beter wordt verwijderd.

Praktijkparameters voor snijden

Dit zijn onze startparameters, fijngesteld in eigen beheer. Voer altijd eerst een testsnede uit.

Voor 1 mm dik 5052-H32 aluminium gebruiken we een snelsnelheid van 30 meter per minuut, een 1,5 mm nozzle, stikstofdruk op 14 bar en een laser vermogen van ongeveer 1,8 kW. Dit levert doorgaans een spiegelgladde, bijna drabvrije snijkant op.

Voor 3 mm dik 6061-T6 aluminium vertragen we tot ongeveer 10 meter per minuut. We gebruiken een 2,0 mm nozzle, verhogen de stikstofdruk tot 16 bar en zetten het laservermogen hoger, rond 2,7 kW. Het resultaat is een gladde snijkant met minimale slakvorming.

Voor 6 mm dik 5052-H32 snijden we met ongeveer 4,2 meter per minuut met een 2,5 mm nozzle, 18 bar druk en vol vermogen van 3,0 kW. U krijgt een licht structuur in de snijkant met enkele mechanisch verwijderbare slak.

Voor 8 mm dik 6061-T6 gaan we nog langzamer—ongeveer 2,0 meter per minuut—met een 2,5 mm nozzle, 20 bar druk en 3,0 kW vermogen. Reken op een geëxtrudeerde kant die waarschijnlijk lichte ontbraming vereist.

Belangrijke inzicht: snijd 6061-T6 altijd trager dan 5052. Het hogere siliciumgehalte maakt het vloeibaarder bij smelten, wat langzamere snelheden vereist voor een schone materiaalafvoer.

Hoe lasersnijden zich verhoudt tot andere methoden

Wanneer moet u lasersnijden toepassen, en wanneer kiest u een ander proces?

Voor prototypen en kleine series met complexe 2D-geometrieën in aluminium plaat is lasersnijden met een vezellaser de beste keuze. Het biedt de snelste opzet—van digitaal bestand naar onderdeel in minuten—met uitstekende kantkwaliteit die minimale nabewerking vereist. Het werkt het beste voor diktes tot ongeveer 12-15 mm.

CNC-frezen kan elke dikte verwerken en levert zeer goede kantkwaliteit op, hoewel zichtbare gereedschapssporen kunnen optreden. De opzetduur is langzamer en de kosten zijn hoger voor dunne platen vanwege de vereisten voor bevestiging. Het is niet ideaal voor ingewikkelde 2D-profielen in dun materiaal.

Waterstraalsnijden kan elke dikte verwerken zonder thermische beperkingen, en levert een goede, maar mat oppervlak af met een lichte taper. De opzet is gemiddeld snel, maar de voortdurende kosten voor schuurmiddel kunnen oplopen, en het is trager dan lasersnijden bij dunne materialen.

Stansen of die-snijden is alleen rendabel bij massaproductie—denk aan 10.000+ onderdelen. Het heeft extreem hoge instelkosten en doorlooptijden, maar produceert efficiënt goede, zij het licht gebarste, snijkanten in grote oplagen voor dunne platen onder de 3 mm.

De conclusie is duidelijk: voor prototyping, kleine tot middelgrote series en complexe 2D-vormen in aluminiumplaat levert vezellaserknipselen de beste combinatie van snelheid, precisie en kosten-effectiviteit.

Veelvoorkomende problemen en pijnpunten oplossen

Hieronder staan oplossingen voor de meest voorkomende problemen die wij in onze werkplaats hebben vastgesteld.

Als uw gesneden randen bedekt zijn met harde, korrelige slak die onmogelijk te verwijderen is, wordt dit waarschijnlijk veroorzaakt door onvoldoende druk van het assistentgas of verontreinigde stikstof. Verhoog de stikstofdruk met 2-3 bar en zorg dat u 'lasergradestikstof' gebruikt met een zuiverheid van 99,99%.

Als de laserkop blijft foutmelden of u onregelmatige sneden krijgt, ervaart u waarschijnlijk terugkaatsing vanwege het glanzende oppervlak van aluminium. Breng een lichte laag lasermarkeerbare vloeistof aan op de plaat—dit verhoogt de stralingsabsorptie sterk, stabiliseert de snede en beschermt uw apparatuur. Het is gemakkelijk weg te wassen na het snijden.

Als de randen verkleurd zijn of een zichtbare warmtebeïnvloede zone hebben, is uw snelheid waarschijnlijk te laag of uw vermogen te hoog, waardoor te veel warmte in het materiaal wordt gebracht. Optimaliseer voor de maximale snelheid die nog steeds een schone snede oplevert. Een snellere, 'koudere' snede minimaliseert warmte-effecten, wat bijzonder belangrijk is als u de onderdelen van plan bent te anodiseren.

Naverwerking & Afwerking

Een onderdeel dat met een laser is gesneden, is zelden de laatste stap. Dit komt er meestal daarna.

Ten eerste: ontbramen. Zelfs een goede snede kan een micro-brammetje hebben. Een snelle bewerking met een fijnkorrelig schuursponsje of een trilontbrammer maakt het perfect schoon.

Voor oppervlakteafwerking nemen lasergezaagde randen goed geborstelde of gepolijste afwerkingen aan. Stralen met kogels voor anodiseren zorgt voor een bijzonder uniforme uitstraling.

Het belangrijkste is dat, als u van plan bent uw onderdelen te anodiseren: de gelaserde rand heeft een dunne, amorfe oxide laag die kan interfereren met het anodiseren, waardoor er vlekken kunnen ontstaan. Geef altijd op dat de randen chemisch gereinigd of licht geëtst moeten worden voor anodiseren — een cruciale stap die veel bedrijven over het hoofd zien.

FAQ: Snelle antwoorden op uw belangrijkste vragen

1. Wat is de maximale dikte voor het lasersnijden van aluminium?

Met moderne hoogvermogen vezellasers (6 kW - 12 kW) is snijden tot 25 mm technisch mogelijk. Voor praktische, drupvrije resultaten met goede toleranties raden wij echter een maximum van 12 mm voor 5052 en 10 mm voor 6061 aan. Boven deze diktes worden waterstraal- of freesbewerking betrouwbaarder.

2. Beïnvloedt lasersnijden de hardheid van aluminiumlegeringen zoals T6?

Ja, maar op een zeer gelokaliseerde manier. De door warmte beïnvloede zone is doorgaans slechts 0,1-0,3 mm diep vanaf de snijkant. Voor de meeste toepassingen verzwakt dit het onderdeel niet. Als de rand zelf structureel kritiek is, kan een lichte bewerkingspas de HAZ verwijderen.

3. Kun je geanodiseerd aluminium met een laser snijden?

Ja, maar met voorzichtigheid. De gekleurde geanodiseerde laag absorbeert de laser anders, dus maak altijd eerst een proefsnee. Mogelijk moet u uw parameters aanpassen, en aan de snijkant zal een smalle streep onbewerkt aluminium zichtbaar zijn. De anodisering in de buurt van de snede kan ook licht verkleuren door de hitte.

4. Hoe krijg ik een nauwkeurige offerte voor gezaagde aluminium onderdelen?

Geef uw leverancier vier belangrijke gegevens: uw materiaalkwaliteit en dikte (bijv. 6061-T6, 3 mm), een schone DXF- of DWG-vectorbestand, uw hoeveelheid en eventuele nabehandelingseisen zoals ontbramen of anodiseren.

Praktische opmerking: De genoemde parameters zijn gebaseerd op onze ervaring met specifieke IPG-vezellaserapparatuur. Uw exacte instellingen kunnen aangepast moeten worden afhankelijk van uw machine, materiaalbatch en omgeving. Voer altijd testknipsels uit om uw productieparameters definitief vast te stellen.