Laserprocessen
Op deze pagina zullen de meest voorkomende laser materiaal bewerkingen kort worden besproken. Aan de orde zullen komen:
Laserlassen
Tijdens laserlassen wordt een gefocusseerde, hoogvermogen laserbundel over de naad tussen de te lassen onderdelen bewogen. De hoge intensiteit van de laserbundel doet beide onderdelen (zeer) lokaal smelten.
In het smeltbad vormt zich een zogenaamde keyhole dat zorgdraagt voor een diepe penetratie van de laserbundel. Het smeltbad stolt snel nadat de laserbundel gepasseerd is. Een sterke verbinding met goede metallurgische eigenschappen is het gevolg. De laserbronnen die worden toegepast voor laserlassen zijn voornamelijk de CO2 en de Nd:YAG-laser.
Voordelen
De voordelen van laserlassen t.o.v. conventionele lastechnieken (TIG/MIG, puntlassen) zijn:
- Hoge las-, en dus productie-snelheid, tot wel zo’n 15 m/min
- Sterke verbinding/las,
- Zeer smalle lasbreedte, ook bij hoge lasdiepte,
- Kleine warmte-beinvloedde-zone (Heat Affected Zone, HAZ), en dus geen thermische vervorming van het produkt,
- Een met het laservermogen, controleerbare lasdiepte,
- Geen contact tussen gereedschap (laserbundel) en materiaal; dus eenvoudige opspanning van het produkt,
- Goede (optische) oppervlakte gesteldheid van de las, waardoor er geen nabewerking, zoals polijsten, nodig is,
- Laserbundel is smal en kan met spiegels worden afgebogen, waardoor ook op moeilijk bereikbare plaatsen gelast kan worden,
- Eenvoudig te automatiseren.
Bron: Demar Laser
Op de site Verbinden Online is een handig keuzeprogramma te vinden voor diverse soorten lasprocessen van dunne plaat (tot 3 mm).
Lasersnijden
Tijdens lasersnijden wordt de laserbundel op het te snijden (plaat)materiaal gefocusseerd, samen met een sterke gasstraal. De de absorptie van laserenergie smelt het plaatmateriaal zeer lokaal. De gasstraal zorgt voor de uitdrijving van het gesmolten materiaal. Door een relatieve beweging van het plaatmateriaal t.o.v. de laser- en gaststraal wordt een snede gegenereerd.
Voordelen
De voordelen van lasersnijden t.o.v. conventionele snijdtechnieken zijn:
- Hoge snij-snelheid,
- Kleine snedebreedte,
- Braamvrije snedes,
- Gladde snedes, zonder oxidevorming,
- Nauwelijks warmte beinvloeding van het produkt.
Lasercladden (laseroplassen)
Lasercladden wordt toegepast om de oppervlakte-eigenschappen van metalen en machineonderdelen plaatselijk te verbeteren. Met name gaat het daarbij om verhoging van de slijtvastheid en de weerstand tegen corrosie. De laser fungeert als warmtebron om het cladmateriaal op het basismateriaal te lassen. Door het lokaal smelten van het oppervlak ontstaat een metallische verbinding tussen cladlaag en dragermateriaal.
Het cladmateriaal wordt doorgaans als een poeder opgebracht, maar dat zou ook kunnen in de vorm van een pasta of op galvanische wijze. Nikkelhoudende poeders zorgen voor corrosievaste lagen, cobalt en chroom zijn verantwoordelijk voor hoge slijtvastheid. Het aanbrengen van poeder kan op twee manieren. Het is mogelijk het oppervlak eerst te bedekken met een poeder, waarna de laser het oplassen verzorgt. Betere resultaten worden behaald door gelijktijdig met de laserstraal het poeder naar het oppervlak te brengen.
Voordelen
De voordelen van laser-cladden t.o.v. conventionele technieken (bijvoorbeeld plasma spuiten):
- Perfecte metallische hechting tussen cladlaag en basismateriaal,
- Cladlaag vertoont geen porociteiten,
- Claddikte is goed controleerbaar,
- Weinig opsmelting waardoor nauwelijks menging in de cladlaag,
- Ook moeilijk bereikbare plaatsen (bijv. in een buis) zijn van een cladlaag te voorzien.
Lasergraveren
Laser graveren is een snelle, flexibele manier om diverse materialen te graveren. Middels scanners wordt de laserbundel razend snel over het te graveren oppervlak bewogen. De absorptie van het laserlicht brengt een onuitwisbare verandering (pigmentverandering, “verbranding”, texturering) aan het oppervlak plaats.
Voordelen
De voordelen van laser-graveren t.o.v. conventionele markeringstechieken (verven, zelfklevende etiketten) zijn:
- Snel en flexibel,
- Lage warmte-inbreng. de producttoleranties blijven behouden,
- Onuitwisbaar(in het kader van de Europese wetten ten aanzien van product aansprakelijkheid),
- Barcodes, complexe logo’s en tekeningen zijn eenvoudig te produceren,
- De koppeling van de laser met een digitaal scansysteem maakt het mogelijk om complexe afbeeldingen op hoge snelheid te reproduceren,
- Diverse materialen zijn geschikt om met de laser te graveren (Metalen, kunststoffen, keramiek),
- Lage initiële kosten,
- Mogelijkheden tot unieke nummering, unieke barcodes, etc.