Laser
De opkomst van de lasertechniek is bepalend geweest voor de plaatbewerkende industrie. Iedere gewenste contour kon met de laser gesneden worden, samen met de CNC besturingstechniek werd het z.gn. ‘soft-tooling’ mogelijk.
Maar wat maakt laser nu zo geschikt als scheidingstechniek voor plaatbewerking?
Wat is Laser?
Laser is een vorm van elektromagnetische straling met een golflengte tussen het ultraviolette en infrarode spectrum. Het laserlicht zelf kan daarom vaak niet worden waargenomen met het menselijk oog. Desondanks spreken we van “laserlicht”.
De term “Laser” is van oorsprong een Engelse afkorting: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation.
Een combinatie van drie eigenschappen maakt laser bijzonder geschikt om metaal mee te snijden.
Laserlicht is (1) monochromatisch, dat wil zeggen dat er licht van slechts een enkele uniforme golflengte wordt opgewekt. Daarnaast is laserlicht (2) coherent, wat wil zeggen dat de golflengte van alle lichtgolven in fase met elkaar synchroon zijn. Tot slot is laserlicht (3) directioneel, dat wil zeggen dat het licht in een enkele lijn opgewekt wordt en te richten is; het licht verspreid zich niet zoals bij een gloeilamp in alle richtingen rondom de lichtbron.
Waarom geschikt als plaatbewerking?
Doordat het laserlicht niet convergeert of divergeert, is het laserlicht goed inzetbaar om te richten op een zeer kleine gefocuste plek. Bij hoge vermogens, wordt deze kleine plek door de overgebrachte energie zodanig verwarmd dat het materiaal waarop de laser gericht is smelt. Het gesmolten materiaal kan met snijgas uit de snede worden gedreven. Door de laserstraal vervolgens over het materiaal te bewegen, ontstaat er een snijlijn. Dit is het principe van de plaatbewerking lasersnijden.
Verschil CO2 en Fiberlaser
Er zijn op dit moment twee soorten laserbronnen die veel toegepast worden bij het lasersnijden van plaatwerk. Namelijk de CO2 laser en de solid state laser. Die laatste wordt ook wel een fiber laser genoemd, verwijzend naar het medium waarmee de laserstraal bij de snijkop wordt gebracht in plaats van naar de bron van het laserlicht. Beide systemen kennen hun eigen specifieke voordelen.
CO2 Laserbron
De CO2 laserbron heeft als voordeel dat deze met de huidige stand der techniek de beste snijkwaliteit geeft; de snijrand van een met CO2 laser gesneden onderdeel is net wat gladder dan bij een fiber laser. Met name bij grotere materiaaldiktes is dit verschil merkbaar. Ook is er bij een CO2 laser slechts beperkte mate van optische afscherming nodig van de machine. Laserlicht opgewekt met een CO2 laser heeft een grotere golflengte dan het laserlicht van een solid state laser. Bij het laserlicht van een CO2 laser is er daarom minder gevaar voor reflectie van de laserstraal, een borstel tussen snijkop en plaatmateriaal om de laserkop volstaat als afscherming tijdens het lasersnijden.
Solid state, of fiber laser
Een solid state laser, meestal fiber laser genoemd, heeft als grote voordeel dat het licht met kleinere golflengte door een glasvezelkabel geleid kan worden. De solid state laserbron heeft bovendien een beter energetisch rendement. Ook bevat de laserbron minder onderdelen. Doordat er gebruik gemaakt kan worden van glasvezelkabels, kan de vliegende optiek van een vlakbedlaser veel lichter worden geconstrueerd. Waar er bij een CO2 laser een systeem van zorgvuldig uitgerichte spiegels wordt ingezet om het licht op de juiste plek te krijgen, volstaat een simpele glasvezel bij de solid state laser. Doordat hierdoor de bewegende snijkop en het bijbehorende geleidings- en aandrijfmechanisme lichter kan worden uitgevoerd, kan de snijkop op hogere snelheid over de plaat worden bewogen.