Het korte antwoord is simpel: vezellasers zijn buitengewoon effectief bij het snijden van metalen, met name plaatmateriaal dat in de industriële productie wordt gebruikt.
Koolstofstaal (ook wel zacht staal genoemd), roestvrij staal, gegalvaniseerd staal, aluminium, koper en messing vallen allemaal ruimschoots binnen de mogelijkheden van moderne fiberlasersystemen. Fiberlasers kunnen ook meer gespecialiseerde metalen bewerken, zoals titanium, nikkellegeringen en zeer sterke, slijtvaste staalsoorten zoals Hardox.
Maar niet alle materialen gedragen zich op dezelfde manier onder een laserstraal, en ‘kan snijden’ is niet hetzelfde als ‘kan efficiënt snijden’. Een machine kan technisch gezien weliswaar een bepaalde dikte of een bepaald materiaal bewerken, maar of dat in de praktijk zinvol is, hangt af van de snelheid, de randkwaliteit, de bedrijfskosten en de processtabiliteit.
In tegenstelling tot CO₂-lasers, die van oudsher een bredere compatibiliteit met bepaalde niet-metalen materialen boden, zijn fiberlasers speciaal ontworpen voor metaalbewerking. Hun golflengte wordt bijzonder goed geabsorbeerd door geleidende metalen, wat een van de redenen is waarom ze de dominante snijtechnologie zijn geworden in moderne productiewerkplaatsen. Als u technologieën in bredere zin vergelijkt, raadpleeg dan onze gids over vezellasers versus CO₂-lasers uitleggen waarom de industrie grotendeels is overgestapt op vezel voor metaaltoepassingen.
Die specialisatie is van belang. Een fabrikant die roestvrijstalen keukenonderdelen, stalen constructiebeugels, aluminium behuizingen of koperen elektrische onderdelen snijdt, maakt misschien wel gebruik van dezelfde basistechnologie, maar het proces verloopt in elk geval anders.
Koolstofstaal blijft een van de meest gangbare en efficiënte materialen voor het snijden met een vezellaser. In de dagelijkse praktijk wordt de term ‘zacht staal’ vaak als synoniem gebruikt. Zacht staal verwijst doorgaans naar een soort koolstofstaal met een relatief laag koolstofgehalte dat gemakkelijk te bewerken, te lassen en te vervormen is. Het is het materiaal waaruit talloze industriële onderdelen zijn vervaardigd, van beugels en machineframes tot constructiedelen en gelaste assemblages.
Koolstofstaal wordt vaak gesneden met zuurstof als hulpgas, waardoor een exotherme reactie ontstaat die het proces van warmte voorziet. In de praktijk zorgt dit ervoor dat de machine sneller kan snijden en grotere diktes op een kostenefficiëntere manier kan verwerken. Daarom blijft koolstofstaal het referentiemateriaal voor het beoordelen van de prestaties van lasersnijden.
Typische toepassingen zijn onder meer:
Vezellasers worden ook veelvuldig ingezet voor de bewerking van hoogwaardig en slijtvast staal, zoals Hardox, dat veel wordt gebruikt in mijnbouwapparatuur, bouwmachines, slijtdelen voor de landbouw, bakken, voeringen en andere onderdelen waarbij duurzaamheid net zo belangrijk is als maatnauwkeurigheid.
Een bedrijf dat bijvoorbeeld montageplaten of gelaste assemblages vervaardigt uit koolstofstaal van 10–20 mm dik, zal vaak merken dat snijden met een fiberlaser zowel snel als zeer nauwkeurig is.
Bij hogere vermogens (15 kW en meer) kunnen ook veel dikkere platen worden bewerkt, maar er is een belangrijk verschil tussen technische mogelijkheden en productieve mogelijkheden. Het feit dat een machine zeer dik staal kan snijden, betekent nog niet dat dit het meest efficiënte toepassingsgebied is. Voor een uitgebreidere beschrijving van hoe de productie varieert met het machinevermogen, zie ons artikel over fiberlasersnijden met hoger vermogen.
In tegenstelling tot koolstofstaal wordt roestvrij staal doorgaans met stikstof in plaats van zuurstof gesneden. Hierdoor wordt oxidatie voorkomen en ontstaat een zuivere, glanzende snijrand, wat vaak van cruciaal belang is in sectoren waar uiterlijk, corrosiebestendigheid of de kwaliteit van het latere laswerk van belang zijn.
Dit maakt de fiberlaser een uitstekende keuze voor:
Omdat er geen exotherme chemische ondersteuning door zuurstof plaatsvindt, moet de laser zelf meer werk verzetten. Naarmate de dikte toeneemt, neemt de snelheid evenredig af. Dat gezegd hebbende, levert fiberlasersnijden bij dun en middelzwaar roestvrij staal een uitstekende randkwaliteit en zeer consistente resultaten op.
Gegalvaniseerd staal is een ander materiaal dat vaak met fiberlasertechnologie wordt bewerkt, met name in sectoren zoals HVAC, de productie van huishoudelijke apparaten, schakelkasten en auto-onderdelen.
Aangezien gegalvaniseerd staal in wezen koolstofstaal is dat ter bescherming tegen corrosie met zink is bedekt, vertoont het snijproces veel overeenkomsten met dat van zacht staal. De zinklaag brengt echter extra aandachtspunten met zich mee, met name wat betreft de vorming van rookgassen en de stabiliteit tijdens het snijden.
Met de juiste procesparameters is snijden met een fiberlaser bijzonder geschikt voor gegalvaniseerde materialen, vooral bij dunnere plaatdiktes waar snelheid en een zuivere afwerking van de werkstukken voorop staan.
Aluminium is prima te snijden met een fiberlaser, en moderne systemen kunnen dit veel beter aan dan eerdere generaties apparatuur, maar het gedraagt zich anders dan staal. Aluminium weerkaatst meer energie en geleidt warmte zeer efficiënt, wat betekent dat processtabiliteit, straalkwaliteit, gastoevoer en machinedynamica nog belangrijker worden.
Een fiberlaser kan zeer productief zijn (met name bij dunne en middelzware materialen) voor fabrikanten die het volgende produceren:
Een werkplaats die de hele dag door aluminiumplaten van 2–6 mm dik snijdt, kan een uitstekende doorvoercapaciteit behalen. Het snijden van zeer dik aluminium is mogelijk, maar de efficiëntie neemt aanzienlijk af in vergelijking met diktebereiken die beter geschikt zijn voor productie.
Koper en messing werden vroeger vanwege hun reflectievermogen als problematisch beschouwd voor lasersnijden. CO₂-lasers hadden van oudsher moeite met deze materialen omdat hun golflengte sterk wordt gereflecteerd, wat leidt tot een slechte energieopname en het risico op beschadiging van optische componenten door terugkaatsing.
Dankzij de vooruitgang op het gebied van fiberlasertechnologie, straalstabiliteit en procesregeling zijn deze materialen veel praktischer geworden om te snijden, met name in toepassingen waarbij elektrische geleidbaarheid van belang is.
Typische toepassingen zijn onder meer:
Deze materialen vereisen nog steeds een strengere controle dan zacht staal, en de kostenefficiëntie van het productieproces speelt een belangrijke rol. Maar voor veel fabrikanten zijn het inmiddels volkomen realistische productiematerialen.
Titanium is een ander materiaal dat met moderne vezellasers kan worden gesneden, hoewel het tot een meer gespecialiseerde categorie behoort. Titanium staat bekend om zijn uitzonderlijke sterkte-gewichtsverhouding, corrosiebestendigheid en hittebestendigheid en wordt op grote schaal gebruikt in de lucht- en ruimtevaart, de medische industrie, de motorsport en andere sectoren waar hoge prestaties vereist zijn.
Typische toepassingen zijn onder meer:
Het lasersnijden van titanium vereist een nauwkeurigere procescontrole dan bij zacht staal. Het materiaal reageert snel bij hoge temperaturen, waardoor de keuze van het beschermgas en de processtabiliteit van cruciaal belang zijn voor het behoud van de randkwaliteit en de integriteit van het materiaal.
Voor fabrikanten die met precisieonderdelen van titanium werken, kan een vezellaser zeer effectief zijn, met name bij dunnere profielen waar nauwkeurigheid en herhaalbaarheid voorop staan.
Dat gezegd hebbende, is titanium geen gangbaar constructiemateriaal en afhankelijk van de specificatie-eisen kan het zijn dat voor sommige toepassingen nog steeds de voorkeur wordt gegeven aan alternatieve verspaningstechnieken.
Vezellasers kunnen bepaalde niet-metalen materialen bewerken, maar dat betekent niet dat ze daarvoor het juiste gereedschap zijn.
Hout, acryl, composietmaterialen, keramiek en glas zijn over het algemeen geen materialen waarop fiberlasertechnologie uitblinkt. In veel gevallen is de golflengte slecht afgestemd op het materiaal, wat leidt tot inefficiënt snijden, een slechte randkwaliteit of zelfs regelrechte procesbeperkingen.
Voor fabrikanten die bredere productiemogelijkheden overwegen, is het belangrijk om te begrijpen waarom men zou kiezen voor fiberlasersnijden voor plaatbewerking helpt te verduidelijken waar de technologie de meeste waarde creëert.
In de praktijk zijn fiberlasers ideaal voor:
Hun echte kracht ligt niet in de universele compatibiliteit met elk materiaal. Het zit hem in het uitzonderlijk goed uitvoeren van één taak: het snel, nauwkeurig en herhaaldelijk snijden van metaal in een productieomgeving. Voor bedrijven die op zoek zijn naar oplossingen voor het snijden van metaal, zijn moderne fiberlasersnijmachines speciaal ontworpen om die prestaties te maximaliseren in een breed scala aan industriële toepassingen.
