Wissen Sie, warum das Laserschneiden mit dem falschen Stickstoffdruck Ihre Metallteile beschädigen kann? Weil dies normalerweise passiert, wenn der Stickstoffdruck zu niedrig oder zu hoch ist.
Der Stickstoffdruck wirkt sich direkt auf die Schnittqualität, die Glätte der Schneide und die Geschwindigkeit aus. Wenn er nicht korrekt ist, kann das Metall verbrennen, Krätze hinterlassen oder den Schneidprozess verlangsamen. Der Druck muss auf die Materialart, die Dicke und die Düsengröße abgestimmt sein. Um saubere Ergebnisse zu erzielen, benötigen Sie einen Stickstoffkompressor, der einen stabilen Druck liefert. In manchen Fällen versuchen die Leute auch, den Luftkompressor für Laserschneidmaschinen.
In diesem Artikel erfahren Sie, welche Druckstufen für verschiedene Materialien geeignet sind, wie sich die Materialstärke auf den benötigten Druck auswirkt und vieles mehr.
Die Rolle des Stickstoffdrucks für die Leistung beim Laserschneiden
Stickstoff dient als Hilfsgas beim Laserschneiden. Es bläst das geschmolzene Metall aus dem Schnittbereich weg. Es reagiert nicht mit dem Material und erzeugt saubere, präzise und oxidationsfreie Schnitte.
Der Druck des Stickstoffs spielt eine große Rolle. Wenn das Gas mit hohem Druck austritt, wird das geschmolzene Material schnell gereinigt. Dies verhindert Ablagerungen und hilft dem Strahl, reibungslos durch das Material zu gehen. Außerdem wird das Risiko von Krätze reduziert und eine bessere Kante hinterlassen.
Der hohe Druck kühlt auch den Schnittbereich schnell ab. Dadurch werden Hitzeschäden reduziert und die Kante bleibt schmal. Kurz gesagt, der Druck hilft zu kontrollieren, wie der Laserstrahl mit dem Material interagiert. Er unterstützt eine bessere Fokussierung der Energie, schnelleres Schneiden und eine höhere Qualität der Kanten.
Standard-Druckbereiche nach Materialart und -dicke
Jedes Material benötigt eine eigene Druckstärke. Dünne Materialien benötigen weniger Druck. Dickere Materialien benötigen mehr, um das geschmolzene Metall aus einem tieferen Schnitt herauszudrücken.
Nachfolgend finden Sie die üblichen Werte, die in echten Geschäften verwendet werden.
| Material Typ | Dicke (mm) | Typischer Druck (bar) |
| Rostfreier Stahl | 1 | 8-10 |
| Rostfreier Stahl | 3 | 12-16 |
| Rostfreier Stahl | 10 | 18-22 |
| Aluminium | 2 | 10-12 |
| Aluminium | 8 | 18-20 |
Diese Zahlen sind Durchschnittswerte. Der tatsächliche Bedarf kann sich je nach Düse, Maschinenleistung und Gasreinheit ändern.
Wenn Sie versuchen, dickes Material mit niedrigem Druck zu schneiden, kann es sein, dass das Gas den Schnitt nicht schnell genug freigibt. Dies führt zu rauen Kanten, Verbrennungen oder sogar fehlgeschlagenen Schnitten.
Einige Maschinen können sogar bis zu 22 bar für dicken rostfreien Stahl um 10-12 mm. Je höher der Druck, desto besser funktioniert es bei dickeren und härteren Materialien. Der Druck muss jedoch auf das Material und die Düsengröße abgestimmt sein, damit kein Gas verschwendet wird.
Einfluss von Düsendurchmesser und Design auf die Druckanforderungen
Der Durchmesser der Düse beeinflusst, wie viel Gas fließt und wie hoch der Druck sein muss. Bei einer kleinen Düse strömt das Gas auch bei niedrigem Druck schnell aus. Eine große Düse benötigt mehr Druck, um die gleiche Geschwindigkeit zu erreichen.
Zum Beispiel:
- Eine 1,0 mm Düse kann bei 10 bar gut funktionieren.
- Eine 2,5 mm Düse benötigt vielleicht 20 bar für die gleiche Kraft.
- Eine 2,0 mm Düse kann 16 bar oder mehr benötigen, um die gleiche Schnittqualität zu erhalten.
Auch die Düse muss auf die Strahlgröße abgestimmt sein. Wenn die Düse zu breit ist, breitet sich das Gas zu sehr aus. Wenn sie zu klein ist, kann sie den Fluss drosseln und den Druck verringern.
Auch die Form der Düse spielt eine Rolle. Konische oder doppelkonische Düsen leiten das Gas besser und ermöglichen sauberere Schnitte bei niedrigerem Druck. Eine falsche Düsenwahl führt meist zu Druckverlusten. Dies mindert die Schnittqualität, selbst wenn der Stickstoffkompressor die richtige Leistung erbringt.
Anforderungen an den Kompressor zur Aufrechterhaltung eines stabilen Stickstoffdrucks
A Stickstoffkompressor muss stark genug sein, um den erforderlichen Druck und Durchfluss zu liefern. Laserschneidmaschinen benötigen meist zwischen 20 und 30 bar für rostfreien Stahl oder Aluminium. Auch die Durchflussmenge ist wichtig. Eine einfache Maschine braucht vielleicht 500 L/min. Ein Hochgeschwindigkeitssystem kann über 1.000 L/min benötigen.
Der Stickstoffkompressor muss über einen großen Vorratstank verfügen, um Durchflussverluste und eine hohe Einschaltdauer für lange Schnitte zu bewältigen. Lasergeneratoren haben ein geeignetes Kühlsystem, um Überhitzung zu vermeiden.
Ölfreie Kompressoren sind besser zum Schneiden geeignet. Sie verhindern die Verunreinigung durch Öl und halten das Gas sauber. Geölte Kompressoren mögen billiger sein, aber sie benötigen mehr Wartung und Filterung.
Die Durchflussmenge wird gemessen in Nm³/h oder L/min. Der Druck wird gemessen in Bar oder PSI. Vergewissern Sie sich immer, dass Ihr Stickstoffkompressor sowohl den Druck als auch den Durchfluss bewältigen kann, die für Ihr Lasergerät erforderlich sind.
Druckstabilisierungstechniken beim kontinuierlichen Schneiden
Bei langen Schnitten oder schnellen Zyklen muss der Druck konstant bleiben, selbst kleine Lecks in Schläuchen oder Verbindungen können den Druck senken. Die Maschine muss Druck und Durchfluss von Anfang bis Ende konstant halten. Dies geschieht mit Hilfe von Reglern, Ventilen und Sensoren.
- Regler steuern, wie viel Druck an die Düse gelangt.
- Sensoren prüfen, ob der Durchfluss gleichmäßig ist.
- Die Ventile regulieren das Gas nach Bedarf.
Wenn der Tank zur Neige geht oder die Gasleitung verstopft ist, kann das System Druck verlieren. Einige Systeme verwenden einen Booster, um den Druck bei schnellen Schnitten aufrechtzuerhalten. Andere verwenden große Tanks, die zusätzlichen Stickstoff enthalten. Der Stickstoffkompressor sollte außerdem in der Nähe der Schneidemaschine aufgestellt werden, um Druckverluste über lange Leitungen zu vermeiden.
Sicherheitsprotokolle und Wartung für Hochdrucksysteme
Hochdruck-Gassysteme müssen strenge Sicherheitsvorschriften einhalten. Wenn sich zu viel Druck aufbaut, kann dies zu Lecks oder Explosionen führen. Alle Systeme sollten mit Sicherheitsteilen ausgestattet sein. Dazu gehören:
- Entlastungsventile zum Ablassen von Überdruck
- Berstscheiben für die Druckentlastung im Notfall
- Temperaturkontrollsysteme für Tanks und Schläuche
Tanks und Atemregler sollten regelmäßig überprüft werden. Schläuche müssen auf Risse oder Lecks untersucht werden. Ersetzen Sie beschädigte Teile sofort.
Befolgen Sie immer die Sicherheitsnormen wie CE, ISO 23125 (Lasermaschinensicherheit) und ISO 9013 (Schnittqualitätsstandards) oder PED. Ein Stickstoffkompressor muss in einem belüfteten und sicheren Bereich installiert werden. Arbeiter müssen bei der Überprüfung von Hochdrucksystemen eine Schutzausrüstung tragen.
Zusammenfassung
Der Stickstoffdruck spielt eine direkte Rolle für die Qualität und Geschwindigkeit des Laserschneidens. Studien zeigen, dass mehr als 70% der Laserschneidvorgänge inzwischen auf Stickstoff angewiesen sind, um die Oxidation von Metall zu verhindern und die Kanten glänzend zu halten. Sie benötigen einen Stickstoffkompressor, der einen gleichmäßigen Druck und einen ausreichenden Durchfluss für das zu schneidende Material gewährleistet. Wenn Sie den Druck richtig einstellen, erzielen Sie bessere Schnitte und können Ihren Gas- und Stromverbrauch um bis zu 30% senken.
