Wie Laserschneiden Funktion von Gasmischsystemen

Entwicklung des Laserschneidens vom Einzelgasschneiden Assistgas Von Einzelgas zu Mehrkomponenten-Gasgemischen

Die Auswahl des Assistgases für das traditionelle Laserschneiden beruht ausschließlich auf der Erfahrung des Bedieners. Die zentrale Überlegung besteht darin, ein einzelnes Gas anhand der Materialeigenschaften, der Materialdicke und der Schneidanforderungen auszuwählen. Häufig verwendete Gase sind:

1. Sauerstoff (O₂): Wird hauptsächlich zum Schneiden von Kohlenstoffstahl als Oxidationsgas eingesetzt, um den Energieverbrauch zu senken, das Schmelzen des Metalls zu erleichtern und die geschmolzene Schlacke abzublasen. Allerdings weist er eine geringere Schnittgeschwindigkeit auf, neigt zur Bildung von Oxidschichten auf der Schnittfläche und bietet nur begrenzte Senkrechtheit, weshalb er weniger geeignet ist für die Bearbeitung mitteldicker bis dicker Kohlenstoffstahlplatten mit Hochleistungslasern.

2. Stickstoff (N₂): Wird hauptsächlich zum Schneiden von Materialien wie Edelstahl und Aluminiumlegierungen verwendet. Als inertes Gas isoliert er die Schnittfläche von der Umgebungsluft, um Oxidation zu verhindern, wodurch eine helle und saubere Schnittfläche entsteht, die keiner nachträglichen Nachbearbeitung (z. B. Schleifen) bedarf. Der Stickstoffverbrauch ist jedoch hoch, was zu einer erheblichen Kostensteigerung führt.

3. Druckluft: Das kostengünstigste Hilfsgas, das direkt von einem Luftkompressor bereitgestellt wird, eignet sich für einfache Schneidanwendungen wie z. B. unlegierten Stahl und Aluminiumbleche. Druckluft enthält jedoch Sauerstoff, Feuchtigkeit und Verunreinigungen, was zu Oxidation und Rostbildung an der Schnittfläche sowie zu einer geringeren Schnittgenauigkeit führen kann. Daher ist sie ausschließlich für Grobbearbeitungsanwendungen geeignet.

Für die großflächige Bearbeitung von Kohlenstoffstahl hat sich eine bahnbrechende Schneidtechnologie etabliert: der Mischgas-Schneidmodus.

Die Aufrüstung auf ein Laser-Mischgas-System stellt eine der strategischsten Maßnahmen für Verarbeitungsanlagen dar, die großflächige Schneidprozesse von Kohlenstoffstahlblech durchführen. Dieses System beseitigt vollständig die Nachteile des Schneidens mit Sauerstoff (langsame Schnittgeschwindigkeit), des Schneidens mit Stickstoff (hohe Kosten) sowie des Schneidens mit Druckluft (schlechte Schnittqualität und Risiko einer Kontamination der Anlage). Durch die systematische Behebung dieser Einschränkungen im Zusammenhang mit dem Hilfsgas liefert es überlegene Schnittflächen, höhere Bearbeitungsgeschwindigkeiten und steigert die Rentabilität.

Zwei wesentliche technische Ansätze für das Gasversorgungssystem bei Laser-Misch- und -Schneidprozessen

Das Laser-Gasmisch- und -Schneidsystem nutzt zwei Implementierungsmethoden mit identischen Zielsetzungen: eine stabile Ausgabe präzise gemischten Gases, um auch unter dynamischen Durchflussbedingungen eine konstante Druckausgabe des spezifizierten, reinheitsgeprüften Mischgases sicherzustellen.

1. Ortsgenaue Gasverteilungsart: Elektronische Massendurchflussregelung (MFC)

Der Prozess erfordert eine externe Zufuhr von Stickstoff und Sauerstoff, die dann beim Eintritt in die Anlage zu einer Stickstoff-Sauerstoff-Mischung mit vorgegebener Reinheit vermischt werden. Für diese Prozesssteuerung haben wir präzise, instrumentengerechte Lösungen aus dem Bereich der Gasverteilung eingesetzt.

Es misst direkt die Massenstromrate des Gases über einen Massenstromregler mit außergewöhnlicher Präzision, typischerweise im Millisekundenbereich. Das System reagiert schnell auf wechselnde Durchflussanforderungen der Schneidköpfe und ist daher die bevorzugte Wahl für industrielle Anwendungen mit hoher Wiederholgenauigkeit und hohen Anforderungen.

Die Kerntechnologie des Feinschneid-Gassystems „Fine Cutting Spirit“ von Raysoar für Hochleistungs-Laserschneiden (12 kW–120 kW) liegt in seiner Fähigkeit, stabile, hochreine Gemischgase für Materialien wie Kohlenstoffstahl, verzinkte Bleche und Aluminiumlegierungen bereitzustellen.

2. Ortsgestützte Gaserzeugung: Eine kostengünstigere und zuverlässigere Gasversorgungsart

Dies ist eine kohlenstofffreundliche Lösung mit einer höheren Kostenwirksamkeit in der praktischen Anwendung.

Der gesamte Prozess umfasst die eigenständige Erzeugung und Mischung von Gasen ohne externe Gasversorgung (Stickstoff oder Sauerstoff). Durch die direkte Erzeugung des Gemischgases am Standort des Kunden werden die mit herkömmlichen Modellen verbundenen Probleme des Transports, der Verwaltung und der Entsorgung von Gasflaschen vollständig eliminiert und damit:

● Den CO₂-Fußabdruck deutlich reduzieren

● Logistik- und Personalkosten senken

● Stickstoffverschwendung vermeiden, die Ressourcennutzungseffizienz steigern und eine stabile sowie zuverlässige Leistung sicherstellen, wodurch die Lösung für Anwendungen geeignet ist, die Einfachheit und kontinuierlichen Betrieb erfordern.

Analyse der Kernstruktur des ortsfesten Gasverteilungssystems

Obwohl die automatische Gasverteilung wie eine ‚Black Box‘ erscheinen mag, beruht sie tatsächlich auf dem koordinierten Zusammenspiel mehrerer spezialisierter Komponenten:

● Digitaler Regler („Gehirn“)

Geben Sie das erforderliche Verhältnis in der Schnittstelle ein, z. B. 5 % Sauerstoff + 95 % Stickstoff. Die Steuerung sendet kontinuierlich Befehle, um eine präzise Einhaltung des Verhältnisses sicherzustellen.

● Massendurchflussregler (MFC, zentrales Stellglied)

Ausgestattet mit einem Durchflusssensor bietet er eine extrem hohe Präzision und extrem schnelle Reaktionszeit für die Echtzeit-Messung und -Regelung des Durchflusses sowie eine automatische Kompensation von Druckschwankungen im Zulauf.

● M ixed C ischkammer

Verschiedene Gase werden hier gründlich vermischt, um ein homogenes und stabiles Gemisch zu bilden.

● Gasanalysator (optional, hochpräzise)

Es erfolgt eine Echtzeit-Probenahme des gemischten Gases, um die Genauigkeit des Mischungsverhältnisses unabhängig zu überprüfen.

● Drucküberwachungs- und Alarm-System

Die Überwachung des Drucks erfolgt in Echtzeit; bei zu niedrigem oder zu hohem Druck wird automatisch ein Alarm ausgelöst oder die Anlage abgeschaltet, um den Laserkopf zu schützen und die Sicherheit zu gewährleisten.

● Schlüsseldesign: Spannungsstabilisierungsfunktion mit Bypass

Während der Perforation oder im Leerlauf verringert sich der Gasbedarf. Der Bypass gewährleistet die Gasumwälzung mit einer minimalen Durchflussrate, um den Druck zu stabilisieren, Druckspitzen zu vermeiden und beim anschließenden Schneiden ein genaues Gasverhältnis sicherzustellen.

Formel S speicherung und I aufruf: Ein-Klick- P präzise G als A zuweisung

Wie kann eine derart präzise Ausrüstung die wiederholte manuelle Eingabe von Parametern für jeden Auftrag vermeiden?

Antwort: Die Speicherung von Formeln und der Ein-Klick-Abruf steigern die Effizienz erheblich.
Die digitale Steuerung fungiert als integriertes Verfahrenshandbuch: Häufig verwendete Arbeitsabläufe wie z. B. „Hochgeschwindigkeitsschneiden von dickem kohlenstoffarmem Stahl (über 16 mm)“ können vorab mit voreingestellten Parametern – darunter Materialverhältnisse, Durchflussraten und Druckeinstellungen – gespeichert werden.

Während der Produktion müssen die Bediener lediglich die entsprechende Formel auswählen; das System stellt dann automatisch und präzise alle erforderlichen Parameter ein – ohne Schätzung oder manuelle Feinjustierung.

Die fortschrittliche Funktion ermöglicht eine tiefe Integration mit Laser-CNC-Systemen: Das System liest automatisch die Materialeigenschaften und -dicke aus dem Schneidprogramm aus, generiert Gasverteilungsbefehle und realisiert eine „musterbasierte Gaszuteilung“, wodurch höchste Präzision ohne manuelles Eingreifen erreicht wird. (Kompatibel mit ausgewählten BOCHU-Systemen) Ein weiterer verborgener Mehrwert liegt in der Datenrückverfolgbarkeit.

Das System protokolliert automatisch Anteil, Durchflussrate, Druck und Zeit für jede Charge, um die Qualitätsrückverfolgbarkeit und Prozessoptimierung zu erleichtern und so weitere Gasersparnisse sowie Kostensenkungen zu erzielen – ohne Einbußen bei der Qualität.

Raysoars Wertversprechen: Mehr als nur  geräteverkauf – liefern wir ganzheitliche Lösungen

Wir beobachten häufig, dass Fabriken hochwertige Anlagen erwerben, jedoch aufgrund einer unzureichenden Auswahl und Integration nicht die gewünschten Ergebnisse erzielen.
Daher lehnt Raysoar es ab, lediglich ein ‚Geräteanbieter‘ zu sein, sondern bietet Ihnen stattdessen maßgeschneiderte, ganzheitliche Lösungen.

• Präzise Auswahl

Basierend auf Laserleistung, Materialbearbeitung und Ausgangsabstimmungsschema:

1. 6 kW–60 kW Kohlenstoffstahl: Wirtschaftliches Hochqualitäts-Serien-Schneiden – Empfohlen FCP-Serie ；

2. Hochqualitäts-Schneiden von Edelstahl/Aluminium mit glänzender Oberfläche – Empfohlen BCP Serie ；

3. Serienmäßige Präzisionsfertigung von Edelstahl, Kohlenstoffstahl und Aluminiumlegierungen mit 3 kW–6 kW – Empfohlen FCS-Serie ；

4. Schweißschutzgas: Mini-Stickstoffgenerator Schweißmate , der mit nur 0,2 kW Leistungsverbrauch 99,99 % hochreinen Stickstoff liefert. Er gewährleistet einen stabilen Ausgangsdruck und Durchfluss, um die Anforderungen handgehaltener Schweißgeräte mit Leistungsstufen zwischen 800 W und 3000 W zu erfüllen.

• S nahtlos I integration

Durch die Integration vor Ort verfügbare Gasquellen, Rohrleitungen und Lasereinrichtungen im Rahmen einer einheitlichen Planung erreichen wir eine nahtlose Integration der Gasströme sowie der Signal- und Steuerungssysteme.

• Kontinuierliche Kalibrierung und Wartung

Die langfristige Nutzung von Massenstromreglern kann zu Drift führen. Wir führen regelmäßig Kalibrierungen durch, um die werkseitig eingestellte Genauigkeit wiederherzustellen, sodass das Sauerstoff-Gemischverhältnis von 2 %, das letztes Jahr verwendet wurde, auch dieses Jahr unverändert bleibt. Dadurch wird Langzeitstabilität gewährleistet und die Investition in die Geräte geschützt.

Machen Sie präzises Gasmischen zu Ihrem wettbewerbsfähigen „versteckten Vorteil“

Im Laser-Schneidgeschäft ist der Wettbewerb hart. Jeder verfügt über einen leistungsstarken Laser. Jeder beschäftigt qualifizierte Bediener. Die Margen bei Standardaufträgen werden immer weiter zusammengedrückt. Wo also finden Sie Ihren entscheidenden Vorteil? Oft liegt er in den Details, die Ihre Mitbewerber übersehen. Präzises Gasmischen ist einer dieser versteckten Vorteile.

Eine Fabrik, die konsistent feinere Querschnitte bei Kohlenstoffstahl erzielt, die Produktionsgeschwindigkeit pro Einheit um mehrere Sekunden steigert und nahezu null Schlacken-Rückhalterate aufweist, wird zwangsläufig mehr Aufträge gewinnen und mehr Kunden langfristig binden.

Sie erreichen dies nicht, indem sie einen teureren Laser kaufen, sondern indem sie den gesamten Prozess rund um diesen Laser beherrschen. Sie wissen, dass das Gas nicht nur ein Verbrauchsmaterial ist, sondern ein Präzisionswerkzeug. Indem sie dieses Werkzeug mithilfe eines automatischen Systems vollständig kontrollieren, schaffen sie einen Wettbewerbsvorteil, den andere nur schwer kopieren können. Dieser Vorteil ist in keiner Broschüre sichtbar – doch er zeigt sich deutlich in ihrer Qualität, ihrer Durchsatzleistung und ihren Gewinnmargen.

Auf dem heutigen hart umkämpften Markt für Laserschneidanlagen kann die präzise Steuerung jedes Kubikmeters Gas entscheidend dafür sein, wer im ständigen Kompromiss zwischen Qualität, Geschwindigkeit und Kosten die Nase vorn hat. Diese Präzision ist Ihr entscheidender Vorteil.

Das ist die Schutzmauer. Es ist der konsistente, reproduzierbare und optimierte Prozess, der es Ihnen ermöglicht, eine Qualität und Geschwindigkeit zu liefern, die anderen nur schwer gelingt. Er verwandelt Ihre Gasversorgung von einer Kostenstelle in einen strategischen Erfolgsfaktor.

Bereit, Ihre eigene versteckte Schutzmauer aufzubauen? Sprechen wir darüber. Kontaktieren Sie einen unserer Raysoar anwendungstechniker von . Teilen Sie uns mit, welchen Betrieb Sie führen, welche Lasersysteme Sie einsetzen und welche Aufträge Sie gewinnen möchten. Wir hören zu – und setzen dann unser Fachwissen für Sie ein. Gerne vereinbaren wir für Sie eine kostenlose Prozessdiagnose direkt in Ihrem Betrieb oder sogar remote, um zu zeigen, wie präzises Gasgemisch Ihre Fertigung auf das nächste Leistungslevel hebt. Klicken Sie auf die Website von Raysoar , nehmen Sie Kontakt mit uns auf und beginnen wir das Gespräch. Die Zukunft Ihres Schneidprozesses wartet bereits.