Lasersnijden en -graveren

E11.14 - Toepassing geheugenmetaal - Vorige | Volgende - E11.16 - Het gereedschap van de modelspoorder

---

Onder redactie van: BeneluxSpoor.net

35px

---

Wat is lasersnijden?

Lasersnijden is het snijden van materialen met behulp van een laserstraal. We kunnen met laserlicht zeer nauwkeurig en met hoge snelheid materialen snijden.
Lasersnijden gebeurt met de lasersnijmachine. De lasersnijmachine bestaat uit een laserbron, de snijkop of de focusseringsoptiek en de snijtafel.

E11.15-01
Tekening: Federatie Metaalplaat

Proces lasersnijden

De laserstraal wordt opgewekt in de laserbron. Hierna wordt de laserstraal getransporteerd naar de snijkop. In de snijkop wordt de laserstraal door een lens gebundeld. Dit is nodig om de laserstraal krachtig genoeg te maken om een materiaal te kunnen smelten. Om de laserstraal heen wordt door het gasmondstuk, de 'nozzle', een snijgas toegevoerd. Dat ervoor zorgt dat het gesmolten materiaal wordt weggeblazen of verbrand.
De snijkop wordt over het materiaal bewogen en maakt een snede. De zijkant van de snede vertoont kleine rillen, de nalooplijnen.

E11.15-02
Tekening: Federatie Metaalplaat

Er zijn drie verschillende soorten lasersnijtechnieken:

Lasersublimatiesnijden

Bij het lasersublimatiesnijden gaat het materiaal tijdens het smelten direct over in damp. Deze damp wordt daarna weggeblazen door een snijgas, meestal stikstofgas. Er ontstaat een smalle en zeer gladde snede. Vergeleken met andere lasersnijtechnieken is er veel energie nodig. Bovendien is de snijsnelheid vrij laag.
Voorbeelden van materialen die we met de sublimatietechniek kunnen lasersnijden zijn:
Karton, papier, hout, keramiek en kunststoffen (Zie tabel verderop).

Lasersmeltsnijden

Bij het lasersmeltsnijden wordt het materiaal door de laserstraal tot smelten gebracht. Het vloeibare materiaal wordt daarna met een snijgas, meestal stikstof, onder hoge druk weggeblazen.
Vergeleken met lasersublimatiesnijden is lasersmeltsnijden sneller, maar is de ruwheid van de snedekant iets groter.
Voorbeelden van materialen die we met de smelttechniek kunnen lasersnijden zijn: messing, rvs en aluminium.

Laserbrandsnijden

Laserbrandsnijden lijkt heel erg op het autogeen snijden. Het materiaal wordt door de laserstraal niet direct gesmolten maar op ontstekingstemperatuur gebracht. Bij deze temperatuur wordt het materiaal ontstoken door het snijgas en verbrandt. Het snijgas is bij dit proces zuurstofgas. Het zuurstofgas zorgt er ook voor, dat het verbrande materiaal wordt weggeblazen.
Met laserbrandsnijden zijn snijsnelheden te bereiken die een factor 2 à 3 hoger liggen dan bij het lasersmeltsnijden.
Een voorbeeld van een materiaal dat met de brandsnijdtechniek te snijden is, is staal. Daarbij kunnen grote diktes bewerkt worden van 0,1 tot ca. 25 mm.
In het laboratorium zijn diktes tot 40 mm bereikt.

Voor welke techniek gekozen wordt, hangt af van:

• soort materiaal
• dikte van het materiaal
• eisen aan de snijkant
• het beschikbare laservermogen

Lasergraveren

E11.15-03
Foto's: Lion Lasers BV

Lasergraveren is het schrijven van teksten of afbeeldingen op producten met behulp van een laser. Vaak wordt ook de term lasermarkeren gebruikt, maar eigenlijk is markeren een soort stempelen. Doorgaans worden hiervoor CO2-lasers ingezet. Bij dit soort lasers wordt meestal een vast masker of sjabloon gebruikt dat verkleind op het product wordt afgebeeld. Dit werkt supersnel want het masker bevat alle details. Vaak is maar é én laserpuls nodig om een markering aan te brengen. Denk hierbij bijvoorbeeld aan het aanbrengen van een typenummer op een printplaat. Nadeel van markeren is dat het niet flexibel is. Voor elke markering heb je een ander masker nodig.

Bij het graveren wordt met een kleine spot (=zeer kleine lichtbundel) geschreven op het materiaal. Daarbij kun je zowel het materiaal als de bundel bewegen. Bij het bewegen van het materiaal wordt gebruik gemaakt van CNC-tafels, bij het bewegen van de bundel van spiegels. Afhankelijk van de soort laser en bijvoorbeeld materiaalafmetingen of gewenste nauwkeurigheid wordt voor één van deze methodes gekozen. Het voordeel van spiegels is de hoge snelheid waarmee bewerkt kan worden. Nadeel is het beperkte werkveld omdat hiervoor speciale optieken nodig zijn. In principe is lasergraveren zeer flexibel. De CNC tafels of de spiegels worden softwarematig aangestuurd.

Lasersnijden en -graveren op de modelspoorbaan

Steeds meer fabrikanten van modelspoorartikelen ontdekken het gemak van de laser. Zo leveren bekende leveranciers als Faller en Noch inmiddels bouwpakketten op basis van gelaserd karton. Vaak worden dan de fijnste details bijgeleverd in zeer filigraan geëtst messing. Een voorbeeld van een lasergesneden bouwpakket is te vinden in rubriek: E11.03.02 - Karton; geen brug te ver.

Tot nu toe richtten de fabrikanten zich voornamelijk op lasermodellen van gebouwen en civiele werken. Maar ook voor rijdend materieel zijn toepassingen mogelijk. Een goed voorbeeld levert het Australische bedrijf Brunel Models. Op basis van een lijntekening, uitgevoerd in een door de computer te lezen kleurenpatroon, worden door de laser de verschillende onderdelen gefabriceerd.

Op basis van onderstaande tekening....

E11.15-04
Foto: Brunel Models

ontstaat dan dit rijtuig.

E11.15-05
Foto: Brunel Models

En dat met karton de meest waanzinnige constructies mogelijk zijn bewijst het Duitse bedrijf Huppertz-Modelbau & Engineering LTD (HMB).
Zij brengen o.a. het volgende model op de markt:

E11.15-06
Foto: Huppertz-Modelbau & Engineering LTD

Zelf aan de slag

(Wordt vervolgd)

---

Meer informatie

• Tabel mogelijkheden Lasersnijden en -graveren, zie: LionLaser
• Voor het snijden van messingplaat (maximaal) 0,3 mm. Zie: Bystronic 2,5 D laser

Belangstellenden kunnen contact opnemen met de redactie.

---

E11.14 - Toepassing geheugenmetaal - Vorige | Volgende - E11.16 - Het gereedschap van de modelspoorder