Waterstraal- of Lasersnijden?

Laser of WatersnijdenZowel Waterstraalsnijden als Lasersnijden hebben hun voor- en nadelen die we u graag willen uitleggen.

(Abrasief)Waterstraalsnijden

Het Watersnijden (eigenlijk Abrasief Waterstraalsnijden) is een proces waarbij water onder een druk van bijna 4000 bar, zich vermengd met een zand (abrasief) en vervolgens door het materiaal ‘snijdt’.

De voordelen van Waterstraalsnijden

  • vrijwel braamloze snede
  • de snede is van constante, hoge kwaliteit
  • koel snijden, dus ook geschikt voor composieten en plastics
  • geen vervorming of verkleuring
  • er wordt geen warmte in het materiaal gebracht waardoor de eigenschappen van het materiaal gelijk blijven
  • niet chemisch: er ontstaan tijdens het scheidingsproces geen giftige dampen (zoals bij laser snijden)

De werking van een waterjet

Abrasief waterstraalsnijden wordt in de industrie sinds 1982 toegepast. Waterstralen, de voorloper van de abrasief jets wordt gebruikt sinds 1970.

Abrasief watersnijden wordt in vele industrieën toegepast, zoals de automobiel-, luchtvaart- en glasindustrie. De methode stelt ons in staat precisie onderdelen te vervaardigen uit moeilijk te bewerken materialen.
De abrasief watersnijmachine gebruikt water dat op druk is gebracht tot 3850 bar en wordt geleid door een smalle opening van saffier met een snelheid van 762 meter per seconde. Dit is ongeveer twee en een half keer de snelheid van het geluid.

Na de saffier komt de mengkamer en bevind de toevoer van het abrasief. Door de onderdruk in de mengkamer wordt het abrasief aangezogen, het water en het abrasief vermengd zich in de Mengpijp (nozzle).
De waterstraal met slijpmiddel verlaat met een snelheid van 300 meter per seconde de mengpijp.

De straal met abrasief spuit door het materiaal, waarbij de ontstane centrifugaal krachten het werkstuk snijden.
De snijbeweging is een slijpproces, waarbij de krachten en bewegingen door het water worden veroorzaakt en de methode geeft een beter resultaat dan door middel van een massieve slijpsteen.

watersnijdenMet het watersnijden kunnen in principe alle materialen gesneden worden, bijvoorbeeld:

rvs, staal, koper, aluminium, titanium, marmer, graniet, tegels, beton,
rubber, delrin, acrylaat, polycarbonaat, glas, leer, multiplex, hout, mdf, etc*

Dankzij de koude techniek ontstaan er geen thermisch belaste zones, geen verandering van materiaaleigenschappen bij de snijrand, spanningsvrij product.

* wij beperken ons tot het snijden van metalen

 

Lasersnijden

De Laser

Laser staat voor “Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”. Gestimuleerde emissie is een proces waarmee licht versterkt kan worden tot grote intensiteit. Waar het licht van een gloeilamp alle kanten op schijnt, is het licht van een laser geconcentreerd tot een evenwijdige bundel. Door enerzijds de lichtbron in vermogen op te voeren en anderzijds de bundel waarin dit licht geconcentreerd wordt in diameter te verkleinen, kan een laser met hoge precisie een grote hoeveelheid energie op een zeer klein oppervlak afleveren.

Het opwekken van een laserstraal werkt anders dan het opwekken van licht voor een normale lamp. Een lichtstraal wordt in de resonator ingebracht. In de resonator bevindt zich een speciaal gas en een aantal spiegels. Door een elektrische spanning op dit gas te zetten, wordt de lichtstraal versterkt wanneer de lichtstraal door het gas gestuurd wordt. Zou je het licht door gewone lucht sturen, dan zou het licht juist in intensiteit afnemen.  De lichtstraal wordt vervolgens met behulp van de spiegels een groot aantal keer tussen de spiegels heen en weer gereflecteerd. Iedere keer dat de lichtstraal heen en weer gereflecteerd wordt, versterkt het licht in intensiteit. Dit proces van versterking gaat net zolang door totdat de laserstraal geschikt is voor het proces waar de laser uiteindelijk voor ingezet moet worden, bijvoorbeeld voor het lasersnijden van metaal.

Het snijproces

Omdat een laserstraal met hoge precisie een klein oppervlak kan verhitten, kan de laser gebruikt worden om een materiaal te scheiden door het te doen smelten, verbranden of verdampen. Dit is het proces van lasersnijden. Het laserlicht wordt bij lasersnijden via optische kabels van de resonator naar de snijkop van de laser gebracht. De snijkop focusseerd de laserstraal met behulp van een lens op het te snijden metaal en omringt de laserstraal coaxiaal met een snijgas. Door de inzet van optische kabels kan de laserkop bij het lasersnijden vrij over het laserbed bewegen (vliegende optiek) terwijl de resonator zich op één plek blijft staan. Het grote voordeel hiervan is dat de snijkop tijdens het lasersnijden sneller over het materiaal kan bewegen en van richting kan veranderen.

De voordelen van Lasersnijden

  • Weinig vervorming; complexe contouren mogelijk
  • De warmte beïnvloede zone is klein, daarom is er slechts beperkt sprake van vervorming waardoor complexe metalen contouren gesneden kunnen worden.
  • Weinig materiaalverlies – De diameter van de laserstraal is vele malen kleiner dan de dikte van bijvoorbeeld een zaagblad. Hierdoor kan er gesneden worden met minder materiaalverlies.
  • Geen fysiek contact – Dit is een voordeel ten opzichte van mechanische snijtechnieken. Omdat er geen contact is tussen zaagblad en materiaal wordt het werkstuk niet ‘besmet’ met materiaalresten van het zaagblad. Ook is er sprake van een hoge vormvrijheid, het snijcontour wordt niet beperkt door de dimensies van een zaagblad of boorkop.
  • Precisie – Omdat de laserkop geen fysiek contact heeft met het materiaal, zoals dat bij een zaagblad of boor wel het geval is, ontstaat er minder trilling en resonantie. Dit komt de precisie van de snede ten goede.