Plasmaschneidverfahren

Plasma-Metallschneiden wurde in den 50er Jahren des letzten Jahrhunderts entwickelt. Seither entwickelt sich das Plasmaschneiden immer mehr mit neuen Techniken und Plasmaschneiden immer mehr mit neuen Techniken und Plasmaschneidverfahren. Jedes der Verfahren bringt deutliche Vorteile oder Nachteile mit sich. Techniken oder Plasmaschneiden werden reduziert auf:

• Plasmaschneiden ohne Sekundärmedien
• Plasmaschneiden mit Sekundärmedien
• Plasmaschneiden mit einem verengten Bogen

Plasma schneiden ohne sekundäre Medien

Das Verfahren des Plasmaschneidens ohne Sekundärmedien wird verwendet für:

• Hand bzw. Manuelle Plasmaschneiden
• Schlitz Plasmaschneider
• beim Plasma Schneiden von Blech weniger die
• Schneiden der reduzierten Anzahl von Teilen
• weniger Bedarf an Schnittqualität

Plasmaschneiden ohne den Einsatz von zusätzlichen Gas hat die häufigste Anwendung in der Schiffbauindustrie,wo schneiden Schweißen vorangestellt ist. Darüber hinaus ist dieser Verfahren des Plasmaschneidens auf die Anwendung in den Stahlwerken oder eine automatisierte (robotisiert) Schneiden von Profilen. In der Praxis wird dieser Schneidverfahren oft in Kombination mit CNC- Technologie eingesetzt.

Die besondere Charakteristiken dieser Schneidverfahren ist jedoch die Verwendung von nur einem Gas, das eine Doppelrolle-  Kühlung und schneiden hat. Wegen seiner Einfachheit, die meisten Hand Plasmaschneider arbeitet an einem solchen Prinzip. Was ist anzumerken, dass das Plasmaschneiden ohne Hilfsglas für Metalle und maximale Dicke des bis 16 mm.

Unterwasser Plasma schneiden / Foto: © ECVV

Plasmaschneiden mit der Anwesenheit von einem sekundären

Sowie die zuvor beschriebene Prozess der Plasma schneiden und dieses Verfahren hat die Eigenschaft der Situation, in dem es verwendet wird und diese sind:

• Bohren in Metall
• Beginn des Plasma schneiden
• Die Anforderung für die hohe Qualität des Schnitts
• Plasma schneiden Raster
• Unterwasser Plasma schneiden

Dieses Plasmaschneidverfahren ist spezifisch auf eine spezielle Düse, die zur Bereitstellung von rotierendem Gas dient. Seine Hauptaufgabe ist der Schutz einer Plasmagas vor den möglichen schädlichen Auswirkungen der Atmosphäre (Umgebung). Die Tatsache, dass es ein Plasmagas geschützt ist, dieses Verfahren Plasmaschneiden macht es ideal für Unterwasser Plasmaschneiden.

Unterwasser Plasmaschneiden bringt zahlreiche Vorteilen, die sowohl die Filterung der möglichen Strahlung als auch den Schutz des Bedieners betreffen. Unterwasser Plasmaschneiden betrifft die Rauschunterdrückung und das Auftreten von Staub.

Plasmaschneiden mit eingespritztem Wasser

Plasmaschneiden mit eingespritztem Wasser erfolgt radial oder Vortex. Dieser Vorgang verengt den Lichtbogen, was direkt zu einer Erhöhung der Plasmadichte führt. Neben der erwähnten Verengung der Bögen wirkt sich die Verwendung von Wasser auch auf die Kühlung aus.

Stickstoff wird am häufigsten zur Erzeugung von Plasma verwendet, aber in der Praxis werden andere, billigere Gase verwendet, die die Qualität des Schnitts nicht beeinträchtigen. Ein solcher Schneidprozess wird hauptsächlich zum Schneiden von Materialien verwendet, bei denen die Anforderungen an die Schneidqualität außergewöhnlich hoch sind.

Plasmaschneider von Metallen / Foto: © American Machinist

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Laserschneiden von reflektierenden Metallen

In Laserschneidbetriebe triff man häufig hochreflektierenden Metalle wie Aluminium.

Das Schneiden dieser Metalle erfordert besondere Aufmerksamkeit und Vorbereitung eines Laserschneiders. In der Tat, wegen der reflektierende Eigenschaft solcher Metalle, unbedachtes schneiden, bzw. nicht vorbereitete Oberfläche die geschnitten werden soll, kann zur Schädigung der Laserlinse führen. Neben Aluminium kann auch Laserschneiden von Inox der durch Polieren weiterverarbeitet wird, ein großes Problem darstellen.

Warum melden sich überhaupt Probleme beim Schneiden?

Co₂-Laserschneideder arbeiten nach dem Prinzip einLaserstrahl durch Spiegel und Linsen auf einer kleinen Fläche von dem Schneidmaterial zu leiten. Da der Laserstrahl eigentlich eine Lichtleitung von großer Stärke ist, können reflektierende Eigenschaften von Metall zur abstoßung des Laserstrahls führen. Der Abgestoßene Laserstrahl in diesem Fall tritt durch den Kopf des Laserschneiders auf die Linse und Spiegelsystem was zur schäden führen kann.

Das reflektierende Laserschneiden von Metallen kann ein Problem sein.

Damit man das Abstoßen des Laserstrahls verhindert ist es notwendig, mehrer Tätigkeiten durchzuführen. Reflektierende Metalle müssen mit einer Schicht abgedeckt werden, bzw. mit Mittel den Laserstrahl absorbieren. Mit dieser Art von Schneiden wird die Qualität und Präzision nicht beeinflusst, dabei wird der Laserschneider geschützt von Zerstörung.

Neben der bereits erwähnten Behandung kommt die modernste Laserschneider mit implementierten ein Selbstschutzsystem. Dieser Art von System in Falle von reflektierender Laserstrahl stoppt den Laserstrahl und verhindert das zerstören der Linse. Das ganze System funktioniert auf das Prinzip der Messung von Strahlung, d.h. die Überwachung während des Schneidens. Allerdings, durch den technologischen Fortschritt entwickelt man Laserschneider die Resistent auf solche Dinge sind und es geht u die Faserlaser.

Faser – Laser -Schneidemaschine

Heute in der Praxis zusammen mit stardard für CO₂-Laserschneider für Laserschneiden von Metall wird auch Fiber Laser angewendet. Faser Laser Technologie ist eine der neusten Techniken des schneidens, das deutlich bessere Performence als der CO₂-Laser gibt.

Laserscheiden von Metall – Bystar Fiber

Faserlaser anstatt ein kompliziertes System von Spiegeln verwendet man optische Faser, die den Laserstrahl zuführen. Diese Art von Laser bietet die schnellste und am meisten erschwingliche altanative zur CO₂ Laserschneider von reflektierende Metalle.

Neben der Faser Laser Schneidmaschine wird heut zutage für reflektieren Metall Wasserstrahlschneider verwendet. Der Hauptgrund dafür ist die Tatsache, dass Faserlaser ihre Wirksamkeit verlieren wenn die Dicke der Metalle mehr als 5 mm beträgt.

Liste der reflexiven Metalle

In der Tabelle präsentieren wir eine Liste aller reflexive Metalle und Empfehlung von Schneidtechnik.

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Die Bedeutung der Qualitätskontrolle

Qualitätskontrolle hat eine unverzichtbare Rolle in der Branche. Durch Stichproben und Prozesskontrolle können Organisationen ihre Leistung verbessern. Genau so gilt es für Laserschneideprozess. Allerdings, stellt sich jedoch die Frage, wie die Qualität beim Laserschneiden von Metall gemessen werden kann?

In den vorherigen Texten haben wir die Wichtigkeit der Optimierungsparameter der Laserschneider hervorgehoben, d.h. die Durchführung der vorbeugenden Wartung des Laserschneiders. Gute und qualitativ hochwertige Wartung des Laserschneiders, mit der Möglichkeit von Anomalien im Schneideprozess wird auf ein Minimum reduziert. Allerdings, sollte jedoch beachtet werden auf wichtige Leistungsindikatoren die Rückschlüsse auf das Qualitätsniveau des Laserschneidens gibt.

Richtlinie für das Laserschneiden

Da ein großer Teil des Geschäftsbetriebs und der Prozess in den heutigen Organisationen, standardisierte,  es wurde Normen entwickelt, die Laserschnittparameter vorschreiben und die Qualität beeinflussen. ISO Standard DIN EN ISO 9013:2002 definiert die Anforderungen, die auf der Laser, aber auch andere Arten des thermischen Schneidens. Norm schreibt der folgende Kontrollparameter des Scheidens vor:

• das geschmolzene Metall
• Schlitzschnitt
• Löchriger Schnitt
• Schnittlinien
• Rauheit

Die Qualität des thermischen Schneidens ist durch die Norm

Qualitätskontrolle Parameter

1. Die Bildung von geschmolzenem Metall– Die Kontrolle dieses Parameters erfolgt normalerweise durch Stichprüfung des zu schneiden Metalls. Die Information, die durch Überprüfung erhalten wird, bezieht sich auf den Fokus des Laserstrahls oder der Laserschneider Optik.
2. Schlitzschnitt– ein Parameter, der vom zu schneidenden Material abhängt und durch die Toleranz für jedes Metall unterschiedlich bestimmt wird. Die Information, die durch das Anlassen erhalten wird, ist ungefähr die Größe der Laserstrahl Durchdringung in Metall.
3. Lochfraß– Löchriges Metall tritt aufgrund korrosiver Wirkung auf und kann die Schnittqualität stark verändern. Dieser Parameter wird normalerweise durch Stichproben überprüft und qualitativ beschrieben.
4. Schnittlinie– Schnittlinie während des Laserschneidens wird durch Geschwindigkeit bestimmt, mit der jede Position geschnitten wird. Dieser Parameter wird ebenfalls Stichprobenweise überprüft und die von der Inspektion gelieferten Informationen sprechen für die Notwendigkeit, die Schnittparameter in Bezug auf Leistung und Geschwindigkeit anzupassen.
5. Rauheit – ein Parameter, der die Notwendigkeit einer zusätzlichen Materialbearbeitung nach dem Laserschneiden beeinflusst. Die Rauhigkeit wird in Abhängigkeit von Dicke des zu schneidenden Materials definiert.

Wie kann man die Schnittqualität verbessern?

Die Qualität des Schnitts kann durch die oben erwähnte dauerhafte Wartung des Laserschneiders oder durch Optimierung der Schnittparameter verbessert werden. Die Qualitätskontrolle und die erwähnten Parameter sind nur ein kurzes Schlagwort, um die Schnittparameter besser zu optimieren. Die gleiche Qualitätskontrolle hängt von der Reihe der Schnitte ab, die ausgeführt werden. Wenn mehrere Dutzend identische Positionen ausgeführt werden, sind die Parameter notwendig, um die gleiche Reihe von identischen Fehlern in den ausgeführten Positionen zu steuern.

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Die Bedeutung der Metalle für die heutige Industrie

Die heutige Welt ist ohne die Metallstrukturen unvorstellbar, sie finden ihre Anwendung in der Automibilindustrie bis hin zur Brückenbau. Obwohl die Begriffe wie Eisen, Metall und Stahl häufig vorkommen, stellt man sich die Frage, ob es einen Unterschied zwischen ihnen gibt? Einer der häufigen Fehler, die jeden Tag auftauchen, ist es, den Namen Eisen, Metall und Stahl als Synonymen zu verwenden oder gleichzusetzen.

Allerdings, gibt es ein gewisser Unterschied in den genannten Begriffen, die von der Begriffsdefinition selbst bis zu der Art wie man Stahl bzw. Eisen erhält.

Was ist der Unterschied zwischen Metall, Eisen und Stahl

Was sind Metalle?

Metalle sind chemische Elemente, deren Name dank der Metallverbindung gegeben ist, durch die Atome im Kristallgitter verbunden sind. Durch das Prisma der Chemie betrachtet, können in der Natur vorkommende Metalle in reiner Form ohne Zusätze gefunden werden.  Darüber hinaus hat jedes Metall ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften, die ihr Verhalten prägen.

Neben der genannten Einteilung können Metalle in edle, halbedle und nichtmetallische Metalle eingeteilt werden. Die Klassifizierung von Metallen in Bezug auf den Adel des hängt seine Resistenz gegen Korrosion. Edelmetalle sind so resistent gegen alle Arten von Korrosion, während die Metalle auf der anderen Seite nicht korrosiv wirken. Edelmetalle sind resistent gegen alle Arten von Korrosion, im Gegensatz zur nicht Edelmetalle.

Alle Metalle haben eine glänzende Oberfläche und hervorragende Verarbeitungseigenschaften. Allerdings, Aufgrund der reflexiven Eigenschaften gibt es jedoch Probleme beim Laserschneiden.

In der Regel können sie in der Natur am häufigsten im festen Zustand gefunden werden, außer Quecksilber in flüssigen Zustand.

Gibt es einen Unterschied zwischen Metall und Stahl?

Ja. Stahl kann nicht aufgrund seiner chemischen Eigenschaften kann nicht als Metall klassifiziert werden, sondern als Legierung. Daher haben Metalle als solche in ihrer Struktur keine Grundierung  im Gegensatz zu dem Stahl.

Trotz der Tatsache, dass Stahl kein Metall ist, besitzt es Eigenschaften, die Metalle haben. Zum Beispiel können Stahlplatten wie Metalle eine glänzende Oberfläche haben. Betrachtet man das durch Prisma Eigenschaften, ist Stahl ein guter Strom- und Wärmeerzeuger genau wie alle Metalle. Aufgrund seiner Zusammensetzung kann es jedoch nicht in einem periodischen System von Elementen in der Metallkategorie platziert werden.

Was ist mit dem Unterschied zwischen Eisen und Stahl?

Eisen kann als Rohmaterial für die Herstellung von Legierungen sowie für Bauteile wie Schrauben klassifiziert werden. Dementsprechend macht die Tatsache, dass Stahl einen Eisengehalt von bis zu 99% hat, den Hauptunterschied zwischen diesen beiden Elementen aus.

Außerdem was wirkt sich auf einen erheblichen Unterschied zwischen dem Stahl und Eisen sind seine Eigenschaften. Rostfreier Stahl (Inox) ist korrosionsbeständig, hat eine gute Wärmeleitfähigkeit und Eigenschaften, die ihn zu einem der am häufigsten verwendeten Konstruktionsmetalle machen.

Eisen ist ein wichtiger Rohstoff für die Herstellung von Komponenten

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Regelmäßige Wartung ist der Schlüssel zur Qualität des Laserschneidens

Um den Schnitt qualitätsvoller wie möglich zu machen, muss der Laserschneider regelmäßig gewartet und gereinigt werden. Allerdings, viele Unternehmen vergessen jedoch, wie wichtig regelmäßige Wartung ist. Einer der führenden Experten für Laserschneiden von Metallen, Herr Brent Donner, stellt einige Fragen, die vor dem Beginn des Schneidens gestellt werden müssen, um eine zufriedenstellende Schnittqualität zu gewährleisten.

Ansonsten ist Herr Donner ein langjähriger Berater mit  großer Erfahrung in Projekten des Laserschneidens. Während des Besuchs in zahlreichen  Unternehmen, die nach seiner Meinung gefragt hatten, bemerkte er die drei großen Fehler, die Laserschneider – Betreiber machen. Vor jedem Laserschneidprojekt müssen drei wichtigen Fragen gestellt werden, um sicherzustellen, dass das Projekt qualitätsvoller wie möglich umgesetzt wird.

Werden die Laserschneider- Linsen in der vorgeschriebenen Weise gereinigt?

Schneidlinsen sind einer der wichtigsten Parameter, die die  Qualität des Schnitts beeinflussen. Währende Schneidprozess tritt eine Schmierschicht auf der Linse und die Schnittqualität wird verringert,  der Betreiber muss nach einer bestimmten Anzahl von Schnittzyklus gereinigt werden.

Allerdings, während des reinigen muss, man große Aufmerksamkeit auf die Linse setzten. Bei unsachgemäßer Reinigung kann die Schneidlinse beschädigt oder nicht bis zum Ende gereinigt werden, sodass eine dünne Schmutzschicht darauf zurückbleibt.

Zur Reinigung des Objektivs gibt es speziell entwickelte Mittel. Allerdings, behauptet Herr Donner, dass die Betreiber oft nicht wissen, wie man Reinigungsmittel anwendet. Was notwendig ist, ist eine angemessene Menge von Reinigungsmittel zu verwenden. Danach folgt das Polieren der  Linse einem sehr sanften Drücken der Hand auf sie.  Bei regelmäßiger Wartung und Reinigung kann die Lebensdauer der Laserlinse auf bis zu 8 Monate verlängert werden, wobei die Schnittqualität zwangsläufig verbessert wird.

Ist die Laserdüse zentriert?

Die Düse hat während des Laserschneiden eine sehr wichtige und unverzichtbare Rolle. Außer, dass es Laserstrahl leitet es auf das Metall und durch Sie durchdringt es mithilfe des Gases was man zum Schneiden verwendet. Aus diesem Grund muss der Bediener nach einem bestimmten Schnittzyklus die Drüsenzentrierung überprüfen,  indem er den Laserstrahl etwa 1 Sekunde lang auf das Band richtet. Danach sollte man überprüfen, ist das Loch, das in ein Band gebildet wird, zentriert genug .

Da das entstandenes Loch sehr klein ist, wird empfohlen die Lupe zu benutzen. Zusätzlich zur Erhöhung der Präzision des Schnitts kann eine gute Positionierung der Drüsengeschwindigkeit um bis zu 40% erhöht werden.

Ist die Laserschneider Optik fokussiert?

Abgesehen von der regelmäßigen und ordnungsmäßigen Wartung der Schneidoptik ist es notwendig, nach einer bestimmten Anzahl von Schneidzyklen ihren Fokus zu erzielen. Moderne Laserschneidmaschinen haben ein System, das automatisch fokussiert, ohne dass der Bediener eingreifen muss. Allerdings, bei älteren Laserschneidvorrichtungen muss der Bediener jedoch die Fokussierung selbst ausführen.

Zur Fokussierung der Laseroptik wurden verschiedene Methoden entwickelt, die das gleiche Ergebnis erzielen. Die Fokussierung erfolgt durch den Laserstrahl mit geringer Leistung und den Betrieb des Fokussiersystems, das sich auf dem Laserschneider befindet. Es ist notwendig, die Farbe des Laserstrahls zu beobachten. Sobald sie blau wird, muss der Bediener die Werte notieren und den gesamten Vorgang dreimal wiederholen. Das Durchschnittsergebnis, das durch diesen Prozess erhalten wird, wird vom Bediener in das Laserschneidsystem eingegeben, sobald die Optik fokussiert ist.

Allerdings, Fokussierungsprozess hängt jedoch weitgehend vom Hersteller des Typs und Laserschneiders ab. Daher wird empfohlen, dass Sie sich mit dem Hersteller beraten, um den Fokussierung richtig zu machen.

Regelmäßige Wartung ist der Schlüssel zur Laserschneidqualität

Die oben angegebene Fragen sind nur einige der Richtlinien, die zur Verbesserung der Qualität des Laserschnitts führen. Allerdings, der Schlüssel zur Verbesserung der Qualität und Verlängerung der Lebensdauer der Laserschneider ist jedoch die regelmäßige Wartung. Die regelmäßige Wartung, mit Ausnahme der Geschwindigkeitssteigerung, erhöht die Qualität des Laserschneidens bei gleichbleibendem Preis.

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Technologischer Fortschritt des Laserschneidens

Die Entwicklung der Laserschneidetechnologie bringt die Fähigkeit mit sich, alle dünnen Materialien zu schneiden. Darüber hinaus erhöht die Weiterentwicklung der Laserschneidkomponenten die Präzision und die Möglichkeit, kompliziertere Schnitte durchzuführen.

In der Vergangenheit hat das Laserschneiden jedoch eine völlig andere Anwendung als heute. Sie bezieht sich in erster Linie auf die am häufigsten verwendeten CO₂ Laser. Die Lasertechnologie hat fast eine ideale Möglichkeit zur Herstellung von Prototyp Werkzeugen und verschiedenen anderen Komponenten geschaffen, die die Herstellung von größeren mechanischen Schneidwerkzeugen erforderten.

Optik als Schlüssel zum Erfolg

Die Erhöhung der Anforderungen an die Qualität und im Allgemeinen für Schneiden kommt es zur einen Bedarf für Innovationsentwicklung, die die Laseroptik effizienter machen würde.  In den Anfängen, Laserschneidmaschine verwendeten eine Linse mit nur einer Brennweite, die das Laserschneiden stark einschränkte.

Allerdings, nach dem Erscheinen der Mehrlinsen – Lasertechnologie fand das Laserschneiden jedoch bei höheren Geschwindigkeiten statt und es wurde alles qualitätsvoller. Obwohl der Objektivwechsel zunächst ein komplizierter Prozess war, bei dem der Schneidkopf relativ lange demontiert werden musste, entschieden sich viele Unternehmen, eine zusätzliche Linse in Ihrem Laserschneider einzubauen.

Die Notwendigkeit für eine bessere Laseroptik führte zur Entwicklung von Autofukussierungssystemen. Mit dieser Art von Bediensystem war es nicht länger notwendig, den Fokus des Objektivs manuell einzustellen, sondern das Fokussierungssystem selbst tat das.  Dies erhöhte die  Geschwindigkeit und Qualität des Schnittes mit minimaler Zeitverschwendung. Darüber hinaus ist die Entwicklung und Verbesserung  des Laserschneidkopfes und der Austausch von Linsen einfacher geworden es dauert heute durchschnittlich 20 Minuten.

Automatisierung des Laserschneidens

Die Entwicklung der Automatisierung hat die Schnittgeschwindigkeit erhöht. Die CNC Technologie wurde weiter verbessert, sodass der Laserschneider problemlos komplexere Positionen übernehmen konnte. Zusätzlich beschleunigt das automatische Schneiden von Metallplatten auf dem Arbeitstisch des Laserschneiders den gesamten Schneidprozess und der Bediener konnte sich ausschließlich auf Laserschneidparameter konzentrieren.

Mit Ausnahme von Änderungen zur Automatisierung von Metallplatten, die geschnitten werden, automatische  Änderungen des Messerkopfes. Aufgrund der Notwendigkeit, die Laserlinse beim Schneiden zu ändern entwarf man ein System, das Sie automatisch die Linse oder die physikalische Ersetzung des Kopfes dem Laserschneider ermöglicht. Durch diese Art von System wird der Prozess des Laserschneidens zusätzlich beschleunigt und effizienter.

Die Entwicklung der Einführung von Faserlaser

Mit dem Aufkommen der neuer Arten von Laser-Technologie der Faserlaser, ermöglich die Schaffung von Strahlen von größerer Intensität oder Kraft. Aktuelle CO₂  Laser sind durch eine deutlich bessere Faserlaser ersetzt worden, die anstelle des Gases Laser erstellen strahlt mit einer speziellen Art von Diode.

Der Faserlaser führt zur erhöhten Effizienz des Schneidens. CO₂ nur 10% der Energie, die Sie ausgeben, um in schneiden im Gegensatz zu Faserlaser zu investieren, in denen diese Zahl, erhöht sich auf 35%. Trotzdem gelten die CO₂  – Emissionen gelten aufgrund ihrer Vorteile beim Laserschneiden von Metallen.

Was bringt die Zukunft?

Heute ist die Lasertechnologie an einem Wendepunkt. Wird die Industrie die Vorteile von Faserlesern verstehen oder wird auch weiterhin CO₂ Laser verwenden? Viele Ingenieure haben versucht die Frage zu beantworten orientieren sich auf die neuen Innovation im Bereich der Laseroptik bzw. Laserkopfschneiders.

Die letzte Innovation, die Sie mit sich bringen eine Verringerung der Notwendigkeit für die größeren Eingriffe durch den Betreiber in den Prozess der Laserschneiden. In Zukunft ist zu erwarten, wie wird der Laser schneiden bleiben,  oder ein Synonym für Qualität und das beste Preis- Leistungs- Verhältnis von Schneidmetall, wie auch andere Materialien.

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Vergleich der verschiedenen Techniken für Metall  schneiden

Laserschneiden von Metall

Laserschneiden von Metall  ist seit 25 Jahren im Einsatz und die Schneidetechnologie wird kontinuierlich verbessert. Seit dem ersten Einsatz von Lasern ermöglicht die moderne Technologie, insbesondere CNC, eine erhöhte Präzision und ein wirtschaftliches Laserschneiden, was sie zu einer der kostengünstigsten Schneidetechniken macht. Je nach Stärke, kann die Lasertechnologie weiches Metall bis zu einer Dicke von 12,7 Millimetern, eine Inox-Dicke von maximal 10 Millimetern und einem Aluminium dicke von 5 Millimetern schneiden. Die maximale Metall dicke, die mit Laser geschnitten werden kann, beträgt 25 mm für Struktur- und Edelstahl, und 15 mm für Aluminium.

Das Laserschneiden von Metallen wird am häufigsten zum Schneiden von homogenen Strukturen verwendet, während Verunreinigungen von Grundierung die Schnittqualität stark reduzieren.  Zusätzlich zur reduzierter Qualität kann geschmolzenes Metall, das auf dem unvermeidlichen Schneidprodukt resultiert, die optische Linse des Lasers beschädigen. Heutzutage besteht in der Praxis ein wachsender Bedarf zum Schneiden sehr dünner Materialien, die zusätzliche Arbeitsgänge während des Schneidens erfordern. Wegen der geringen Materialstärke ist es notwendig, die beim Schneidvorgang entstehende Wärme abzuleiten.

Daher kann das Laserschneiden beim Schneiden verschiedener Metallarten  und maximaler Dicke in Abhängigkeit von der Stärke des Lasers angewendet werden. Mit der Wirtschaft und Qualität der Kombination von Laser- und CNC-Technologie ermöglicht die Schnitt- und sehr komplexe Position durchzuführen.

Laserschneidsysteme von Bystronic

Plasmaschneiden

Plasmaschneiden wird seit 1960 praktiziert, als es zum ersten Mal verwendet wurde. In den letzten fünf Jahren hat diese Schneidetechnik eine Revolution erlebt. Es wurden neue Schneidverfahren entwickelt, die Präzision, Metall dicke und Schnittqualität erhöht haben.

Plasmaschneiden als solches besteht aus der Leitung der negativ geladene Gasionen fast der Schallgeschwindigkeit in das zu schneidenden Metalls zu lenken. Es sei darauf hingewiesen, dass das Metall  positiv geladen ist. Nach dem Eindringen des Plasmastrahls können in Metall Temperaturen bis zu 28.000 C entstehen. Aufgrund der hohen Temperatur besteht Korrosionsgefahr und das Hilfsgas wird auch beim Schneiden aufgebracht. Die Wahl des Hilfsgases beim Plasmaschneiden hängt weitgehend vom zu schneidenden Metall ab. Zum Beispiel können zum Schneiden von rostfreiem Stahl (Inox) Luft, Sauerstoff oder eine Mischung aus Argon- und Wasserstoffgemische verwendet werden, aber für das Aluminiumschneiden wird Luft eingesetzt bzw. Hilfsgas.

Plasmaschneiden wird am häufigsten für Metalle mit einer Dicke von 8 mm bis 31,75 mm verwendet. Mit dem Vorteil der hohen Schnittgeschwindigkeit zeichnet sich das Plasmaschneiden auch durch eine hohe Temperaturentwicklung aus, die das Schneidgut beschädigen kann.

Schneiden von Metall mit Wasserstrahl

Der Schneidwasserstrahl ist in der Praxis der gleiche wie bei den vorherigen zwei Schneidtechniken. Das Prinzip des Wasserstrahlschneidens besteht darin, die Mischung aus Wasser und Strahlmittel auf die Schallgeschwindigkeit zu beschleunigen. Bei einer solchen Geschwindigkeit dringt das Wasser in das Metall ein, das schneidet und das gleiche wie die vorherigen Schneidetechniken, das Schneiden von Metall.

Wasserstrahl- Schneidparameter sind meistens gleich allen Arten von Metall, das geschnitten wird.  Einer der Hauptvorteile eines solche Metallschneidens ist eine hohe Präzision und niedrige Temperaturentwicklung beim Schneiden. Diese Vorteile machen das Schneiden von Wasser mit der annehmbare Technik für Metalle bis 100 mm Dicke möglich. Über 100 mm Wasserschneider verliert Präzision und verlässt aus Präzionsbereichen von 0.0076 bis 0.381 mm.

Welche Schneidetechnik wählen?

Für die beste Auswahl an Metallschneidtechniken ist notwendig, zuerst die erforderliche Präzision des Schnitts und die Eigenschaften des zu schneidenden Materials zu berücksichtigen. Zusätzlich ist es notwendig, die Geschwindigkeit oder Position, in der das zu bearbeitende Metall enthalten ist, in die Berechnung einzubeziehen.

Laserschneiden wird daher für Metalle empfohlen, die eine komplexere und präzisere Verarbeitung mit hoher Präzision und Schneideffizienz erfordern. In der Praxis würde dies bedeuten, dass das Laserschneiden für Metallldicken bis 10 mm, die keine hohen Reflexionseigenschaften und mittleren Dicken aufweisen, am wirtschaftlichen ist. Ebenso ist das Plasmaschneiden für Metalle bis 10 mm Dicke am wirtschaftlichsten. Meistens wird das Plasmaschneiden für groß dimensionierte Bleche und dickere Abschnitte verwendet.  Wasserschneiden wird empfohlen für Metalle mit einer Dicke bis 460 mm, bzw. Metalle die temperaturempfindlich sind.

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Historische Entwicklung der CNC Technologie

Die CNC-Technologie begann sich in den 40er und 50er Jahren des letzten Jahrhunderts zu entwickeln.  Die aktuelle Technologie der numerischen Steuerung basierte auf vorhandenen Werkzeugen und Maschinen, die bei der Verarbeitung von Materialien verwendet wurden.

Die gleichen wurden den Servomotoren hinzugefügt, die ihre Bewegungen kontrollierten. Der Wendepunkt in der Entwicklung von CNC Maschinen, sowie die Veränderung des Produktionsprozesses ist die Entwicklung von Computern und allgemeiner Elektronik.

Mit solcher Innovation und Technologie, ermöglicht das Senden von Programmieranweisungen von einem Computer direkt auf eine Maschine, die grade ausführt.

Die erste CNC Maschine wird in Amerika am Massachusetts Institute of Technology (M.I.T) hergestellt und markiert einen wichtigen Wendepunkt im Herstellungsprozess. Im Gegensatz zu heutigen Maschinen, die von einem Computer gesteuert werden, wurde diese Maschine mit gestanztem Papier Band angetrieben.

Einer der interessanten Fakten im Zusammenhang mit Ihren ist die Verwaltungseinheit, die größer als CNC Maschine war. Seither und bis heute wird die CNC-Technologie weiterentwickelt und wird  immer fortschrittlicher, sodass es fast unmöglich ist, sich einen modernen CNC- Maschinenpark ohne CNC vorzustellen.

Vorteile der Verwendung von CNC-Technologie

Die heutige Herstellung von Metallteilen ohne den Einsatz von CNC-Technologie ist undenkbar. Die Vorteile von CNC Maschinen sind zahlreich. Einige von Ihnen spiegeln sich in der Flexibilität des Verarbeitungsprozesses (vor allem in CNC-Fräsmaschine und Bohrer), der Präzision (CNC Schneiden) und der Verarbeitungsgeschwindigkeit.

Allerdings ist einer der wichtigsten und größten Vorteile der Verwendung der CNC-Maschine in der Metallverarbeitung, dass CNC ohne besondere Anstrengung durch den Betreiber, um mehrere Operationen in einem einzigen Arbeitszyklus durchführen können.

Wer zum Beispiel des CNC-Zentrum zum Flachschleifen, Bohren und Fräsen programmieren kann, kann alles in ein Programm integrieren.

Wie hat die CNC die Metallindustrie verändert?

Die Zeit im Unternehmen ist sehr wichtig. Durch die CNC-Maschine in der Metallverarbeitung ist die Zeit, die für die Erstellung der individuellen Positionen erforderlich ist, stark reduziert. Darüber hinaus erhöht die CNC-Verarbeitung die Geschwindigkeit und wiederholte Verarbeitung nur das Starten des Programmes.

Auf der anderen Seite erfordert die klassische Verarbeitung ohne den Einsatz von CNC-Technologie eine vollständige Anpassung sowohl des Werkzeugs als auch der Maschinen während der Neuverarbeitung. Durch die Anwendung der CNC-Technologie wird die Größe eines Maschinenparks reduziert, aber es erhöht die Qualität des Endprodukts, und für die  Herstellung von einer Position kann jetzt eine Maschine verwenden, während in der Vergangenheit mehrere von Ihnen verwendet wurden.

Allerdings, mit den offensichtlichen Vorteilen der CNC-Technologie und CNC-Verarbeitung gibt es jedoch einige Nachteile. Die Nachteile sind mit dem hohen Anschaffungspreis einer solchen Technologie verbunden, sodass nur große und entwickelte Unternehmen ein CNC-System anschaffen können.

Eine weiterer Nachteile ist die Notwendigkeit für spezifische Kenntnisse der Mitarbeiter und das Wissen der Programmierung verbunden sind.

Wofür wird CNC-Technologie angewendet?

Die CNC Technologie kann in verschiedene Metallverarbeitung und anderen Materialien eingesetzt werden.

Die bekannteste und am häufigsten verwendete Anwendung dieser Technologie ist Drehen oder Fräsen.

Anwendung der CNC-Fräsmaschine in der Metallverarbeitung bietet hohe Präzision und Geschwindigkeit wie auf der anderen Seite der konventionellen Drehbank nicht bieten. Außerdem, wird CNC-Technologie für Laserschneiden, Plasmaschneider, Wasserstrahlschneider, Schleifen, Bohren usw. eingesetzt.

Neben seiner Anwendung im Maschinenbau oder in der Metallurgie wird die CNC-Technologie in vielen anderen Branchen eingesetzt. Ein Beispiel ist die Holzindustrie, wo die CNC für den gleichen oder ähnlichen Zweck wie bei der Verarbeitung des Metalls verwendet wird.

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Die Bildung von legiertem rostfreien Stahl

Die heutige Welt des Bauingenieurwessens, Automobilindustrie, Maschinenbau und viele andere Bereiche ist ohne rostfreien Stahl oder Inox kaum vorstellbar. Inox entstand 1821 als der Franzose Berithie 1,5% Chrom zu Stahl hinzufügte, um Besteck herzustellen. Im Laufe des 20. Jahrhunderts wurde ein systematischer Ansatz für die Entwicklung der Stahlproduktionstechnologie entdeckt und zahlreiche neuen Verfahren und Techniken entdeckt, die wesentlich zur Verbesserung der Stahlproduktion beigetragen haben.

Die Bedeutung dieses Materials spiegelt sich in der Tatsache wider, dass im Jahr 2011 insgesamt 1 490.06 Millionen Tonnen Stahl in der Welt produziert wurden, und diese Zahl nimmt im Laufe der Jahre zu. Ein der führende Edelstahlhersteller ist China, gefolgt von Japan, den USA und Indien. Die besondere Bedeutung von rostfreien Stahl liegt darin, dass er vollständig recycelt werden kann und der Anteil an recyceltem Inox bis zu 80% beträgt.

Chemische Zusammensetzung von Inox

Wie bereits gesagt wurde, in der Herstellung von rostfreien Stahl dem Stahl wird ein bestimmter Prozentsatz an Chrom oder Nickel zugesetzt.  Diese Materialien machen Stahl korrionsbeständig. Eisen und Kohlenstoff wird dem Chrom hinzugefügt, dessen Anteil bis zu 20% betragen kann.  Neben Chrom wird Nickel zu der Mischung hinzugefügt. Allerdings, unterschiedliche Standards bei der Herstellung von Inox erfordern jedoch unterschiedliche Anteile an chemischen Elementen. Zum Beispiel enthält Stahl Norm X13 NiCr Si 35-16 in sich enthält bis zu 37% Nickel und 17% Chrom, während die andere Elemente wie Stickstoff sich bewegt  in einem Anteil von maximal 0,11% . Das wichtigste Metall in der chemischen Zusammensetzung ist jedoch Chrom, das auf der Oberfläche des Stahls eine oxidierte Schicht schafft, die den Stahl vor Korrosion und äußeren Einflüssen schützt.

Herstellungsprozess

Herstellungsprozess von rostfreien Stahl beginnt mit dem Aufladen von Recycling mit großen Kränen oder Magneten in Behälter, die dann in einen Hochofen transportiert werden. In Hochöfen wird unter Zugabe von Nickel oder Chrom recycelter Stahl zum Schmelzen gebracht. Es gibt mehr Öfen, die in diesem Prozess verwendet werden können, und unter den besten ist ein Elektroofen, aus dem gleichzeitig der beste und der qualitätsvolle Stahl entsteht vor dem Schmelzen sollte der Stahl jedoch gemahlen oder von Verunreinigungen gereinigt werden, um die Qualität so gut wie möglich zu machen.

Der Herstellungsprozess wird im Raffinationsofen nach dem Schmelzen fortgesetzt. Da geschmolzener Stahl selbst viele andere chemische Elemente enthält, müssen diese Elemente entfernt werden, was durch den Raffinationsprozess erreicht wird, wonach der geschmolzene Stahl aus dem Raffinationsofen fließt und in Stücke von etwa 64 Metern Länge geformt wird. Diese Stücke werden weiter gewalzen, um schließlich ein gewalztes Stahlband zu erhalten, das dann zur Reinigung gegeben wird bzw  wo eine Schutzschicht gebildet wird, indem das Chrom und die Atmosphäre in Kontakt gebracht werden. Danach wird der Stahl entsprechend den Kundenanforderungen geformt oder geschnitten, und später kann man aus ihn Rohren, Zäunen usw hergestellt werden.

Abgesehen davon, dass Stahl durch das Recycling von Altstahl hergestellt werden kann, kann es auch durch die Reinigung von Roheisen hergestellt werden, ein Prozess, der sich in einigen Segmenten vom Produktionsprozess mit recyceltem Stahl unterscheidet.

Hochofen

Herstellungsprozess von Stahl, sowie andere Metalle, beginnt im Hochofen. Der Eelektrofen dient zum Schmelzen von Stahl und wird auf der Grundlage von Lichtbogen oder Induktion hergestellt. Die Lichtbogen Grundlage funktioniert so, dass zwischen der Elektrode und dem Metall mittels elektrischer Energie eine hohe Temperatur entsteht und zur Stahl Schmelzung führt. Es gibt mehrere grundlegende Gründe, warum ein Elektroofen verwendet wird, und die Hauptgründe sind sehr einfach, hohe Temperatur, leichtere Kontrolle der chemischen Zusammensetzung, kein Verbrennungsprodukt und viel weniger Beschichtung auf dem Ofen selbst zu erreichen.

Arten von rostfreien Stahl

Es gibt viele Arten von rostfreien Stählen, d.h. Inox, die in aufgeteilt werden können:

• Ferrit rostfreier Stahl – diese Art von Inox enthält von 13 bis 17% Chrom. Diese Art von Stahl ist sehr resistent gegen Säure, es ist sehr weich, es besitzt die Eigenschaften von Magneten,  aber es meldet sich ein Problem von schlechten Schweiß

• Ausstenitni Inox – der Anteil von Chrom in dieser Art von Stahl ist von 15 bis 20%. Seine Haupteigenschaften sind nicht magnetisch, ist mehr verformt bei Schweißen, Plastizität und gute Eigenschaften bei niedrigen Temperaturen.

•  Austenit Ferrit Inox – der Anteil von Chrom liegt zwischen 22 bis 24%. Diese Art von Stahl wird oft im Bergbau verwendet, oder die Öl-Industrie, Petrochemie und chemische Industrie

• Martensitische Inox – Inox, hat einen erhöhten Anteil an Kohlenstoff,  und ist wichtig in der Anwendung in der Herstellung von Werkzeugen

• Niedrigfester Inox – dieser Stahl ist hoch belastbar. Sie werden verwendet, um Teile zu produzieren, die in einer Umgebung, in den Ort wo unreine Luft sich befindet.

Edelstahlverarbeitungstechniken (Inox)

Inox als eines der häufigste Metalle in der heutigen Industrie hat verschiedene Verarbeitungstechniken. Allerdings, um Positionen aus Inox zu machen, ist es notwendig sie zu schneiden. Eine der wirtschaftlichen Schneidtechniken ist das Laserschneiden.  Zusätzlich zum Laserschneiden ist es möglich,Inox mit folgenden Techniken zu schneiden: :

• Plasmaschneider
• Wasserschneider
• Autogenschneider
• Schneiden mit Schneidplatten

Von allen oben erwähnten Schneidetechniken ist das Laserschneiden von Inox jedoch eine Technik, bei der das Verhältnis von Schneidqualität, Geschwindigkeit und Wirtschaftlichkeit am besten ist.

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Qualitätsmanagement umfasst alle Verfahren, die die Qualität aller Produktionsfaktoren gründlich überprüfen.

Norm ISO 9000 definiert Qualitätskontrolle wie: “Qualitätsmanagement auf das Erreichen des geforderten Qualitätsniveaus ausgerichtet”.

Einführung in die Qualitätskontrolle

Kontroll- oder Qualitätsmanagement ist eine Tätigkeit, ohne die heutigen Unternehmen nicht Geschäfte und wettbewerbsfähig sind. Wie das Wort selbst suggeriert, die Qualtitätskontrolle der Tätigkeit in einem Unternehmen, die sich mit der Kontrolle der hergestellten Produkte bezieht und die Eigenschaften mit den gleichen Qualitätsstandards vergleicht, um sicherzustellen, dass das Produkt den Anforderungen der Kunden entspricht.

Allerdings, ist die Qualität ein relativer Begriff und was für einen Kunden gut ist, ist nicht gut für den anderen. Deshalb muss jedes Unternehmen die Qualität ihrer Produkte und Dienstleistungen auf einen gemeinsamen Nenner bringen. Ebenso bedeutet Qualität für die Unternehmen Kosten. Mit anderen Worten, steigernde Qualitätsniveau und Kosten, die erforderlich sind, um dieses Qualitätsniveau zu erreichen. Dementsprechend muss das Unternehmen das optimale Qualitätsniveau finden, so dass das Endprodukt keinen hohen Preis hat, somit sich der Käufer das leisten kann.

Qualitätsmanagement Philosophie

Heute gibt es in der Welt ein paar Ansätze, die die Aktivitäten definieren, die ein Unternehmen ergreifen sollte, um die Qualität ihrer Produkte und Dienstleistungen zu verbessern. Die bekannteste Philosophie zur Qualitätsverbesserung kommt aus Japan, wo die Qualitätstradition seit Jahren entwickelt wird.

Eine dieser Philosphien der Qualitätsverbesserung ist Kaizen. Kaizen Methodik ist umgesetzt in den großen Produktionsunternehmen in Japan, und bezieht sich auf kontinuierliche Produktverbesserung. Das Hauptziel der Implementierung dieser Methode in den Unternehmen ist es, Kosten zu reduzieren, die zur Erzeugung neuer Kosten führen können. Kontinuierliche Verbesserung ist zugleich Anforderung der ISO Norm die wir später erwähnen.

Die 6 Sigma Philosophie ist eine Methode der Qualitätsverbesserung, die betont, dass das Unternehmen aus ihrer Produktion alle möglichen Ursachen eliminieren muss, die zur Produktion von Schrott, oder nichtkonformen Produkten führt.  Diese Philosophie ist vollständig auf den Kunden ausgerichtet und erfüllt seine Anforderungen.  Es wurde  in 1986 in Motorola entwickelt, wo es in allen Geschäftsbereiche eingesetzt wird.

Die nächste Methode, die zur Steigerung der Produktqualität beitragen kann, sind Qualitätszirkel. Qualitätszirkel verlangen, dass sich Mitarbeiter, die sich um Qualität nach oder während der Arbeitszeit kümmern, an einem Ort und unter Anleitung eines Moderators  diskutieren, wie die Qualität eines bestimmten Produkts gesteigert werden kann. Das Verfahren sieht auch die Verwendung verschiedener mathematischer Methoden der Qualitätskontrolle vor. Es wurde zuerst in den USA entwickelt und später auf die meisten Unternehmen in Japan ausgeweitet.

Vollständiges Qualitätsmanagement (TQM)

Vollständiges Qualitätsmanagement ist ein solcher Qualitätsansatz, der langfristig auf die Qualität von Produkten und Dienstleistungen ausgerichtet ist. Dieser Ansatz erfordert von allen Mitarbeitern in der Organisation die Verbesserung der Produktqualität. Es wird angenommen, dass TQM tatsächlich ein Weg der Unternehmenskultur und des organisatorischen Lebens ist.

Die wichtigen Merkmale TQM  sind die kontinuierliche Schulung aller Mitarbeiter,  um ihre Kompetenzen zu verbessern und dadurch die Qualität zu verbessern, alle Mitarbeiter auf allen Organisation ebenen aktiv zu beteiligen, Teamarbeit zu leisten, Lieferanten in den Produktionsprozess einzubeziehen und Informationen vom Markt zu sammeln.

ISO System

ISO ist eine internationale Organisation, die sich mit Standards und Standardisierung beschäftigt, die an der Spitze der Qualitätsinfrastruktur steht. In seinen Normen gibt die ISO Empfehlungen bzw, Anweisungen,  indem sie daran festhält, welche Organisation die Qualität ihrer Produkte, Dienstleistungen und des allgemeinen Geschäfts verbessert. Es gibt eine Reihe damit verbundener, familienfreundlicher Normen, die ISO Richtlinien zur Vermeidung und Entfernung von nicht konformen Produkten, Audits und zur Steigerung der Kundenzufriedenheit auf einem höheren Niveau bieten. Einige der ISO Normen sind: ISO 9000, ISO 9001, ISO 14001, ISO 19011 usw.

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