Was Sie alles über das Verfahren wissen sollten:

Synova S. A., im Jahre 1997 gegründet, mit Hauptsitz in Lausanne, Schweiz, stellt Laserschneidsysteme basierend auf einem Wasserstrahlgeführten Laser her. Diese Technologie wurde von dem Gründer der Firma in den frühen 90ern an der ETH Lausanne entwickelt und später weltweit patentiert. Synova beschäftigt etwa 50 Mitarbeiter, darunter 30 Ingenieure, die sich über den Hauptsitz und die 4 weiteren Niederlassungen und Applikationszentren in Japan, Korea, Indien und den USA verteilen.

Technologie Unterschiede

Bei der LMJ-Technik wird Laserstrahlung in einen Wasserstrahl eingekoppelt und in diesem zum Werkstück geführt. Der Wasserstrahl hat einen Durchmesser von bis zu wenigen 10 μm und wird mit einem Druck von 50 – 500 bar erzeugt. Er dient nur zur Führung der Laserstrahlung, aber nicht zum Schneiden. Dadurch muss der Arbeitsabstand nicht präzise eingestellt werden, sondern lässt sich in dem stabilen Bereich des Wasserstrahls, der bis zu 100 mm betragen kann, frei wählen. Die Laserstrahlung wird zur Einkopplung in den Wasserstrahl fasergekoppelt zunächst zu dem Bearbeitungskopf geführt.

 

In dem Bearbeitungskopf befinden sich neben dem optischen Aufbau zur Strahlformung auch eine Kamera zur Justierung der Düsenöffnung zum Laserstrahl sowie eine Kamera zur Positionierung der Werkstücke und eine Lichtquelle. Die Laserstrahlung wird zunächst im Bearbeitungskopf kollimiert und anschließend auf die Düsenöffnung durch ein Quarzfenster

fokussiert. Das Fenster trennt den optischen Aufbau in dem Bearbeitungskopf von der Düsenkammer und dem darin befindlichen Wasser. Der Fokusdurchmesser kann abhängig von der verwendeten Düsengröße gewählt werden. Senkrecht zum Laserstrahl wird in diesem Bereich rotationssymmetrisch Wasser über mehrere Kanäle in die Düse eingeleitet, welches unterhalb der Düse in Form eines haarfeinen Wasserstrahls austritt. Im Bereich der Düse wird so die Laserstrahlung in den Wasserstrahl eingekoppelt und mittels Totalreflektion in dem Wasserstrahl geführt. Unterhalb der Düsenöffnung trifft der Laserwasserstrahl auf das Werkstück. Der Arbeitsabstand wird üblicherweise bei kleinen Düsen zu 10 mm gewählt, kann aber insbesondere bei der Bearbeitung von dreidimensionalen Werkstücken größer sein,

um eine Kollision mit dem Werkstück zu vermeiden. Zusätzlich wird bei der Bearbeitung von harten Materialien unterhalb der Düse eine Blende montiert, die die Düse vor abgetragenem Material schützen soll, welches die Düse beschädigen kann. Typische Düsengrößen liegen zwischen 30 – 80 μm und sind abhängig von der gewünschten Breite der Schnittfuge. Der Durchmesser des Wasserstrahls und damit auch des Laserstrahls ist etwa 20 % kleiner, da

sich der Wasserstrahl am scharfkantigen Austritt der Düse kontrahiert. Die etwas größeren Düsen werden aus Saphir, die kleineren aus Diamant gefertigt und sind in einen Halter aus

Messing oder Edelstahl eingelassen.


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