Lasers kunnen worden gebruikt om hout te snijden, en dit is breed gevalideerd in termen van proceshaalbaarheid en praktische toepassingen. Lasersnijden van hout is in wezen gebaseerd op de thermische interactie tussen een laserstraal met hoge energiedichtheid en het houtmateriaal, waardoor thermische ontleding, verkooling en verdamping optreden, waardoor materiaalafscheiding en snijden worden bereikt.
1. Basisprincipe van lasersnijden van hout
Na te zijn gefocust, vormt de laserstraal een plek met hoge energiedichtheid op het houtoppervlak. Cellulose, hemicellulose en lignine in het hout ontleden snel en ondergaan verdampingsreacties bij hoge temperatuur. Tijdens het snijproces wordt meestal hulp gas toegepast om verkoolde resten te verwijderen en de snede te stabiliseren. Lasersnijden is een contactloze verwerkingsmethode en omvat geen mechanische gereedschapsslijtage.
2. Lasertypes geschikt voor het snijden van hout
CO₂ Lasers
CO₂ lasers hebben een golflengte van 10,6 μm. Hout vertoont een hoge absorptiesnelheid bij deze golflengte, waardoor CO₂ lasers het meest gebruikte lasertype zijn voor het snijden van hout. Ze zijn geschikt voor massief hout, multiplex, MDF en composietmaterialen op houtbasis. De snij-efficiëntie is hoog en de randvorming is stabiel.
Fiber Lasers
Fiber lasers hebben een golflengte van ongeveer 1,06 μm. Hout heeft een relatief lage absorptiesnelheid bij deze golflengte, dus fiber lasers zijn over het algemeen niet de eerste keuze voor het snijden van hout. Ze worden voornamelijk gebruikt voor dunne houten platen of markerings toepassingen onder lage vermogens- of speciale procesomstandigheden. De snijkwaliteit en stabiliteit zijn inferieur aan die van CO₂ lasers.
3. Proceskenmerken van lasersnijden van hout
Smalle snede en hoge verwerkingsnauwkeurigheid, geschikt voor complexe contouren en fijne patronen.
Er treedt een zekere mate van verkooling op aan de snijkant; verdonkering van de kleur is een normaal resultaat van thermische verwerking.
De warmte-beïnvloede zone is relatief geconcentreerd, zonder significante mechanische spanningsvervorming.
De snijsnelheid wordt sterk beïnvloed door de houtdikte, dichtheid, het vochtgehalte en het laservermogen.
4. Belangrijkste factoren die de snijprestaties beïnvloeden
Houtsoort: Verschillen in dichtheid en vezelstructuur vereisen individuele parameter matching.
Vochtgehalte: Een hoog vochtgehalte vermindert de snij-efficiëntie en verhoogt het risico op verkooling en verschroeiing.
Laservermogen en focuspositie: Onvoldoende vermogen kan leiden tot onvolledig snijden, terwijl onjuiste focus de snijkwaliteit beïnvloedt.
Hulp gasdruk: Onvoldoende druk kan leiden tot residuophoping en de snijcontinuïteit verstoren.
5. Toepassingsscenario's
Lasersnijden van hout wordt veel gebruikt in de ambachtelijke productie, decoratieve componenten voor meubels, modelbouw, architectonische decoratieve elementen en de reclame-industrie. De voordelen zijn onder meer een hoge verwerkingsflexibiliteit en uitstekende patroonreproductie, waardoor het geschikt is voor kleine series en maatwerkproductie.
6. Beperkingen
Lasersnijden is niet geschikt voor massief hout met overmatige dikte, omdat de snij-efficiëntie aanzienlijk afneemt met toenemende dikte. Bovendien bevatten sommige multiplex- of meerlaagse platen complexe lijmcomponenten, die tijdens het snijden een grote hoeveelheid rook kunnen genereren, wat hogere eisen stelt aan afzuig- en rookafzuigsystemen.
Lasers kunnen worden gebruikt om hout te snijden en hebben een volwassen procesbasis in precisiebewerkingstoepassingen. Het selecteren van het juiste lasertype en het matchen van geschikte procesparameters zijn essentieel voor het bereiken van een stabiele snijkwaliteit.