Lasersnijden is een thermische snijmethode waarbij een gefocusseerde laserstraal met een hoge vermogensdichtheid op het werkstuk wordt gericht. Hierdoor smelt, verdampt, ablateert of ontbrandt het materiaal snel. Tegelijkertijd blaast een hogesnelheidsluchtstroom, die parallel loopt aan de laserstraal, het gesmolten materiaal weg, waardoor het werkstuk wordt doorgesneden.
Classificatie en kenmerken van lasersnijden
Lasersnijden kan worden onderverdeeld in vier typen: laserverdampingssnijden, laserfusiesnijden, laserzuurstofsnijden en lasersnijden met gecontroleerde breuk.
Het maakt gebruik van een laserstraal met een hoge energiedichtheid om het werkstuk te verhitten, waardoor de temperatuur in zeer korte tijd snel stijgt tot het kookpunt van het materiaal. Hierdoor verdampt het materiaal en ontstaat er damp. De damp wordt met hoge snelheid uitgestoten en vormt daarbij een snede in het materiaal. Omdat de meeste materialen een hoge verdampingswarmte hebben, vereist laserverdampingssnijden een aanzienlijk vermogen en een hoge vermogensdichtheid.
Bij laserlassen wordt het metaal door de laser verhit en gesmolten. Vervolgens wordt een niet-oxiderend gas (zoals Ar, He, N, enz.) door een mondstuk geblazen dat coaxiaal is met de laserstraal. De hoge druk van het gas perst het gesmolten metaal eruit, waardoor een snede ontstaat. In tegenstelling tot verdampingssnijden vereist deze methode geen volledige verdamping van het materiaal en verbruikt slechts 1/10 van de energie die nodig is voor verdampingssnijden. Het wordt voornamelijk gebruikt voor het snijden van niet-oxiderende of reactieve metalen, waaronder roestvrij staal, titanium, aluminium en hun legeringen.
Laserzuurstofsnijden
Het principe van lasersnijden met zuurstof is vergelijkbaar met autogeen snijden. De laser fungeert als voorverwarmingsbron, terwijl actieve gassen (zoals zuurstof) als snijgas dienen. Enerzijds reageert het ingeblazen gas met het te snijden metaal, waardoor een oxidatiereactie op gang komt die een grote hoeveelheid oxidatiewarmte vrijgeeft. Anderzijds blaast het gesmolten oxiden en smelt het metaal uit de reactiezone, waardoor een snede in het metaal ontstaat. De oxidatiereactie tijdens het snijden genereert aanzienlijke warmte, waardoor lasersnijden met zuurstof slechts de helft van de energie van smeltlassen vereist, terwijl de snijsnelheid veel hoger ligt dan bij verdampings- en smeltlassen. Het wordt voornamelijk toegepast op oxideerbare metalen materialen zoals koolstofstaal, titaniumstaal en warmtebehandeld staal.
Lasersnijden en gecontroleerde breuk
Lasersnijden maakt gebruik van een laser met een hoge energiedichtheid om het oppervlak van brosse materialen te scannen en een kleine groef te verdampen. Door vervolgens een bepaalde druk uit te oefenen, breekt het brosse materiaal langs de groef. Q-switched lasers en CO₂-lasers worden veel gebruikt voor lasersnijden. Gecontroleerde breuk wordt benut door de steile temperatuurverdeling die tijdens het lasersnijden ontstaat, waardoor lokale thermische spanning in brosse materialen ontstaat en deze langs de gesneden groef breken.
Toepassingen van lasersnijden
De meeste lasersnijmachines worden aangestuurd via numerieke besturingsprogramma's (NC) of geconfigureerd als snijrobots. Als precisiebewerkingsmethode kan lasersnijden vrijwel alle materialen snijden, inclusief 2D- of 3D-snijden van dunne metaalplaten. In de lucht- en ruimtevaart wordt lasersnijtechnologie voornamelijk gebruikt voor het snijden van speciale materialen zoals titaniumlegeringen, aluminiumlegeringen, nikkellegeringen, chroomlegeringen, roestvrij staal, berylliumoxide, composietmaterialen, kunststoffen, keramiek en kwarts. Lucht- en ruimtevaartonderdelen die met lasersnijden worden bewerkt, zijn onder andere motorvlamleidingen, dunwandige behuizingen van titaniumlegering, vliegtuigframes, bekledingen van titaniumlegering, vleugelstringers, staartvleugelpanelen, hoofdrotoren van helikopters en keramische warmte-isolerende tegels voor de spaceshuttle.
Geplaatst op: 8 december 2025
