Bekijk alle
categorieen
15-08-18

CNC snijden - de processen

In  de  hedendaagse  techniek  is  het  CNC  snijden  niet  meer  weg  te  denken.  Groot  voordeel  is  dat  de  machine  geheel  vooraf geprogrammeerd kan worden en daarna eenmaal gestart zonder tussenkomst van de persoon die het snijproces kan uitvoeren.

CNC  staat  voor  Computer  Numerical  Control.  Dit  is  de  computergestuurde  regeling  van  de  machines  die  het  snijden uitvoert. Het snijden in de metaalsector kan door middel van verschillende processen worden uitgevoerd:

• Autogeen
• Plasma
• Waterjet
• Laser

Elk  van  deze  processen  hebben  zo  hun  eigen  voor-  en  nadelen om het snijden uit te voeren.

CNC Autogeen snijden

Het  autogeen  snijden  is  het  oudste  snijproces  in  de  metaalsector. Autogeen wordt hoofdzakelijk gebruikt bij het  snijden  van  staal  met  een  grotere  wanddikte,  diktes tot 300mm zijn hierbij geen uitzondering. Het proces bestaat uit een aantal fases om tot een snede te komen. Het is gebruikelijk om bij het CNC autogeen snijden op de metalen plaat te starten en niet aan de zijkant. Er zijn diverse fases om de snede te realiseren. Zo is er een 1e fase van opwarmen van het materiaal, een 2e fase om in het materiaal te piercen en een 3e fase waarin het materiaal daadwerkelijk wordt gesneden. De snede die met autogeen gemaakt wordt kan bij juiste instelling volledig haaks zijn en van zeer hoge kwaliteit.

Bij autogeen snijden maakt men gebruik van zuurstof en een  brandbaar  gas.  Veelvoorkomende  gebruikte  brandbare  gassen  zijn  propaan,  propyleen  en  acetyleen.  Het  brandbare gas en de zuurstof worden in de brander gemengd. Door een overschot aan zuurstof reageert deze met  het  metaal  en  wordt  de  slak  weggeblazen  uit  de  opening, waardoor de snede ontstaat. Door de reactie en continu toevoer van de warmte kan de plaatselijke temperatuur van het metaal, tijdens toortsbewegingen,  op ongeveer  1050°C  gehouden  worden.  Autogeen  snijden  kan  alleen  worden  gebruikt  voor  ongelegeerd  en  laag gelegeerd staal (toegestane hoeveelheden zijn: koolstof - tot 1,5%, chroom - tot 2%, silicium - tot 4%).

Het gebruikte type gas hangt af van meerdere factoren. Zo is acetyleen meer geschikt voor dunnere plaat waar veel piercings nodig zijn. Propaan is beter inzetbaar bij grotere wanddiktes omdat de oppervlakte minder verhit wordt en dus geen gesmolten randen oplevert. Qua temperatuur bereikt acetyleen ongeveer 3000°C en propaan 2000°C.

CNC plasmasnijden

Plasma is een geïoniseerd gas, waardoor deze elektrisch geleidend is.  De plasmaboog wordt middels een inverter  met  een  DC  stroombron  tot  stand  gebracht,  waarbij  de  boog  tussen  de  negatieve  kathode  en  het  werkstuk  brand.  Het  plasma  bereikt  een  temperatuur  van  ongeveer  30.000°C.  Door  versnelling  van  de  gassen  in  de toorts kan het plasmagas met hoge snelheid op het werkstuk worden geblazen.  Deze gasstroom wordt extra  gefocusseerd  door  een  tweede  gasstroom  die  een  spiraalvormige beweging krijgt.

Door de hoge intensiteit ontstaat er vloeibaar metaal dat direct wordt weggeblazen door de gasstroom, waardoor de snijsnede ontstaat.Als plasmagas zijn meerdere gassen mogelijk. Zo wordt er  voor  koolstofstaal  vaak  gesneden  met  perslucht  of  zuivere zuurstof. Voor RVS wordt vaak gebruik gemaakt van stikstof of een mengsel van argon/waterstof.

Bij het plasmasnijden ontstaat altijd een kleine hoek in de  snijsnede  door  afbuiging  van  de  elektrische  boog. Middels High Definition plasmatechnologie in de toorts en stroombron kan deze hoekafwijking  tot een minimum worden beperkt. Ook zal de afwerking van de snede in zijn  algemeenheid  van  een  hoge  kwaliteit  zijn  met  dit  type stroombronnen.

Ten  opzichte  van  het  autogeen  snijproces  zijn  de  snij-snelheden    met  plasmasnijden  opmerkelijk  hoger.  Ook  is de piercingstijd van plasma opmerkelijk korter dan de benodigde tijd met het autogene proces. De stroomregeling bij plasma is uiterst precies af te regelen waardoor het mogelijk is om enkel een markering in de plaat aan te brengen of een puntmarkering. Om de warmte-inbreng bij het snijden middels plasma nog verder te reduceren is het zelfs mogelijk om de te snijden plaat onder water te snijden. Grote voordelen hierbij zijn: geringe geluidshinder, minder warmte-inbreng in het materiaal en geen rookvorming in de omgeving.

CNC waterstraalsnijden

Waterstraalsnijden  is  een  veelzijdig  proces  waarbij  de  meest   uiteenlopende   materialen   gesneden   kunnen   worden, zoals metaal, hout, glas, et cetera. Groot voordeel van dit proces is dat het een koud proces is en de warmte dus geen invloed heeft op het materiaal.

Het  snijden  gebeurt  bij  zachte  materialen  uitsluitend  middels water. Voor harde materialen wordt er een abrasief aan het water toegevoegd. Door het water met toegevoegd abrasief onder  hoge druk (tot wel 6.000 bar), op het materiaal te spuiten, ontstaat er een snede. Dit proces  is  zeer  nauwkeurig.  Het  is  echter  ook  een  zeer  traag proces. Om het proces te versnellen kan een grotere hoeveelheid abrasief toegevoegd worden aan het water. Het gebruikte abrasief is slechts eenmalig bruikbaar. Zo-doende is het noodzakelijk om een continue reiniging en afvoer van het abrasief uit de waterbak te hebben.

Omdat het proces met een waterjet dermate langzaam gaat  zijn  er  mogelijkheden  om  een  CNC  waterjet  optioneel  uit  te  rusten  met  een  plasma  installatie.  Hiermee  ontstaat  het  grote  voordeel  dat  delen  waarbij  de  nauwkeurigheid  minder  kritisch  is,  er  met  plasma  zeer  snel gesneden kan worden en delen die zeer kritisch zijn middels het waterjet proces. Bij het snijden met een waterjet  ontstaat  ook  een  minimale  schuine  hoek  ten  opzichte van het plaatoppervlak. Met een 3D-snijkop is het mogelijk  om  hier  softwarematig  een  correctie  op  uit  te  voeren zodat de snede aan de kant van het werkstuk te allen tijde volledig recht is.

CNC lasersnijden

Laser is een afkorting dat staat voor: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Lasersnijden is een proces dat vooral veel wordt toegepast bij een dunwan-dige plaat. Groot voordeel van dit proces is de extreme nauwkeurigheid en de snijsnelheid op een dunne plaat. Ook bij grotere wanddiktes kan laser worden toegepast.

Tot  ongeveer  25mm  is  hierbij  vaak  voorkomend.  Hiervoor zijn echter wel zwaardere stroombronnen benodigd waarbij de kracht van de laser tot 6kW geen uitzondering is.

Laser is een complexe technologie die zich kenmerkt mid-dels een krachtige licht en energiebundel waarmee materialen tot het smeltpunt gebracht kunnen worden. Om met de laserstraal te kunnen snijden, moet die worden gefocusseerd  tot  een  lichtcirkel  waarvan  de  diameter  slechts  fracties  van  een  millimeter  bedraagt.  Hierdoor  wordt  de  intensiteit  van  de  straal  zo  groot,  dat  door  smelten en verdampen van het materiaal zeer smalle en nauwkeurige  gleuven  kunnen  worden  gemaakt.  Met  de  scherpe  laserstraal  kan  men  een  groot  aantal  metalen  en niet-metalen zoals kunststoffen, glas, hout en textiel snijden. Lasersnijden van metaal kan met een vermogen vanaf  100W.  Voor  het  snijden  van  niet-metalen  is  12W    al voldoende.

In  de  huidige  markt  worden  twee  soorten  CNC  lasers  vaak gebruikt. Een CO2 laser en een fiberlaser. Hierbij is de fiberlaser een latere ontwikkeling en zeker voor een dunne  plaat  veelgebruikt.  De  hoeveelheid  verlies  aan  kracht bij de laserstraal is hier een stuk lager dan bij een CO2 laser. Een CO2 laser daarentegen kan weer betere resultaten geven bij grotere wanddiktes.De  snijsnelheid  die  bij  het  lasersnijden  behaald  kan  worden  is  afhankelijk  van  een  aantal  variabelen,  zoals  het materiaal, de dikte, het type laser en het vermogen. De snelheid varieert ruwweg tussen de 0,5 (bij staal) en 12 (bij kunststof) meter per minuut.

Om een snede te verkrijgen is het bij dit proces ook van belang  om  het  gesmolten  en  verdampte  materiaal  weg  te blazen. Door dit met een edel gas te doen blijven de snijkanten  ook  vrij  van  oxidatie.  Veel  gebruikte  gassen  hiervoor zijn argon of stikstof.

Meer informatie

Wil je meer weten over de mogelijkheden van een CNC snijtafel bij jou in de praktijk of meer weten over de producten? Neem dan contact op met onze productspecialist Jurgen Riemeijer, via telefoonnummer 088-6641777. Of bekijk hier ons online aanbod.

 

Tags: Snijtechniek