Verschillen tussen 2.5D, XY en 3D buislasersnijden

Bij 247TailorSteel kun je buizen en kokers met de volgende technieken laten lasersnijden:

• 2.5D

• XY*

• 3D*

*Op aanvraag.

In dit artikel vergelijken we deze technieken en laten we zien waar de verschillen (en overeenkomsten) zitten. We behandelen:

1. Wat gebeurt er in de machine?

2. Hoe zien snedes er bij elke techniek uit?

3. Wat betekenen deze snedes voor pasvormen?

4. Verschillen in aanleverspecificaties en toleranties

5. Wanneer kies je voor welke techniek?

6. Laatste punt van aandacht

1. Wat gebeurt er in de machine?

Hieronder zie je per techniek de bewegingen die zowel buis als laserkop in de machine kunnen maken.

Bij 2.5D staat de laserkop altijd stil en wijst recht naar beneden, haaks op het oppervlak van de buis of koker. Het is de buis of koker die naar voren en achteren beweegt en om zijn as draait, terwijl de laser snijdt.

Bij XY kan de laserkop zijwaarts bewegen, terwijl deze altijd recht naar beneden wijst. Aanvullend beweegt de buis of koker naar voren en achteren en draait deze om zijn as.

Bij 3D kan de laserkop zijwaarts bewegen en tot 45° naar voren of achteren kantelen. Aanvullend beweegt de buis of koker naar voren en achteren en draait deze om zijn as.

Onderstaande filmpjes laten de bewegingen binnen de machine zien bij het snijden van een schuine doorsnede, een rond gat en een vierkant gat.

Als je puur kijkt naar wat er in de buislaser gebeurt, ben je misschien geneigd om te zeggen dat 2.5D meer als 2D aanvoelt (want de laserkop kan niet bewegen) en XY meer als 2.5D (de laserkop kan wél bewegen). 

Echter, de namen beschrijven geen oplopende schaal van mogelijkheden, maar juist verschillende invalshoeken:

• 2.5D beschrijft het ontbreken van ruimtelijke hoeken.

• XY beschrijft hoe de contour wordt gegenereerd.

• 3D beschrijft echte hoekvrijheid van de laser.

2. Hoe zien de snedes er bij elke techniek uit?

Hieronder zie je per techniek de verschillende soorten snedes die ze realiseren.

Doorsnedes

Rechte doorsnedes zien er bij elke techniek hetzelfde uit. Schuine doorsnedes (zoals hierboven weergegeven) zijn bij 2.5D en XY hetzelfde, maar bij 3D anders: de rand wordt schuin meegesneden. Dat geldt bij zowel ronde buizen als rechthoekige kokers.

Gaten

De snedes van ronde en vierkante gaten in rechte wanden van kokers zien er bij 2.5D en XY hetzelfde uit. 3D kan deze snedes ook snijden, evenals een schuine snede van maximaal 45°.

Bij zowel ronde als vierkante gaten in ronde buizen is er wel een verschil tussen snedes van 2.5D en XY zichtbaar.

• Bij 2.5D is de omtrek van het gat aan de binnenkant van de wand gelijk aan de tekening. De omtrek aan de buitenkant valt groter uit. Hierdoor ontstaat extra ruimte aan de zijdes waar het oppervlak rond afloopt. De vorm van de omtrek aan de buitenkant is meer ovaal. Daarom wordt nog weleens gesproken van ‘elliptische snedes’.

• Bij XY wordt er (door de zijwaartse beweging van de laserkop) niet alleen haaks op het oppervlak gesneden, maar kan de snede ook richting de zijkant recht naar beneden snijden (en dus schuin in de wand lopen). Deze rechte, neerwaartse snedes hebben vanuit een doorsnede-aanzicht een cilindrische vorm. Daarom wordt ‘XY lasersnijden’ ook wel ‘cilindrisch lasersnijden’ genoemd.

Hoewel 2.5D en XY dezelfde snedes opleveren bij gaten in rechte wanden van kokers, ontstaan bovenstaande verschillen ook bij gaten die in de radii van kokers worden gesneden. Want daar zit, net als bij een buis, ook een afronding in het oppervlak.

Met 3D buislasersnijden kunnen, naast de standaard rechte snedes, ook afschuiningen in randen en gaten worden gesneden.

Voor de duidelijkheid:

Bij 3D wordt een afschuining bewust en instelbaar gerealiseerd doordat de snijkop kantelt. De bevelhoek (maximaal 45°) is dus expliciet gedefinieerd en reproduceerbaar. Bij 2.5D en XY ontstaan weliswaar schuine snedes, maar die zijn het gevolg van machinebeweging en geometrie en niet van een bewust ingestelde hoek.

3. Wat betekenen de snedes voor bepaalde pasvormen?

Buizen en kokers worden in constructies vaak tegen elkaar aangezet of in elkaar gestoken. Hieronder laten we zien hoe veelvoorkomende verbindingen er uitzien per snijtechniek.

Verstek

2.5D

XY

3D

Wil je twee buizen of twee kokers met een afgeschuinde rand tegen elkaar zetten om een hoek van 90° te creëren? Dat kan met elke techniek. Maar door de vorm van 2.5D en XY snedes zit er aan de buitenkant altijd wat ruimte (dit kan handig zijn voor de las). Bij 3D sluit deze, dankzij de schuine zijdes, helemaal aan.

Doorsteek

2.5D

XY

 

3D

Als je een buis rechtop in een ronde buis met 2.5D gesneden gat steekt, zie je ruimte aan de aflopende zijdes van het gat. Bij een XY gesneden gat is die ruimte er niet. Met de 3D techniek zijn beide snedes te realiseren én kunnen zelfs verzonken gaten (op aanvraag) worden gecreëerd. In dat laatste geval zit er dus ruimte rondom de hele aansluiting.

Als je een buis schuin in een ronde buis of koker wil steken, wordt altijd een gat gebruikt dat in 2.5D of in 3D is gesneden. Bij 2.5D zit er ruimte aan de zijkanten van het gat. Bij 3D sluit de buis juist strak aan op de zijkanten. XY wordt in de praktijk voor schuine doorsnedes nooit gebruikt, omdat de techniek juist is bedoeld om recht naar beneden te snijden.

Aansluiting

2.5D

XY

3D

Bij een aansluiting, zoals hierboven getekend, maakt het eigenlijk niet uit of de buis in 2.5D of 3D wordt gesneden. In beide gevallen sluiten de buizen strak op elkaar aan. Zolang de twee buizen maar met dezelfde techniek zijn gesneden.
NB: Sophia® converteert 3D-snijvlakken automatisch naar 2,5D-snijvlakken. 

4. Wat zijn de verschillen tussen aanleverspecificaties en toleranties?

Bij elke snijtechniek dien je aanleverspecificaties in acht te nemen. Maar over het algemeen is 2.5D eenvoudig, 3D complex en zit XY daar tussenin.

Bij 2.5D is de uitkomst het meest voorspelbaar doordat de straal altijd haaks op het oppervlak staat. Programma’s kunnen relatief makkelijk worden gemaakt en toleranties zijn goed haalbaar.

Bij XY wordt er een laterale offset (= zijwaartse beweging van de snijkop) toegevoegd waardoor de laserstraal schuin door de wand kan lopen. De relatie tussen buiten- en binnencontour wordt hierdoor minder intuïtief en dat vraagt om meer inzicht. 

Bij 3D voegt de kantelende snijkop (maximaal 45°) extra assen en meer parameters toe die het snijden complexer, en toleranties groter, maken. Bovendien wordt het materiaal bij schuine uiteindes nogal dun met kans op verbranding.

Bovendien heeft elke techniek een maximale wanddikte die het kan snijden om kwaliteit te waarborgen. Dit zijn onze mogelijkheden:

5. Wanneer kies je voor elke techniek?

We willen benadrukken dat de ene snijtechniek niet per definitie beter is dan de andere. Zo is de extra ruimte die 2.5D creëert rondom gaten perfect om een lasnaad in weg te werken, terwijl de afschuining van 3D vaak een esthetisch voordeel biedt. Voor een eenvoudige doorsteek met strakke aansluiting is XY weer beter geschikt omdat toleranties optimaal blijven.

Weet je niet goed voor welke snijtechniek je jouw ontwerp moet tekenen? Overleg dan altijd met de metaalbewerker.

In de praktijk zien wij dat ruim 80% van de aanvragen met buizen en kokers goed in 2.5D gesneden kunnen worden. Ook als klanten denken dat ze 3D nodig hebben, zijn ze meestal beter af met 2.5D.

Alleen wanneer de vorm van de aansluiting zichtbaar of constructief zeer nauw moet aansluiten, of wanneer een afgeschuinde hoek nodig is, adviseren we om voor respectievelijk XY of 3D te kiezen.

6. Laatste punt van aandacht!

Veel ontwerpen worden gemaakt alsof de buizen volledig in 3D worden gesneden. In de praktijk werken veel buislasers echter met de 2.5D-techniek. Daarom worden veel tekeningen vaak geconverteerd. Dit betekent dat snedes, uitsparingen en aansluitingen anders worden gemaakt dan je misschien verwacht. In de meeste gevallen is dat geen probleem, maar bij aansluitingen gaat dit vaak fout.

Zie onderstaand voorbeeld. 

De aansluiting links is in 3D getekend waarbij de haakse buis over een gat heen wordt geplaatst. Echter, converteren we deze tekening naar 2.5D? Dan wordt de haakse buis anders gesneden en sluit deze niet meer aan.

Sterker nog, de punt van de haakse buis is eigenlijk helemaal niet te snijden, ook niet met de 3D-technologie.

Teken je de aansluiting van tevoren in 2.5D en wordt deze in 2.5D gesneden (dit wordt rechts weergegeven)? Dan is er geen probleem.

Stem je ontwerp daarom altijd af op de snijtechniek die door de metaalbewerker wordt gebruikt.

Voor de volledigheid: Onze online software Sophia® laadt tekeningen in zoals ze zijn getekend, maar converteert ze voor onze buislasers standaard naar 2.5D. Dit is immers de techniek waar wij de hoogste kwaliteit en beste toleranties mee kunnen waarborgen.

Heb je nog vragen?

Heb je nog vragen of twijfel je of je tekening aansluit op onze buislasers? Neem dan gerust contact met ons op. We helpen je graag.