Informationen zum Laserschneiden
Laserschneiden
Unter Laserschneiden, auch Laserstrahlschneiden genannt, versteht man das Trennen von Festkörpern mittels kontinuierlicher oder gepulster Laserstrahlung durch Materialabtrag. Nahezu alle Arten von Werkstoffen, wie Metalle, Dielektrika und organische Materialien, können nach dem heutigen Stand der Technik mit Laserstrahlung geschnitten werden. Die Parameter der Laserstrahlung wie Wellenlänge, mittlere Leistung, Pulsenergie und Pulsdauer müssen anwendungsspezifisch angepasst werden. Der mikroskopische Abtragsmechanismus und die thermischen Effekte werden im Wesentlichen durch die Pulsdauer und die Bestrahlungsstärke bestimmt.
Das Verfahren wird dort eingesetzt, wo komplexe Konturen (zwei- oder auch dreidimensional), eine präzise, schnelle Bearbeitung (typisch 10 m/min, aber auch bis über 100 m/min), die Herstellung dreidimensionaler Durchbrüche (auch an schwer zugänglichen Stellen) oder/und eine berührungslose, nahezu kraftfreie Bearbeitung gefordert sind. Im Vergleich zu alternativen Verfahren wie dem Stanzen ist das Laserschneiden bereits bei sehr kleinen Losgrößen wirtschaftlich einsetzbar. Darüber hinaus können mit dem so genannten Laserfeinschneiden extrem filigrane Formen mit Toleranzen unter 0,02 mm und nahezu gratfrei geschnitten werden.
Wie funktioniert Laserschneiden?
Das thermische Laserschneiden besteht aus zwei gleichzeitig ablaufenden Teilprozessen. Zum einen basiert es auf der Absorption des fokussierten Laserstrahls an der Schneidfront, wodurch die zum Schneiden erforderliche Energie eingebracht wird. Zum anderen liefert die konzentrisch zum Laser angeordnete Schneiddüse das Prozess- oder Blasgas, das die Fokussieroptik vor Dämpfen und Spritzern schützt und das abgetragene Material weiter aus der Schnittfuge treibt. Je nach erreichter Temperatur in der Wirkstelle und Art des zugeführten Prozessgases stellen sich unterschiedliche Aggregatzustände des Fugenmaterials ein. Je nachdem, ob der Werkstoff als Flüssigkeit, Oxidationsprodukt oder Dampf aus der Schnittfuge entfernt wird, unterscheidet man die drei Varianten Laserstrahlschmelzschneiden, Laserstrahlbrennschneiden und Laserstrahlsublimierschneiden.
Der kritischste Vorgang beim Laserbrenn- und -schmelzschneiden ist das Einstechen. Er ist zeitaufwendig, da häufig gepulst mit reduzierter mittlerer Laserleistung gearbeitet werden muss, um Rückreflexionen und Metallspritzer zu vermeiden, die die Fokussieroptik gefährden. Moderne Lasermaschinen verfügen über Sensoren, mit denen der erfolgte Durchstich erkannt werden kann, um Zeit zu sparen bzw. sicherzustellen, dass der Schnittbeginn nicht erfolgt, bevor das Material vollständig durchdrungen ist.
Beim Laserschneiden von Stahl kommt es aufgrund der hohen Temperaturunterschiede zu einer Aufhärtung an den Schnittkanten. Dies kann zu Problemen bei der Weiterverarbeitung führen.
Flachmaterial liegt beim Schneiden auf einer Auflage (Zähne, Spitzen, Schneiden), die mehrere Bedingungen erfüllen muss:
- möglichst geringe Auflagefläche – Abfall oder Kleinteile müssen durchfallen
- geringe Rückreflexion – sonst mögliche Beschädigung der Werkstücke von unten oder auch der Laserstrahlquelle
- hohe Beständigkeit gegen Laserstrahlabtrag – lange Wartungsintervalle
Quelle: Wikipedia
http://de.wikipedia.org/wiki/Laserschneiden
Vorteile:
- geringe Mindeststückzahlen ab 1 Stück, hohe Flexibilität
- anlagenabhängig sind alle Materialien schneidbar
- hohe Materialausnutzung, wirtschaftlich
- je nach Werkstoff saubere, schmale, oft nachbearbeitungsfreie Schnittkanten
- Gravieren/Kennzeichnen und Schneiden ist oft mit derselben Strahlquelle und im selben Arbeitsgang möglich
Nachteile:
- hohe Anlagenkosten
- Arbeitsschutz (Haut- und Augenschäden)
- je nach Laserstrahlquelle hoher Elektroenergieeinsatz
- Gasverbrauch (Blas- und Prozessgas sowie Gase für Gaslaser)
