Laserschneiden Stuttgart

Ihre Vorteile

Kein Materialverzug

Konturengenauigkeit von ± 5 μm

Herstellung vom Prototyp bis zur Serienfertigung

Bearbeitung von gehärteten Oberflächen

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Welche Materialstärke und welches Material schaffen ideale Bedingungen für das Laserschneiden?

Die Materialauswahl sollte sich an der Wellenlänge des Lasers orientieren. Das Material sollte die Laserstrahlung absorbieren können, um eine Bearbeitung des Materials zu ermöglichen. In der Regel werden Metalle mit Wellenlängen im Bereich von 1 um geschnitten (z.B. Nd:YAG 1064 nm). Dies wird teilweise mit frequenzverdoppelten Lasern (z.B. 532 nm für frequenzverdoppelten Nd:YAG) durchgeführt, wie zum Beispiel bei Buntmetallen wie Kupfer. Kunststoffe werden hingegen im Normalfall mit CO2-Lasern (z.B. 10,6 um Wellenlänge) oder auch mithilfe von UV-Lasern bearbeitet.

Des Weiteren können Materialien wie Glas, Holz, Keramik, Papier, Textilien als auch Lebensmittel mit Lasern bearbeitet werden. Bei Materialien, die eine geringe Absorption aufweisen, kommen Ultrakurzpulslaser (UKP-Laser) zum Einsatz, mit einer Pulsdauer im ns- oder fs-Bereich. Die Materialstärke, die verwendet werden kann, ist letztlich von den verwendeten Laserparametern abhängig. Diesbezüglich ist die Wellenlänge, die mittlere Leistung, die Pulsenergie und Pulsdauer, einschließlich der Spotdurchmesser ausschlaggebend.

Ist es möglich Materialien, wie Edelstahl, rostfrei zu schneiden?

Die Entstehung von Rost auf Edelstahl kann nur stattfinden, wenn das Edelstahlmaterial unter Einwirkung von Sauerstoff steht. Dies ist ein chemischer Prozess, der auch unter dem Begriff Oxidationsprozess bekannt ist. Im Zuge des Oxidationsprozesses wandelts sich dass Eisen in Eisen(II)-oxid und Eisen (III)-oxid um. Der Prozess wird durch die Anwesenheit von Feuchtigkeit begünstigt, denn Rost ist ein wasserhaltiges Oxid des Eisens.

Die Rostbildung kann jedoch beim Laserschneiden verhindert werden, in dem auf die Anwesenheit von Wasser und Sauerstoff, während des Laserschneidens verzichtet wird. Es ist gängige Praxis unter einer sauerstofffreien Atmosphäre den Laserschneidprozess durchzuführen, in dem Prozessgase, wie Stockstoff oder Argon verwendet wird. Somit kann die ursprüngliche Frage eindeutig mit einem Ja beantwortet werden.

Welche Stärke muss ein Laser für die Bearbeitung von Metall aufweisen?

Diesbezüglich sind die Angaben entscheidend, die eine Auskunft über die eingetragene Energie pro Fläche und Zeit geben. Die Laserleistung muss ausreichend hoch sein, um ein Schmelzen des Materials zu erzielen. In einigen Schneideverfahren ist es zusätzlich wichtig, dass das Material nicht nur geschmolzen wird, sondern teilweise auch verdampft wird. Die empfohlenen Leistungen fangen bei 20 Watt an und reichen bis 10kWatt. Die Leistung variiert letztlich, je nach Materialstärke, Pulsdauer und Spotdurchmesser.

Gibt es Materialien, die nicht infrage kommen beim Laserschneiden?

Es können nicht alle Materialien zum Laserschneiden verwendet werden. Die Wellenlänge des Lasers muss auf das Material abgestimmt werden. Es muss die Wellenlänge des Lasers gewählt werden, die vom Material absorbiert werden kann. Außerdem können während des Laserschneidens gesundheitsschädliche Stoffe freigesetzt werden. Dies kann zum Beispiel PVC (Polyvinylchloride), PTFE (Polytetrafluorethylene), Kupferberylium sein. Auch Chrom VI-haltige und halogenierte Verbindungen stellen ein Risiko dar. Zu letzteren zählen Flammschutzmittel, Kobalt, Mangan, Nicken und Blei.

Welche Konturen sind mit dem Laserschneiden möglich?

Welche Geometrien oder Konturen beim Laserschneiden möglich sind, hängt in erster Linie von dem zu bearbeiteten Material, der Materialstärke als auch der Laserleistung ab. Auch der Spotdurchmesser des Laserstrahls ist in diesem Zusammenhang bedeutsam. Die Konstruktionsdaten der zu schneidenden Teile werden über CAD-Daten an die Maschine übermittelt und unter Beachtung der zuvor genannten Einflussgrößen bearbeitet. Um feine Konturen realisieren zu können, muss die Lasergeschwindigkeit entsprechend angepasst werden. Als Faustregel oder Erfahrungswert kann das Aspektverhältnis, Materialstärke zu Bohrdurchmesser, im Verhältnis 1:25 herangezogen werden, Diese Faustregel sagt aus, dass in ein Edelstahlmaterial mit einer Materialdicke von 1mm eine Bohrung von 40µm bzw. 0,040mm realisiert werden kann.

Welche Geschwindigkeitsvariationen sind beim Laserschneiden möglich?

Die Schnittgeschwindigkeit geht mit der Schnittqualität Hand in Hand. Eine adäquate Schnittgeschwindigkeit trägt dazu bei, dass glatte Wandungen und scharfe Kanten/Konturen realisiert werden können. Die gewählten Laserparameter beeinflussen entscheidend die Schnittgeschwindigkeit. Bei Arbeiten mit einer hohen Präzision, ist es bedeutsam, dass die Schnittgeschwindigkeit entsprechend angepasst, bzw. reduziert wird. Es können Geschwindigkeiten von wenigen mm/min erzielt werden bis hin zu Geschwindigkeiten von einigen m/min. Es gilt im Einzelfall zu entscheiden, welche Geschwindigkeit zu welchem Material angemessen ist.

Was sind die Vorzüge vom Laserschneiden in Hinblick auf Plasmaschneiden?

Ein Vorteil beim Laserschneiden liegt in der Bearbeitung von Metallen mit einer Materialstärke von <10 mm, bei einer Schnittgeschwindigkeit von möglichen 10 m/min. Des Weiteren hat das Laserschneiden den Vorteil, dass eine hohe Präzision erzielt wird, die beim Plasmaschneiden nicht gegeben ist. Die Genauigkeit liegt bei ±0,010 mm. Bei Materialstärken von <0,100 mm kann die Genauigkeit nochmals verbessert werden, nämlich auf einen Wert von 0,005 mm. Das Plasmaschneiden zeigt seine Vorteile in der Verarbeitung von Materialien mit einer Materialdicke von >10 mm. Dabei ist eine Geschwindigkeit von bis zu 8 m/min möglich.

Was gilt es beim Laserschneiden zu beachten, wenn es um die Verarbeitung von Stahl geht?

In erster Instanz gilt es, auf die Hochwertigkeit des Materials zu achten. Es sollte weder verbogen sein noch Kratzer aufweisen und es sollte eine gleichmäßige Körnung aufweisen. Um Komplikationen in puncto Schnittqualität zu vermeiden, ist es bedeutsam auf Materialien zu setzen, die eine genormte Zusammensetzung haben. Die Bearbeitung von Stahl mithilfe von Laseranlagen darf ausschließlich von einem geschulten Fachpersonal durchgeführt werden. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass alle sicherheitsrelevanten Aspekte eingehalten werden. Das Gerät selbst sollte ebenfalls allen Sicherheitsstandards entsprechen, bzw. die Norm nach EN 60825-ff erfüllen, um einen sicheren und einwandfreien Betrieb zu ermöglichen.

Sollten sich noch weitere Fragen ergeben, so werden wir von LaserJob GmbH in Stuttgart gerne weitere Auskünfte erteilen.